調(diào)速開關采用電子電路或微處理芯片去改變電機的級數(shù)、電壓、電流、頻率等方法控制電機的轉(zhuǎn)速,以使電機達到較高的使用性能的一種電子開關。

中文名

調(diào)速開關

外文名

Speed switches

調(diào)速方式

電感式調(diào)速,抽頭式調(diào)速

領域

工程技術

采用

電子電路或微處理芯片

有利于

克服電機內(nèi)在的線圈電阻

歷史

在二戰(zhàn)末期,人們提出了電機調(diào)速的方法,當時用原動機來驅(qū)動一臺發(fā)電機,而通過控制發(fā)電機的勵磁來調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出電壓,借此來調(diào)節(jié)被驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速。在戰(zhàn)后,隨著晶閘管的出現(xiàn),發(fā)明了可控整流技術,通過晶閘管的導通時間來控制電壓。全控型功率管(GTO,GTR,MOSFET,IGBT,ICGT)的出現(xiàn),不僅可以控制晶體管的導通,還可以控制關斷,這樣就提高了開關頻率,首先是調(diào)速系統(tǒng)響應速度得到了很大的提高,并且很好地解決了低速情況下的電流斷續(xù)問題。二戰(zhàn)后,隨著晶閘管技術的出現(xiàn),有人提出了變頻技術,從而實現(xiàn)了交流電機的調(diào)速,用晶閘管實現(xiàn)了早期的電流型變頻器。電流型變頻器電流變形大,諧波高,效率低,應用并不廣泛,當時的電機主要是風扇電機。隨著科學的進步,各類電機林林總總,人們不再只對風扇電機調(diào)速有需求,對各類型電機的調(diào)速器的需求更加強烈,各種各樣的調(diào)速開關開始興起,以調(diào)壓調(diào)速,變極數(shù)調(diào)速,變頻調(diào)速,電磁調(diào)速為主。由于調(diào)壓調(diào)速的的無極特點,且具有效率高,結構簡單等優(yōu)勢,被廣泛應用在民用電子調(diào)速開關中。

調(diào)速開關原理

對交流電機而言,調(diào)速方式有:電感式調(diào)速,抽頭式調(diào)速,電容式調(diào)速,控硅調(diào)速,變頻式調(diào)速。

對直流電機而言,調(diào)速方式有:電樞回路電阻調(diào)速,電樞電壓調(diào)速,晶閘管變流器供電的調(diào)速,大功率半導體器件的直流電動機脈寬調(diào)速,勵磁電流調(diào)速。

現(xiàn)在的電機調(diào)速很多使用的是可控硅,也就是晶閘管,它主要是利用了一個PWM的控制原理。即讓一個方波去控制可控硅,當方波處于高電平時,可控硅開啟,方波處于低電平位置的時候,可控硅截止。這樣調(diào)節(jié)高電平與低電平的比例(專業(yè)上稱為占空比),就可以改變電路導通和截止的時間比例,當全程導通時,風扇就全速運行,而全程不導通時,風扇就停止工作。同樣的可以實現(xiàn),半速,1/4速,3/4速等不同轉(zhuǎn)速運行方案,理論上可以實現(xiàn)無級變速的可能。

分類

盡管電子調(diào)速類開關品種不多,從外表看大同小異,但還需認真辨識,下面將簡單介紹電子調(diào)速開關的三種分類方式。

電子調(diào)速開關可以按操作方式、負載功率、接線方式分類:

1)按操作方式分為:旋鈕調(diào)速開關,按鍵調(diào)速開關,調(diào)速插座開關。

2)按負載功率分為:常規(guī)功率調(diào)速開關,中等功率調(diào)速開關、超大功率調(diào)速開關;

3)按接線方式分為:單線式電子調(diào)速開關,零火線電子調(diào)速開關。

應用

HW-A-1040型(DC12v24v電壓通用型)調(diào)速器、工作原理:是通過改變輸出方波的占空比使負載上的平均電流功率從0-100%變化、從而改變負載、燈光亮度/電機速度。利用脈寬調(diào)制(PWM)方式、實現(xiàn)調(diào)光/調(diào)速、它的優(yōu)點是電源的能量功率、能得到充分利用、電路的效率高。例如:當輸出為50%的方波時,脈寬調(diào)制(PWM)電路輸出能量功率也為50%,即幾乎所有的能量都轉(zhuǎn)換給負載。而采用常見的電阻降壓調(diào)速時,要使負載獲得電源最大50%的功率,電源必須提供71%以上的輸出功率,這其中21%消耗在電阻的壓降及熱耗上。大部分能量在電阻上被消耗掉了、剩下才是輸出的能量、轉(zhuǎn)換效率非常低。此外HW-A-1040型調(diào)速因其采用開關方式熱耗幾乎不存在、HW-A-1040型調(diào)速在低速時扭矩非常大、因為調(diào)速器帶有自動跟蹤PWM、另外采用脈寬調(diào)制(PWM)方式、可以使負載在工作時得到幾乎滿電源電壓、這樣有利于克服電機內(nèi)在的線圈電阻而使電機產(chǎn)生更大的力矩功率。

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