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1、電風扇無級調(diào)速變速原理?【學習目標】：完成本課題的學習后，能夠：1．1．?用萬用表測試雙向晶閘管的好壞。2．2．?掌握雙向晶閘管工作原理。3．3．?分析電風扇無級調(diào)速器各部分電路的作用及調(diào)光原理。4．4．?了解交流開關(guān)、交流調(diào)功器、固態(tài)開關(guān)原理。?【描述】：電風扇無級調(diào)速器在日常生活中隨處可見。圖31（a）是常見的電風扇無級調(diào)速器。旋動旋鈕便可以調(diào)節(jié)電風扇的速度。圖3-1（b）為電路原理圖。調(diào)速旋鈕觸發(fā)電路保護電路?調(diào)速電位器???主電路（a）(b)圖3-1電風扇無級調(diào)速器(a)電風扇無級調(diào)速器(b)電風扇無級調(diào)速器電路原理圖如圖3
2、—1(b)所示，調(diào)速器電路由主電路和觸發(fā)電路兩部分構(gòu)成，在雙向晶閘管的兩端并接RC元件，是利用電容兩端電壓瞬時不能突變，作為晶閘管關(guān)斷過電壓的保護措施。本課題通過對主電路及觸發(fā)電路的分析使學生能夠理解調(diào)速器電路的工作原理，進而掌握分析交流調(diào)壓電路的方法。保護電路在課題五中詳細介紹。?【相關(guān)知識點】：一、雙向晶閘管的工作原理1．1．雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)雙向晶閘管的外形與普通晶閘管類似，有塑封式、螺栓式、平板式。但其內(nèi)部是是一種NPNPN五層結(jié)構(gòu)的三端器件。有兩個主電極T1、T2，一個門極G，其外形如圖3-2所示。平板式螺栓式小電流塑封式圖
3、3-2雙向晶閘管的外形雙向晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、等效電路及圖形符號如圖3-3所示。?圖2－3雙向晶閘管內(nèi)部結(jié)構(gòu)、等效電路及圖形符號（a）內(nèi)部結(jié)構(gòu)（b）等效電路（c）圖形符號從圖3-3可見，雙向晶閘管相當于兩個晶閘管反并聯(lián)（P1N1P2N2和P2N1P1N4），不過它只有一個門極G，由于N3區(qū)的存在，使得門極G相對于T1端無論是正的或是負的，都能觸發(fā)，而且T1相對于T2既可以是正，也可以是負。常見的雙向晶閘管引腳排列如圖3-4所示。圖3-4常見雙向晶閘管引腳排列1．2．雙向晶閘管的特性與參數(shù)雙向晶閘管有正反向?qū)ΨQ的伏安特性曲線。正向部分位
4、于第Ⅰ象限，反向部分位于第Ⅲ象限如圖3－5所示。圖3－5雙向晶閘管伏安特性雙向晶閘管的主要參數(shù)中只有額定電流與普通晶閘管有所不同，其他參數(shù)定義相似。由于雙向晶閘管工作在交流電路中，正反向電流都可以流過，所以它的額定電流不用平均值而是用有效值來表示。定義為：在標準散熱條件下，當器件的單向?qū)ń谴笥?70°，允許流過器件的最大交流正弦電流的有效值，用IT(RMS)表示。雙向晶閘管額定電流與普通晶閘管額定電流之間的換算關(guān)系式為以此推算，一個100A的雙向晶閘管與兩個反并聯(lián)45A的普通晶閘管電流容量相等。國產(chǎn)雙向晶閘管用KS表示。如型號KS
5、50-10-21表示額定電流50A，額定電壓10級（1000V）斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt為2級（不小于200V/μs）,換向電流臨界下降率di/dt為1級（不小于1％IT(RMS)）的雙向晶閘管。有關(guān)KS型雙向晶閘管的主要參數(shù)和分級的規(guī)定見表3－1。表3－1雙向晶閘管的主要參數(shù)1．3．雙向晶閘管的觸發(fā)方式雙向晶閘管正反兩個方向都能導通，門極加正負電壓都能觸發(fā)。主電壓與觸發(fā)電壓相互配合，可以得到四種觸發(fā)方式：1）Ⅰ+觸發(fā)方式主極T1為正，T2為負；門極電壓G為正，T2為負。特性曲線在第Ⅰ象限。2）Ⅰ-觸發(fā)方式主極T1為正，T2為負
6、；門極電壓G為負，T2為正。特性曲線在第Ⅰ象限。3）Ⅲ+觸發(fā)方式主極T1為負，T2為正；門極電壓G為正，T2為負。特性曲線在第Ⅲ象限。4）Ⅲ-觸發(fā)方式主極T1為負，T2為正；門極電壓G為負，T2為正。特性曲線在第Ⅲ象限。由于雙向晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因，四種觸發(fā)方式中靈敏度不相同，以Ⅲ+觸發(fā)方式靈敏度最低，使用時要盡量避開，常采用的觸發(fā)方式為Ⅰ+和Ⅲ-。4．雙向晶閘管的觸發(fā)電路（1）簡易觸發(fā)電路圖3－6為雙向晶閘管簡易觸發(fā)電路。圖(a)中當開關(guān)S撥至“2”雙向晶閘管VT只在I+觸發(fā)，負載RL上僅得到正半周電壓；當S撥至“3”時，VT在正
7、、負半周分別在I+、Ⅲ-觸發(fā)，RL上得到正、負兩個半周的電壓，因而比置“2”時電壓大。圖(c)、(d)中均引入了圖2－6雙向晶閘管的簡易觸發(fā)電路具有對稱擊性的觸發(fā)二極管VD，這種二極管兩端電壓達到擊穿電壓數(shù)值(通常為30V左右，不分極性)時被擊穿導通，晶閘管便也觸發(fā)導通。調(diào)節(jié)電位器RP改變控制角α，實現(xiàn)調(diào)壓。圖(c)與圖(b)的不同點在于(c)中增設(shè)了R1、R2、C2。在(b)圖中，當工作于大α值時，因RP阻值較大，使C1充電緩慢，到α角時電源電壓已經(jīng)過峰值并降得過低，則C1上充電電壓過小不足以擊穿雙向觸發(fā)二極管VD；而圖(c)在大
8、α時，C2上可獲得滯后的電壓uc2，給電容c1增加一個充電電路，保證在大α時VT能可靠觸發(fā)。（e）圖就是電風扇無級調(diào)速電路圖，接通電源后，電容C1充電，當電容C1兩端電壓的峰值達到氖管HL的阻斷電壓時，HL亮，雙向晶閘管VT被觸發(fā)導通
