1 历史
在二战末期,人们提出了电机调速的方法,当时用原动机来驱动一台发电机,而通过控制发电机的励磁来调节发电机的输出电压,借此来调节被驱动电机的转速。在战后,随着晶闸管的出现,发明了可控整流技术,通过晶闸管的导通时间来控制电压。全控型功率管(GTO,GTR,MOSFET,IGBT,ICGT)的出现,不仅可以控制晶体管的导通,还可以控制关断,这样就提高了开关频率,首先是调速系统响应速度得到了很大的提高,并且很好地解决了低速情况下的电流断续问题。二战后,随着晶闸管技术的出现,有人提出了变频技术,从而实现了交流电机的调速,用晶闸管实现了早期的电流型变频器。电流型变频器电流变形大,谐波高,效率低,应用并不广泛,当时的电机主要是风扇电机。随着科学的进步,各类电机林林总总,人们不再只对风扇电机调速有需求,对各类型电机的调速器的需求更加强烈,各种各样的调速开关开始兴起,以调压调速,变极数调速,变频调速,电磁调速为主。由于调压调速的的无极特点,且具有效率高,结构简单等优势,被广泛应用在民用电子调速开关中。
2 调速开关原理
调速开关采用电子电路或微处理芯片去改变电机的级数、电压、电流、频率等方法控制电机的转速,以使电机达到较高的使用性能的一种电子开关。
对交流电机而言,调速方式有:电感式调速,抽头式调速,电容式调速,控硅调速,变频式调速。
对直流电机而言,调速方式有:电枢回路电阻调速,电枢电压调速,晶闸管变流器供电的调速,大功率半导体器件的直流电动机脉宽调速,励磁电流调速
。
电机调速很多使用的是可控硅,也就是晶闸管,它主要是利用了一个PWM的控制原理。即让一个方波去控制可控硅,当方波处于高电平时,可控硅开启,方波处于低电平位置的时候,可控硅截止。这样调节高电平与低电平的比例(专业上称为占空比),就可以改变电路导通和截止的时间比例,当全程导通时,风扇就全速运行,而全程不导通时,风扇就停止工作。同样的可以实现,半速,1/4速,3/4速等不同转速运行方案,理论上可以实现无级变速的可能。
3 分类
尽管电子调速类开关品种不多,从外表看大同小异,但还需认真辨识,下面将简单介绍电子调速开关的三种分类方式。
电子调速开关可以按操作方式、负载功率、接线方式分类:
1)按操作方式分为:旋钮调速开关,按键调速开关,调速插座开关。
2)按负载功率分为:常规功率调速开关,中等功率调速开关、超大功率调速开关;
3)按接线方式分为:单线式电子调速开关,零火线电子调速开关。