电动机、变压器的控制

文章摘要： 对于三线式X10调光开关（有零线输入）来说，理论上讲不需要为它保留那4%的能量（见图五）。因为有零线和火线同时为它供电，维持它的工作电流就不再需要通过灯丝了。尽管如此，X10工程师还是为X10信号的传播留出了1.1mS干净的空间。电感性负载的代表是电动机和变压器，用X10调光开关控制电感性负载到底会怎么样呢？由于X10调光开关输出的是非正弦波，这会引起电动机和变压器很大的"意见"。电感性负载设计时的输入电源是按一个干净、平滑的正弦波设计的。他们不希望自己的电源被"砍碎"。如果你用X10调光开关去控制电感性负载（像电动机或变压器），它们就会变热或嗡嗡响。

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对于三线式X10调光开关（有零线输入）来说，理论上讲不需要为它保留那4%的能量（见图五）。因为有零线和火线同时为它供电，维持它的工作电流就不再需要通过灯丝了。尽管如此，X10工程师还是为X10信号的传播留出了1.1mS干净的空间。

电感性负载的代表是电动机和变压器，用X10调光开关控制电感性负载到底会怎么样呢？由于X10调光开关输出的是非正弦波，这会引起电动机和变压器很大的"意见"。电感性负载设计时的输入电源是按一个干净、平滑的正弦波设计的。他们不希望自己的电源被"砍碎"。如果你用X10调光开关去控制电感性负载（像电动机或变压器），它们就会变热或嗡嗡响。

首先，我们来谈谈电动机，一个标准的交流电动机是依靠旋转磁场来带动转子旋转的。其中"同步"电机的速度变化受负载的影响很少，它是通过改变电流来维持速度的准确性。比如说"可变频率驱动"就是现在工业上应用最广泛的电动机速度控制法。它通常被称为"VFD"（variable frequency driver）或"VSD"(variable speed driver)。这种控制方法是通过改变电动机的供电频率来控制速度的。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，它会随着负载的增大而无法提供更大的扭矩，最终减小自己的速度。它会随着电流的增大或减小来改变自己的扭矩。换句话说，当它所带的负载一定时，可以通过改变它的工作电流来改变它的速度。类似的直流或交流电机可以通过变压器来改变它的速度。X10调光开关可以控制这类电动机的速度。

 

这种减少能量的办法可被用于部分电动机的速度控制上。但是对于这种控制方法来说，它既不能改变电源的频率也不能提供一个完整的正弦波，而且电动机的型号也有很多种类，并不是所有的电动机都能控制。但庆幸的是大部分"异步"电机都可以用X10调光开关去控制它的速度，而且家用产品中大部分电扇、鼓风机等都是"异步"电机。

还有一个问题大有必要说一下。当用可控硅控制电动机调速时，电动机会比正常使用时发热量大。因为，毕竟用可控硅调电动机速度时没有给电动机一个平滑的正弦波。而且，你用200W的X10调光开关控制200W的电动机，那么可控硅用不了多久就会"死去！"。因为电动机在启动时是由静止开始的，此时的电流回大于可控硅的设计电流。即使你现在用得很好，不久可控硅也会慢慢"死去"。

现在让我们来谈谈变压器。大多数家用"卤素"灯都是用低压电供电的。它们通常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。降低电压所用的器件就是变压器。变压器！众所周知，它是一种电感性负载，并且从爱迪生时代到现在，它的设计原理就没有什么改变。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的电源感应成为24V50Hz的电源（如图八所示）。图中的两组线圈离得非常近，并通过导磁体连接起来。如果从初级感应到一个非常平滑的正弦波（如图一），那么在另一边（次级）会同样输出一个平滑的正弦波。不幸的是，当输入电源电压不平滑时，变压器会变得很暴躁。当用一个含有陡峭边沿正弦波的电源给变压器供电时情况会与电动机相似。便宜的变压器在这样的情况下可能会"解体"！有一次，我用X10调光开关去控制一个老式的、便宜的变压器时，它的线圈开始松动，导磁体也开始松动，发出的嗡嗡声就像三只大黄蜂。最后，它终于把自己给"解体"了。当然，贵的变压器境况会好许多，因为它有良好的物理特性。

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