電風(fēng)扇無級(jí)調(diào)速器在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛，本課題通過對(duì)與電路相關(guān)的知識(shí)：雙晶閘管、單相交流調(diào)壓、交流開關(guān)等內(nèi)容的介紹和分析。使學(xué)生能夠理解電路的工作原理，掌握分析電路的方法。
一、本課題學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求
1．掌握用萬用表測試雙向晶閘管好壞的方法。
2．掌握雙向晶閘管的外形及符號(hào)；雙向晶閘管的觸發(fā)方式。
3．分析單相交流調(diào)壓電路
4．了解交流開關(guān)、交流調(diào)功器、固態(tài)開關(guān)原理。
二、主要概念提示及難點(diǎn)釋疑
1．雙向晶閘管的觸發(fā)方式
雙向晶閘管正反兩個(gè)方向都能導(dǎo)通，門極加正負(fù)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(fù)；門極電壓G為正，T2為負(fù)。
2）Ⅰ-觸發(fā)方式? 主極T1為正，T2為負(fù)；門極電壓G為負(fù)，T2為正。
3）Ⅲ+觸發(fā)方式? 主極T1為負(fù)，T2為正；門極電壓G為正，T2為負(fù)。
4）Ⅲ-觸發(fā)方式? 主極T1為負(fù)，T2為正；門極電壓G為負(fù)，T2為正。
2．雙向晶閘管的參數(shù)
1）雙向晶閘管額定通態(tài)電流不同于普通晶閘管的額定通態(tài)電流。前者用交流有效值標(biāo)定，后者用正弦半波平均值標(biāo)定，選擇晶閘管時(shí)不能混淆。例如雙向晶閘管額定通態(tài)電流為100A，若用兩個(gè)反并聯(lián)的普通晶閘管代替，按有效相等的原則，得 ，所以， 。因此一個(gè)100A的雙向晶閘管與兩個(gè)45A反并聯(lián)的普通晶閘管等效。
2）在選擇雙向晶閘管的額定通態(tài)電流時(shí)，要考慮到電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流的影響，在交流開關(guān)的主電流中串入空心電抗器，可抑制換向電壓上網(wǎng)率，降低對(duì)雙向晶閘管換向能力的要求。
3．交流調(diào)壓電路
（1）單相交流調(diào)壓電路電感性負(fù)載時(shí)，要用寬脈沖觸發(fā)晶閘管，否則在 ＜ （負(fù)載功率因數(shù)角）時(shí)，會(huì)使一個(gè)晶閘管不能導(dǎo)通，負(fù)載波形只有半周，出現(xiàn)很大的直流分量，電路不能正常工作。
（2）單相交流調(diào)壓電路電阻性負(fù)載時(shí)，移相范圍是 =0°~180°，而電感性負(fù)載時(shí)，移相范圍是 = ~180°
（3）交流功率調(diào)節(jié)容量較大時(shí)，應(yīng)采用三相交流調(diào)壓。三相交流調(diào)壓電路接線方式及性能特點(diǎn)見教材。
（4）交流調(diào)壓可以采用移相觸發(fā)也可以采用過零觸發(fā)來實(shí)現(xiàn)。過零觸發(fā)就是在電壓為零附近觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，在設(shè)定的周期內(nèi)改變晶閘管導(dǎo)通的頻率樹來實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓或調(diào)功率。4．交流開關(guān)
交流開關(guān)的作用類似普通的接觸器，用門極小電流控制陽極大電流的通斷，實(shí)現(xiàn)開關(guān)的無觸電化。
三、學(xué)習(xí)方法
1．對(duì)比法：雙向晶閘管的學(xué)習(xí)與普通晶閘管對(duì)比，找出他們的異同；移相觸發(fā)與過零觸發(fā)比較，找出各自優(yōu)缺點(diǎn)。
2．波形分析法：交流調(diào)壓電路的工作原理結(jié)合波形來分析，更容易理解。
3．討論分析法：讀者要學(xué)習(xí)與他人討論分析問題，并了解其他讀者的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)收獲，提高學(xué)習(xí)效率。
四、典型題解析
例3－1 在交流調(diào)壓電路或交流開關(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)壓電路或交流開關(guān)中使用雙向晶閘管可以簡化電路、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)。