Det funkar ... men pga tur.
En Triac är släckt, til du sätter ström på styre benet. Så är den tänt också när styr strömmen stängs af. Den slocknar först når huvedspändningen går til nol. Tursamt nog är det det den gör 100 gångr i sekundet.
Därför mäter man nol-punktet med input kredsloppet, så man kan tajme hur lång en tid af en (halv) veksel våga man är tänt.
PWM'en i Arduino tänd/släcker med 400Hz(cirka) Så derfor vil der altid vara en kvart af en våg med tänt. Det är kanske nog får at fläkten stannar. Du kan altid tilfoga nol-punktsmätningen om det inte funkar bra nog. Du kan göra din ägna PWM i software der är mycket långsammere, f.ex 10Hz. (Kan lätt programmeres med läsa millis() värdet i loop() ). Om fläkten har tung inerti vil det funka. Kansk blir ljuden obehaglig.
Se denne bra artikel.
Andra frågan: Jag vet inte vad du mener med 1-2-3 relä och ser intet frågetecken på teckningen.