电风扇无级调速器.docx
- 文档编号:25682475
- 上传时间:2023-06-11
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:19.05KB
电风扇无级调速器.docx
《电风扇无级调速器.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电风扇无级调速器.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
电风扇无级调速器
电风扇无级调速器
一、本课题学习目标与要求
1.掌握用万用表测试双向晶闸管好坏的方法。
2.掌握双向晶闸管的外形及符号;双向晶闸管的触发方式。
3.分析单相交流调压电路
4.了解交流开关、交流调功器、固态开关原理。
二、主要概念提示及难点释疑
1.双向晶闸管的触发方式
双向晶闸管正反两个方向都能导通,门极加正负电压都能触发。
主电压与触发电压相互配合,可以得到四种触发方式:
1)Ⅰ+触发方式主极T1为正,T2为负;门极电压G为正,T2为负。
2)Ⅰ-触发方式主极T1为正,T2为负;门极电压G为负,T2为正。
3)Ⅲ+触发方式主极T1为负,T2为正;门极电压G为正,T2为负。
4)Ⅲ-触发方式主极T1为负,T2为正;门极电压G为负,T2为正。
2.双向晶闸管的参数
1)双向晶闸管额定通态电流不同于普通晶闸管的额定通态电流。
前者用交流有效值标定,后者用正弦半波平均值标定,选择晶闸管时不能混淆。
例如双向晶闸管额定通态电流为100A,若用两个反并联的普通晶闸管代替,按有效相等的原则,得
1.57IT(AV)?
100
2,所以,IT(AV)?
100
1.572?
45A
。
因此一个100A的双向晶闸管与两
个45A反并联的普通晶闸管等效。
2)在选择双向晶闸管的额定通态电流时,要考虑到电动机的启动电流的影响,在交流开关的主电流中串入空心电抗器,可抑制换向电压上网率,降低对双向晶闸管换向能力35
的要求。
3.交流调压电路
(1)单相交流调压电路电感性负载时,要用宽脉冲触发晶闸管,否则在?
<?
(负载功率因数角)时,会使一个晶闸管不能导通,负载波形只有半周,出现很大的直流分量,电路不能正常工作。
(2)单相交流调压电路电阻性负载时,移相范围是?
=0°~180°,而电感性负载时,移相范围是?
=?
~180°
(3)交流功率调节容量较大时,应采用三相交流调压。
三相交流调压电路接线方式及性能特点见教材。
(4)交流调压可以采用移相触发也可以采用过零触发来实现。
过零触发就是在电压为零附近触发晶闸管导通,在设定的周期内改变晶闸管导通的频率树来实现交流调压或调功率。
4.交流开关
交流开关的作用类似普通的接触器,用门极小电流控制阳极大电流的通断,实现开关的无触电化。
三、学习方法
1.对比法:
双向晶闸管的学习与普通晶闸管对比,找出他们的异同;移相触发与过零触发比较,找出各自优缺点。
2.波形分析法:
交流调压电路的工作原理结合波形来分析,更容易理解。
3.讨论分析法:
读者要学习与他人讨论分析问题,并了解其他读者的学习方法和学习收获,提高学习效率。
四、典型题解析
例3-1在交流调压电路或交流开关中,使用双向晶闸管有什么好处?
解:
双向晶闸管不论是从结构上,还是从特性上,都可以把它看作是一对反并联晶闸管集成元件。
它只有一个门极,可用交流或直流脉冲触发,使之能正、反向导通。
在交流调压电路或交流开关中使用双向晶闸管可以简化电路、减小装置体积和质量、节省投36
资、方便维护。
例3-2双向晶闸管额定电流的定义和普通晶闸管额定电流的定义有何不同?
额定电流为100A的两只普通晶闸管反并联可以用额定电流为多少的双向晶闸管代替?
解:
双向晶闸管的额定电流用有效值表示,而普通晶闸管的额定电流是用平均值表示的。
额定电流100A的普通晶闸管,其通过电流的峰值为100A×π=314A,则双向晶闸管的额定电流为314/2=222A。
例3-3一台220V/10kW的电炉,采用单相交流调压电路,现使其工作在功率为5kW的电路中,试求电路的控制角α、工作电流以及电源侧功率因数。
I?
解:
电炉是电阻性负载。
220V、10kW的电炉其电流有效值应为10000?
45.5A220要求输出功率减半,即I值减小1/2,故工作电流应为
输出功率减半,即U值减小1/2,则α=90°
功率因数cosφ=00.70722I?
45.52?
32.1A
例3-4图3-1单相交流调压电路,U2=220V,L=5.516mH,R=1Ω,试求:
1)制角α的移相范围。
2)负载电流最大有效值。
3)最大输出功率和功率因数。
图3-1例3-4图
37
解:
1)单相交流调压电感性负载时,控制角α的移相范围是?
~?
?
?
arctan?
L
R?
arctan2?
?
50?
5.516?
60?
1
所以控制角α的移相范围是60°~π。
2)因α=?
时,电流为连续状态,此时负载电流最大。
I?
3)最大功率U2220V?
?
110A2Z?
(1.732)
P?
U2Icos?
?
U2Icos?
?
(220?
110?
cos60?
)W?
12.1kW
cos?
?
cos?
?
cos60?
?
0.5
例3-5采用双向晶闸管组成的单相调功电路采用过零触发,U2=220V,负载电阻R=1Ω,在控制的设定周期Tc内,使晶闸管导通0.3s,断开0.2s。
试计算:
1)输出电压的有效值。
2)负载上所得平均功率与假定晶闸管一直导通时输出得功率。
3)选择双向晶闸管得型号。
2U22202
P?
?
?
48.4kWR1解:
负载在全导通时,送出的功率为
负载在导通0.3s断开0.2s过零触发下,负载上的电压有效值
U?
U2
P?
48.4?
负载上的功率
五、自我检测题
1.填空题Ton0.3?
?
170VT0.3?
0.20.3?
29kW0.3?
0.2
1)型号为KS100-8的元件表示伏、额定有效38
电流为安。
2)双向晶闸管的触发方式有:
I+触发:
第一阳极T1接电压,第二阳极T2接电压;门极G接电压,T2接电压。
I-触发:
第一阳极T1接电压,第二阳极T2接电压;门极G接电压,T2接电压。
Ⅲ+触发:
第一阳极T1接电压,第二阳极T2接电压,门极G接电压,T2接电压。
Ⅲ-触发:
第一阳极T1接电压,第二阳极T2接电压;门极G接电压,T2接电压。
3)在单相交流调压电路中,负载为电阻性时移相范围是,负载是阻感性时移相范围是。
4)双向晶闸管的图形符号是,三个电极分别是,和。
5)交流零触发开关电路是利用在电源电压
2.判断题
1)双向晶闸管与普通晶闸管一样,额定电流也用通态电流平均值表示()
2)双向晶闸管的结构与普通晶闸管一样,也是由四层半导体(P1N1P2N2)材料构成的。
()
3)双向晶闸管的额定电流的定义与普通晶闸管不一样,双向晶闸管的额定电流是用电流有效值来表示的。
()
4)双向晶闸管的结构与普通晶闸管不一样,它是由五层半导体材料构成的。
()
3.问答题
1)什么是晶闸管交流开关?
2)交流调压电路中,晶闸管常用哪些方式控制?
3)单相交流调压电路中,对于电阻-电感负载,为什么晶闸管的触发脉冲要用宽脉冲或脉冲列?
39
4)三相交流调压电路有哪些接线方式,各有什么特点?
5)双向晶闸管有哪几种触发方式?
用的最多的有哪两种?
6)在交流调压电路中,采用相位控制和通断控制各有何优缺点?
为什么通断控制适用于大惯性负载?
7)单相交流调压电路,负载阻抗角为30°,问控制角α的有效移相范围有多大?
4.计算题
1)在图3-2示交流调压电路中,已知U2=220V负载电阻RL=10Ω,当触发角α=90°时,计算RL吸收的交流电功率是多少?
并画出RL上的电压波形图。
导通区用阴影线表示。
图3-2
2)一台工业炉原由额定电压为单相交流220∨供电,额定功率为10千瓦。
现改用双向晶闸管组成的单相交流调压电源供电,如果正常工作时负载只需要5千瓦。
试问双向晶闸管的触发角α应为多少度?
试求此时的电流有效值,以及电源侧的功率因数值。
5.分析题
1)图3-3为采用双向晶闸管的单相电源漏电检测原理图,试分析其工作原理。
图3-3
40
2)图3-4为一单相交流调压电路,试分析当开关Q置于位置1、2、3时,电路的工作情况并画出开关置于不同位置时,负载上得到的电压波形。
图3-4
4)已知自耦变压器基本绕组为1-0,调整绕组1-3与1-2之间的匝数是1-0的10%。
试分析图3-5示两组反并联晶闸管组成的电路,是如何实现在输入电压波动时,使输出电压∪0保持稳定?
图3-5
六、自我检测题答案
1.填空题
1)双向晶闸管、800V、100A。
2)I+触发:
正,负;G正,负。
I-触发:
正,负;负,正。
Ⅲ+触发:
负,正;正,负。
Ⅲ-触发:
负,正;负,正。
3)0?
?
,?
?
?
,
4)第一阳极T1,第二阳极T2,门极G
41
5)过零触发
2.判断题
1)×2)×3)√4)√
3.问答题
1)如果交流调压电路中的晶闸管在交流电压自然过零时关断或导通,则称之为晶闸管交流开关。
2)交流调压电路中的晶闸管常用两种方式控制:
(1)相位控制。
在电源电压的每一周期,在选定的时刻将负载与电源接通,改变选定时刻即可达到调压的目的。
(2)通断控制。
将晶闸管作为开关,使负载与电源接若干周波,然后再断开一定的周波,通过改变通断的时间比达到调压的目的。
3)见教材。
4)见教材表格。
5)I+触发:
T1接正电压,T2接负;门极G接正,T2接负。
I-触发:
T1接正,T2接负;门极G为负,T2接正。
Ⅲ+触发T1接负,T2接正,门极G接正,T2接负。
Ⅲ-触发T1接负,T2接正;门极G接负,T2接正。
6)通断控制采用了“零”触发的控制方式,几乎不产生谐波污染,但由于在导通周期内电动机承受的电压额定电压,而在间歇周期内电动机承受的电压为零,故加在电动机上的电压变化剧烈,致使转矩较大,特别是在低速时,影响尤为严重。
脉动相位控制输出电压较为精确,调速精度较高、快速性好,低速时转速脉动较小。
但由于相位控制的导通波形只是工频正弦波一周期的一部分,会产生成分复杂的谐波,对电网造成谐波污染。
7)30°~180°
4.计算题
1)2.4KW
42
2)1、π/2;32.1A;0.707
5.分析题
1)三相插座漏电,双向晶闸管以I+或III-的方式触发导通,继电器线圈得电,J1,4常开触头闭合,常闭触头断开,切断插座电源;同时J1,2常开触头闭合,常闭触头断开,晶闸管门极接通电源;双向晶闸管导通使指示灯亮,提示插座漏电。
正常工作时,双向晶闸管门极无触发信号,不导通,继电器线圈不得电,三相插座带电,指示灯不亮,提示正常工作。
2)Q置于位置1:
双向晶闸管得不到触发信号,不能导通,负载上无电压
Q置于位置2:
正半周,双向晶闸管Ⅰ+触发方式导通。
负半周,由于二极管VD反偏,双向晶闸管得不到触发信号,不能导通,负载上得到半波整流电压。
Q置于位置3:
正半周,双向晶闸管Ⅰ+触发方式导通。
负半周,双向晶闸管Ⅲ-触发方式导通,负载上得到近似单相交流电压。
3)通过对电压检测,实施对两组反并联晶闸管门极予以控制。
例如:
输入电压高于10%时,让VT1、VT2这组反并联的晶闸管的触发脉冲移到180°,使它不输出电压,而让VT3、VT4这组反并联晶闸管的触发脉冲移到0°,使他们分别在正负半周全导通时输出电压降低;当输入电压低于额定值10%时,让VT1、VT2这组反并联晶闸管的触发脉冲移到0°,使他们分别在正负半周全导通。
让VT3、VT4反并联晶闸管的触发脉冲移到180°使他们截止,从而使输出电压提高10%,达到稳定输出电压的目的。
43
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电风扇 无级 调速器