電動機、變壓器的控制
對于三線式x10調光開關(有零線輸入)來說,理論上講不需要為它保留那4%的能量(見圖五)。因為有零線和火線同時為它供電,維持它的工作電流就不再需要通過燈絲了。盡管如此,x10工程師還是為x10信號的傳播留出了1.1ms干凈的空間。
電感性負載的代表是電動機和變壓器,用x10調光開關控制電感性負載到底會怎么樣呢?由于x10調光開關輸出的是非正弦波,這會引起電動機和變壓器很大的"意見"。電感性負載設計時的輸入電源是按一個干凈、平滑的正弦波設計的。他們不希望自己的電源被"砍碎"。如果你用x10調光開關去控制電感性負載(像電動機或變壓器),它們就會變熱或嗡嗡響。
首先,我們來談談電動機,一個標準的交流電動機是依靠旋轉磁場來帶動轉子旋轉的。其中"同步"電機的速度變化受負載的影響很少,它是通過改變電流來維持速度的準確性。比如說"可變頻率驅動"就是現在工業上應用最廣泛的電動機速度控制法。它通常被稱為"vfd"(variable frequency driver)或"vsd"(variable speed driver)。這種控制方法是通過改變電動機的供電頻率來控制速度的。想要速度慢,就把供電頻率降到50hz以下,想要速度快,就把供電頻率升到50hz以上。
還有一類電動機,它會隨著負載的增大而無法提供更大的扭矩,最終減小自己的速度。它會隨著電流的增大或減小來改變自己的扭矩。換句話說,當它所帶的負載一定時,可以通過改變它的工作電流來改變它的速度。類似的直流或交流電機可以通過變壓器來改變它的速度。x10調光開關可以控制這類電動機的速度。
這種減少能量的辦法可被用于部分電動機的速度控制上。但是對于這種控制方法來說,它既不能改變電源的頻率也不能提供一個完整的正弦波,而且電動機的型號也有很多種類,并不是所有的電動機都能控制。但慶幸的是大部分"異步"電機都可以用x10調光開關去控制它的速度,而且家用產品中大部分電扇、鼓風機等都是"異步"電機。
還有一個問題大有必要說一下。當用可控硅控制電動機調速時,電動機會比正常使用時發熱量大。因為,畢竟用可控硅調電動機速度時沒有給電動機一個平滑的正弦波。而且,你用200w的x10調光開關控制200w的電動機,那么可控硅用不了多久就會"死去!"。因為電動機在啟動時是由靜止開始的,此時的電流回大于可控硅的設計電流。即使你現在用得很好,不久可控硅也會慢慢"死去"。
現在讓我們來談談變壓器。大多數家用"鹵素"燈都是用低壓電供電的。它們通常被裝在一個很小的盒子里。將正常的220v家用電源降到24v來為這些"鹵素"燈供電。降低電壓所用的器件就是變壓器。
變壓器!眾所周知,它是一種電感性負載,并且從愛迪生時代到現在,它的設計原理就沒有什么改變。它從輸入(初級)線圈將電壓感應到輸出(次級)線圈。在低壓"鹵素"燈中,變壓器把220v50hz的電源感應成為24v50hz的電源(如圖八所示)。圖中的兩組線圈離得非常近,并通過導磁體連接起來。如果從初級感應到一個非常平滑的正弦波(如圖一),那么在另一邊(次級)會同樣輸出一個平滑的正弦波。不幸的是,當輸入電源電壓不平滑時,變壓器會變得很暴躁。當用一個含有陡峭邊沿正弦波的電源給變壓器供電時情況會與電動機相似。便宜的變壓器在這樣的情況下可能會"解體"!有一次,我用x10調光開關去控制一個老式的、便宜的變壓器時,它的線圈開始松動,導磁體也開始松動,發出的嗡嗡聲就像三只大黃蜂。最后,它終于把自己給"解體"了。當然,貴的變壓器境況會好許多,因為它有良好的物理特性。