模塊三電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器電路的制作與調(diào)試習(xí)題答案例3－1在交流調(diào)壓電路或交流開(kāi)關(guān)中，使用雙向晶閘管有什么好處？ 解：雙向晶閘管不論是從結(jié)構(gòu)上，還是從特性上，都可以把它看作是一對(duì)反并聯(lián)晶閘管集成元件。它只有一個(gè)門(mén)極，可用交流或直流脈沖觸發(fā)，使之能正、反向?qū)āＴ诮涣髡{(diào)壓電路或交流開(kāi)關(guān)中使用雙向晶閘管可以簡(jiǎn)化電路、減小裝置體積和質(zhì)量、節(jié)省投資、方便維護(hù)。例3－2雙向晶閘管額定電流的定義和普通晶閘管額定電流的定義有何不同？額定電流為100A的兩只普通晶閘管反并聯(lián)可以用額定電流為多少的雙向晶閘管代替？ 解：雙向晶閘管的額定電流用有效值表示，而普通晶閘管的額定電流是用平均值表示的。額定電流100A的普通晶閘管，其通過(guò)電流的峰值為100A×π=314A，則雙向晶閘管的額定電流為314/=222A。例3－3一臺(tái)220V/10kW的電爐，采用單相交流調(diào)壓電路，現(xiàn)使其工作在功率為5kW的電路中，試求電路的控制角α、工作電流以及電源側(cè)功率因數(shù)。解：電爐是電阻性負(fù)載。220V、10kW的電爐其電流有效值應(yīng)為要求輸出功率減半，即值減小1/2，故工作電流應(yīng)為輸出功率減半，即值減小1/2，則α=90°功率因數(shù)cosφ=00.707例3－4圖3－1單相交流調(diào)壓電路，U2＝220V，L=5.516mH，R＝1Ω，試求：控制角α的移相范圍。負(fù)載電流最大有效值。最大輸出功率和功率因數(shù)。圖3－1例3－4圖 解：1）單相交流調(diào)壓電感性負(fù)載時(shí)，控制角α的移相范圍是所以控制角α的移相范圍是60°~π。 2）因α=時(shí)，電流為連續(xù)狀態(tài)，此時(shí)負(fù)載電流最大。 3）最大功率 例3-5采用雙向晶閘管組成的單相調(diào)功電路采用過(guò)零觸發(fā)，U2＝220V，負(fù)載電阻R＝1Ω，在控制的設(shè)定周期Tc內(nèi)，使晶閘管導(dǎo)通0.3s，斷開(kāi)0.2s。試計(jì)算：輸出電壓的有效值。負(fù)載上所得得平均功率與假定晶閘管一直導(dǎo)通時(shí)輸出得功率。選擇雙向晶閘管得型號(hào)。解：負(fù)載在全導(dǎo)通時(shí)，送出的功率為負(fù)載在導(dǎo)通0.3s斷開(kāi)0.2s過(guò)零觸發(fā)下，負(fù)載上的電壓有效值負(fù)載上的功率 五、自我檢測(cè)題 1．填空題 1）型號(hào)為KS100-8的元件表示晶閘管、它的額定電壓為伏、額定有效電流為安。 2）雙向晶閘管的觸發(fā)方式有：I+觸發(fā)：第一陽(yáng)極T1接 電壓，第二陽(yáng)極T2接 電壓；門(mén)極G接電壓，T2接電壓。 I-觸發(fā)：第一陽(yáng)極T1接電壓，第二陽(yáng)極T2接電壓；門(mén)極G接電壓，T2接電壓。 Ⅲ+觸發(fā)：第一陽(yáng)極T1接電壓，第二陽(yáng)極T2接電壓,門(mén)極G接電壓，T2接電壓。Ⅲ-觸發(fā)：第一陽(yáng)極T1接電壓，第二陽(yáng)極T2接電壓；門(mén)極G接電壓，T2接電壓。3）在單相交流調(diào)壓電路中，負(fù)載為電阻性時(shí)移相范圍是，負(fù)載是阻感性時(shí)移相范圍是。4）雙向晶閘管的圖形符號(hào)是，三個(gè)電極分別是，和； 5）交流零觸發(fā)開(kāi)關(guān)電路是利用在電源電壓方式來(lái)控制晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷的。 2．判斷題 1）雙向晶閘管與普通晶閘管一樣，額定電流也用通態(tài)電流平均值表示（） 2）雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)與普通晶閘管一樣，也是由四層半導(dǎo)體（P1N1P2N2）材料構(gòu)成的。（） 3）雙向晶閘管的額定電流的定義與普通晶閘管不一樣，雙向晶閘管的額定電流是用電流有效值來(lái)表示的。（） 4）雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)與普通晶閘管不一樣，它是由五層半導(dǎo)體材料構(gòu)成的。（） 3．問(wèn)答題 1）什么是晶閘管交流開(kāi)關(guān)？ 2）交流調(diào)壓電路中，晶閘管常用哪些方式控制？ 3）單相交流調(diào)壓電路中，對(duì)于電阻-電感負(fù)載，為什么晶閘管的觸發(fā)脈沖要用寬脈沖或脈沖列？ 4）三相交流調(diào)壓電路有哪些接線方式，各有什么特點(diǎn)？ 5）雙向晶閘管有哪幾種觸發(fā)方式？用的最多的有哪兩種？ 6）在交流調(diào)壓電路中，采用相位控制和通斷控制各有何優(yōu)缺點(diǎn)？為什么通斷控制適用于大慣性負(fù)載？7）單相交流調(diào)壓電路，負(fù)載阻抗角為30°，問(wèn)控制角α的有效移相范圍有多大？4．計(jì)算題1）在圖3-2示交流調(diào)壓電路中，已知U2＝220V負(fù)載電阻RL＝10Ω，當(dāng)觸發(fā)角α＝90°時(shí)，計(jì)算RL吸收的交流電功率是多少？并畫(huà)出RL上的電壓波形圖。導(dǎo)通區(qū)用陰影線表示。圖3-22）一臺(tái)工業(yè)爐原由額定電壓為單相交流220∨供電，額定功率為10千瓦。現(xiàn)改用雙向晶閘管組成的單相交流調(diào)壓電源供電，如果正常工作時(shí)負(fù)載只需要5千瓦。試問(wèn)雙向晶閘管的觸發(fā)角α應(yīng)為多少度？試求此時(shí)的電流有效值，以及電源側(cè)的功率因數(shù)值。 5．分析題 1）圖3-3為采用雙向晶閘管的單相電源漏電檢測(cè)原理圖，試分析其工作原理。圖3-32）圖3-4為一單相交流調(diào)壓電路，試分析當(dāng)開(kāi)關(guān)Q置于位置1、2、3時(shí)，電路的工作情況并畫(huà)出開(kāi)關(guān)置于不同位置時(shí)，負(fù)載上得到的電壓波形。圖3-4已知自耦變壓器基本繞組為1-0，調(diào)整繞組1-3與1-2之間的匝數(shù)是1-0的10％。試分析圖3-5示兩組反并聯(lián)晶閘管組成的電路，是如何實(shí)現(xiàn)在輸入電壓波動(dòng)時(shí)，使輸出電壓∪0保持穩(wěn)定？圖3-5六、自我檢測(cè)題答案1．填空題 1）雙向晶閘管、800V、100A。 2）I+觸發(fā)：正，負(fù)；G正，負(fù)。I-觸發(fā)：正，負(fù)；負(fù)，正。Ⅲ+觸發(fā)：負(fù)，正；正，負(fù)。Ⅲ-觸發(fā)：負(fù)，正；負(fù)，正。 3），， 4）第一陽(yáng)極T1，第二陽(yáng)極T2，門(mén)極G 5）過(guò)零觸發(fā) 2．判斷題 1）×2）×3）√4）√3．問(wèn)答題 1）如果交流調(diào)壓電路中的晶閘管在交流電壓自然過(guò)零時(shí)關(guān)斷或?qū)ǎ瑒t稱之為晶閘管交流開(kāi)關(guān)。 2）交流調(diào)壓電路中的晶閘管常用兩種方式控制： （1）相位控制。在電源電壓的每一周期，在選定的時(shí)刻將負(fù)載與電源接通，改變選定時(shí)刻即可達(dá)到調(diào)壓的目的。 （2）通斷控制。將晶閘管作為開(kāi)關(guān)，使負(fù)載與電源接若干周波，然后再斷開(kāi)一定的周波，通過(guò)改變通斷的時(shí)間比達(dá)到調(diào)壓的目的。 3）見(jiàn)教材。 4）見(jiàn)教材表格。 5）I+觸發(fā)：T1接正電壓，T2接負(fù)；門(mén)極G接正，T2接負(fù)。I-觸發(fā)：T1接正，T2接負(fù)；門(mén)極G為負(fù)，T2接正。Ⅲ+觸發(fā)T1接負(fù)，T2接正，門(mén)極G接正，T2接負(fù)。Ⅲ-觸發(fā)T1接負(fù)，T2接正；門(mén)極G接負(fù)，T2接正。 6）通斷控制采用了“零”觸發(fā)的控制方式，幾乎不產(chǎn)生諧波污染，但由于在導(dǎo)通周期內(nèi)電動(dòng)機(jī)承受的電壓額定電壓，而在間歇周期內(nèi)電動(dòng)機(jī)承受的電壓為零，故加在電動(dòng)機(jī)上的電壓變化劇烈，致使轉(zhuǎn)矩較大，特別是在低速時(shí)，影響尤為嚴(yán)重。脈動(dòng) 相位控制輸出電壓較為精確，調(diào)速精度較高、快速性好，低速時(shí)轉(zhuǎn)速脈動(dòng)較小。但由于相位控制的導(dǎo)通波形只是工頻正弦波一周期的一部分，會(huì)產(chǎn)生成分復(fù)雜的諧波，對(duì)電網(wǎng)造成諧波污染。7）30°~180°4．計(jì)算題 1）2.4KW 2）1、π/2；32.1A；0.707 5．分析題 1） 三相插座漏電，雙向晶閘管以I+或III-的方式觸發(fā)導(dǎo)通，繼電器線圈得電，J1,4常開(kāi)觸頭閉合，常閉觸頭斷開(kāi)，切斷插座電源；同時(shí)J1,2常開(kāi)觸頭閉合，常閉觸頭斷開(kāi)，晶閘管門(mén)極接通電源；雙向晶閘管導(dǎo)通使指示燈亮，提示插座漏電。正常工作時(shí)，雙向晶閘管門(mén)極無(wú)觸發(fā)信號(hào)，不導(dǎo)通，繼電器線圈不得電，三相插座帶電，指示燈不亮，提示正常工作。 2）Q置于位置1：雙向晶閘管得不到觸發(fā)信號(hào)，不能導(dǎo)通，負(fù)載上無(wú)電壓Q置于位置2：正半周，雙向晶閘管Ⅰ+觸發(fā)方式導(dǎo)通。負(fù)半周，由于二極管VD反偏，雙向晶閘管得不到觸發(fā)信號(hào)，不能導(dǎo)通，負(fù)載上得到半波整流電壓。Q置于位置3：正半周，雙向晶閘管Ⅰ+觸發(fā)方式導(dǎo)通。負(fù)半周，雙向晶閘管Ⅲ-觸發(fā)方式導(dǎo)通，負(fù)載上得到近似單相交流電壓。3）通過(guò)對(duì)電壓檢測(cè)，實(shí)施對(duì)兩組反并聯(lián)晶閘管門(mén)極予以控制。例如：輸入電壓高于10%時(shí)，讓VT1、VT2這組反并聯(lián)的晶閘管