电风扇无级调速器课题

电风扇无级调速器在日常生活中的应用非常广泛，本课题通过对与电路相关的知识：双晶闸管、单相交流调压、交流开关等内容的介绍和分析。使学生能够理解电路的工作原理，掌握分析电路的方法。
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 ，所以， 。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/ =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。