电动机及其变压器的操控疑问

电动机及其变压器的操控疑问早年说过：电动机、变压器等非线性负载的作业需要一个无缺的正弦波电压。不然会呈现电动机或变压器发热或嗡嗡响的状况。

很多读者就此疑问发来email，问询更多有关这方面的常识。接下来，我就此疑问为咱们做一个剖析。

在智能家居操控中有一个非常诙谐的而且对错常简略被稠浊的疑问是速度操控。而且我也发现咱们很简略把调光与速度操控联络在一同。那么就让咱们从调光与速度操控的差异开端谈起吧！

咱们都知道，白炽灯是电阻性负载（尽管它也富含很小的电理性，但与它的电阻性比照，电理性显得微短少道，因而咱们把它看为纯电阻性负载）。就此而言，电学常识通知咱们，纯电阻性负载是不富含电理性和电容性的负载。那咱们就把白炽灯比作一个大电阻。很多X十调光开关的方案便是把白炽灯作为一个既没有电理性又没有电容性的负载来看的。能够驱动纯电阻负载的器材是可控硅，可是可控硅并不能改动正弦波的凹凸。

咱们能够用一个很大的可变电阻或可调压变压器来改动一个无缺的正弦波的凹凸。可变电阻式调光法早年被用于舞台调光，但那现已是二十世纪上半世纪的事了。用那种方法调光，不光作业功率低而且花费名贵。如今，咱们有固态器材可控硅。它操控灯的亮度

不是改动正弦波的凹凸，而对错常快的翻开-封闭输出给灯的正弦波。举个比方吧，假定你有一个开和关的速度都满足快的开关，在正弦波的每个半波里，你开关一次，就能够使正弦波的一有些流过电灯。作为代替可变电阻的可控硅，它是经过改动切开正弦波的方位来改动输出给负载的功率的。

两个周期的正弦波，便是X十调光开关的输出波形。你一定会留心到每个半波的前面一小有些都被切去了。正本，当把X十调光开关开到最亮时，灯的亮度并不是十0%，而是96%。假定你很仔细，那么你就会发现当你装上X十调光开关后，灯的最大亮度比正本暗了一点点。那4%的正弦波去那里了呢？这也是机械式开关所无法做到的。下面我就谈谈这4%正弦波的去向疑问。

一般状况下，分外是一些老房子，一般墙上开关盒里只需两根线，但那并不是零线和前方。零线一般会直接布到灯上，再从灯上引一根线到墙上开关盒。

前方一般会直接布到墙上开关盒，这么开关盒里的两根线便是前方和来自于灯的一根线。为了习气这种场合，很多类型的X十调光开关都被方案为两线式，而且经过灯丝来为它供应能量。已然白炽灯归于线性负载，那么它就会为X十调光开关供应一个极好的作业电流。当白炽灯不亮时，从灯丝能够流过满足的电流来坚持X十

调光开关的正常操作。当灯全亮时，X十调光开关会为自己保存4%的电能。假定给灯十0%的电能，X十调光开关就会因为失掉电能而失效。一同这也是两线式X十调光开关为啥要有最小负载功率绑缚的要素。假定电灯功率为400W或500W那么它会为X十调光开关供应满足多的电能。当然，用40W或60W的电灯也相同会为它供应满足的电流。可是假定喫苦率很小的电灯（5W或十W），X十调光开关就会因为坚持电流过小而走向去世！

这4%还有别的一个非常有用的本地。X十电力载波信号恰是在这片非常洁净的区域里传达（如图四所示）。在图四中每个周期内都会有两个非常峻峭的边际，这个边际也恰是开关（可控硅）翻开的时分，负载从没电到俄然有电的速度对错常快的。这个非常峻峭的边际会发作很多电器噪音。因而，X十商品方案工程是会在方案X 十调光开关时，留出开端的那一小规矩弦波给X十载波信号供应洁净的空间。

对于三线式X十调光开关（有零线输入）来说，理论上讲不需要为它保存那4%的能量（见图五）。因为有零线和前方一同为它供电，坚持它的作业电流就不再需要经过灯丝了。尽管如此，X十工程师仍是为X十信号的传达留出了1.1mS洁净的空间。

电理性负载的代表是电动机和变压器，用X十调光开关操控电

理性负载究竟会怎样呢？因为X十调光开关输出的对错正弦波，这会致使电动机和变压器很大的定见。电理性负载方案时的输入电源是按一个洁净、滑润的正弦波方案的。他们不希望自己的电源被砍碎。假定你用X十调光开关去操控电理性负载（像电动机或变压器），它们就会变热或嗡嗡响。

首要，咱们来谈谈电动机，一个标准的沟通电动机是依托旋转磁场来股动转子旋转的。其间同步电机的速度改动受负载的影响很少，它是经过改动电流来坚持速度的精确性。比方说可变频率驱动便是如今工业上运用最广泛的电动机速度操控法。它一般被称为VFD（variablefrequencydriver）或VSD(variablespeeddriver)。

这种操控方法是经过改动电动机的供电频率来操控速度的。想要速度慢，就把供电频率降到50Hz以下，想要速度快，就把供电频率升到50Hz以上。

还有一类电动机，它会跟着负载的增大而无法供应更大的扭矩，究竟减小自己的速度。它会跟着电流的增大或减小来改动自己的扭矩。换句话说，当它所带的负载必守时，能够经过改动它的作业电流来改动它的速度。类似的直流或沟通电机能够经过变压器来改动它的速度。X十调光开关能够操控这类电动机的速度。

从X十调光开关自身来说，假定它向把灯的亮度调为50%，那

么，它会用可控硅切掉正弦波的前半有些。假定它想让灯更暗一些，它就会把正弦波切的更多。

这种削减能量的方法可被用于有些电动机的速度操控上。可是对于这种操控方法来说，它既不能改动电源的频率也不能供应一个无缺的正弦波，而且电动机的类型也有很多品种，并不是悉数的电动机都能操控。但幸而的是大有些异步电机都能够用X十调光开关去操控它的速度，而且家用商品中大有些电扇、鼓风机等都是异步电机。

还有一个疑问大有必要说一下。当用可控硅操控电动机调速时，电动机遇比正常运用时发热量大。因为，究竟用可控硅调电动机速度时没有给电动机一个滑润的正弦波。而且，你用200W的X 十调光开关操控200W的电动机，那么可控硅用不了多久就会死去！。因为电动机在主张时是由接连开端的，此刻的电流回大于可控硅的方案电流。即便你如今用得极好，不久可控硅也会逐渐死去。

如今让咱们来谈谈变压器。大大都家用卤素灯都是用低压电供电的。它们一般被装在一个很小的盒子里。将正常的220V家用电源降到24V来为这些卤素灯供电。下降电压所用的器材便是变压器。

变压器！尽人皆知，它是一种电理性负载，而且从爱迪生年代到如今，它的方案原理就没有啥改动。它从输入（初级）线圈将电

压感应到输出（次级）线圈。在低压卤素灯中，变压器把220V50Hz 的电源感应变成24V50Hz的电源。图中的两组线圈离得非常近，并经过导磁体联接起来。假定从初级感应到一个非常滑润的正弦波，那么在另一边（次级）会相同输出一个滑润的正弦波。意外的是，当输入电源电压不滑润时，变压器会变得很浮躁。当用一个富含峻峭边际正弦波的电源给变压器供电时状况会与电动机类似。