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1、第2章 电 风 扇,【教学目标】 了解电风扇的类型、结构与工作原理。 学会拆装电风扇。掌握电风扇常见故障现象及检修方法。 掌握微电脑程控电风扇的的基本控制原理。,2.1 概述 2.1.1 电动器具,电动器具是指将电能转化为机械能，并用机械能来做功的用电器具。 家用电动器具常用的有电风扇，洗衣机，吸尘器，以及厨房用的电动器具如：抽油烟机、食品加工机、全自动豆浆机，还有一些用于美容保健的电动器具如：电吹风、电动剃须刀、电动按摩器等。 电动器具的动力是电动机，用电动机完成电能向机械能的转化，再配以控制装置和制动装置，以达到不同的使用目的。,2.1.2 电风扇的类型、规格和型号,1. 电风扇的分类 1
2、）按自动化程度分类。可分为普通电风扇和高档电风扇。普通电风扇控制系统简单，高档电风扇应用大量电子与微电脑技术，实现了程序控制。 2）按使用电源分类。可分为交流电风扇、直流电风扇和交直流电风扇。 3）按电动机的形式分类。可分为单相交流罩极式、单相交流电容式及交直流两用串励式电风扇。 4）按结构特征及用途分类。可分为台扇、吊扇、落地扇、排气扇、箱式电风扇（又称转页扇）。,2.电风扇的规格和型号 电风扇的规格大小是以扇叶直径尺寸大小表示的。扇叶直径即指扇叶最大旋转轨迹的直径，以“mm”为单位，也有以英寸（in）计，一般台扇和落地扇的扇叶直径分为200,250,300,350,400，600（落地扇）
3、等几种。 电风扇型号统一编排方法如下: 第一个字母为组别代号，如F表示电风扇，第二个字母为系列代号，第三个字母为形式代号，其后的数字分别为生产序号和规格代号。例如：型号FHS 3-35，表示350mm罩极电动机系列落地式电风扇。,2.1.2 电风扇的结构,在电风扇中，台扇与落地扇是最基本的结构形式。台扇的结构主要分成五个部分：扇叶、扇罩、扇头、底座和控制部分。台扇的基本结构如图2-1所示。,1.扇头 扇头主要由单相交流电动机、摇头机构及前后端盖组成，如图2-2所示。,1)电动机。电风扇所使用的电动机大多数采用电容式单相交流异步电动机，主要由定子、转子、轴承、端盖等组成。如图2-3所示。 定子包
4、括定子铁心与定子绕组。,转子是电动机的旋转部分，电动机的工作转矩就是从转子输出的，单相电容式电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。,转轴,转子铁心,转子绕组,2)摇头机构。普通电风扇扇头的摇头动作是由电动机驱动的。扇头的摇摆角度，国家标准规定:扇叶直径为250mm以下的电风扇摇头角度不小于600,300mm以上的不大于800 ,摇头机构由减速机构、四连杆机构和控制机构三部分组成。,2. 扇叶 扇叶（也称风叶）由叶片、叶架和叶片罩三部分组成。扇叶通过叶片适当的装置角及圆弧度，使叶片在旋转时对空气产生一定的压力，形成气流。扇叶是电风扇的重要部分，它的大小与形状对电风扇的风速、风量、功率
5、消耗、噪声及振动等性能都有很大影响。 目前，国内生产的台扇或落地扇大都采用三片扇叶,扇叶多呈阔掌形、阔刀形或狭掌形。叶面阔大，降低了叶片对空气的压强，有利于降低空气振动频率, 减小噪声强度。 扇叶所用材料主要有金属和塑料两种。制造扇叶的材料应具有良好的弹性和一定刚度，多采用11.5mm薄钢板或铝合金板整体或分片冲制而成，分片成型后铆合在叶架上，金属扇叶机械强度和钢性较好，运转性能稳定；塑料扇叶多采用工程塑料一次成型，它具有易加工，耐腐蚀及重量轻等优点。,3.网罩 电风扇网罩的主要作用是保证安全，防止人体触及扇叶发生事故，其次起到一定的装饰美观作用。一般网罩分前后两部分。后网罩由4个螺栓紧固安装
6、在扇头的前盖上，前网罩与后网罩由6个扣夹夹在一起。目前采用的网罩大部分是通过焊接而成的射线型结构，射线型网罩一般采用72根射线。网罩一般都镀亮铬或镀锌，也有的网罩采用静电喷涂工艺，使整个网罩显得牢固、光亮和美观。,4.升降机构与底座 台扇立柱与底座有两种，一种是立柱与底座为独立体，使用时用螺钉将立柱与底座接成一体；另一种是立柱底座直接制成一体。台扇的立柱与底座一般采用铝合金压铸成型或用塑料成型。底座上装有装饰面板及各种控制开关等。底盘或底座通过地脚螺钉连接。如图2-6a所示。 落地扇的立柱装有升降机构, 升降机构主要由内管、外管、调节头和弹簧组成。内管与开关箱连接, 外管则固定在底座上, 外管
7、内设有长弹簧,用来支撑开关箱与扇头的重力。 底座一般做成圆形或长方形的金属体,以构成一定的重量,来维持落地扇的稳定性。,5.控制部分 台扇的控制操作器件大都安装在底座的面板上，如调速开关，定时开关等。 1）调速开关。普通台扇的调速开关一般采用琴键开关，用来调节电机的转速。琴键开关一般为四档或五档两种。琴键开关主要由键架、键杆、键功能滑块与键触点、开关等构成。琴键的自锁、互锁、复位功能通过键杆与不同功能滑块面的相互作用而完成。,2）定时器。一般风扇大都采用机械式定时器，主要由发条、减速轮系、摆轮等构成。机械式定时器常用的有60min和120min两种，定时器工作时有以下几种状态。,常闭,常开,置
8、时,定时,结束,3）电容器。电风扇电动机大多采用电容式单相交流异步电动机，启动绕组与电容器串联，启动与运行中，电容器都接在电路中，称此电容为运行电容器。电风扇电动机所用的电容器主要为金属纸介质电容器和油浸纸介质，采用无极性电容器。电容量为1F、1.2F、1.5F、2F、2.5F等。 4）电抗器。电抗器由线圈、支架、铁心三部分组成，线圈绕在支架上，中间按调速比的要求抽几个头。线圈绕好后，将铁心插入支架内，并经烘干、浸漆处理。铁心用厚0.5mm的硅钢片冲压成斜E字型，然后交叉插入支架内叠合而成。线圈本身对交流有降压作用。,2.1.3 电风扇的主要技术指标,1.输出风量 输出风量是指电风扇在额定电压
9、、额定频率与最高转速挡运转的条件下，每分钟输出的最小风量，单位是m3min。 2.使用值 使用值是指电风扇在额定电压、额定频率与最高转速挡的条件下，每分钟每瓦输出的最小风量，单位是m3 (min.w)，它的大小是衡量电风扇性能的重要指标。 3.启动性能 电风扇在额定电压、额定频率的条件下，应启动灵敏，在35s内达到全速运转，且运转平稳，风压均匀。,4.调速比 调速比是指在额定电压下运转时，最低挡转速与最高挡转速的比值，以百分数表示： 调速比=(最低挡转速最高挡转速)100 5.温升 温升指电风扇在额定电压、额定频率的条件下运转，各部位允许的最高温度与环境温度(规定取40)的差值。 6.电功率
10、电功率指电风扇在额定电压、额定频率的条件下以最高转速挡运转所消耗的电功率，即此时输入的电功率。,7.噪声 合格的电风扇允许噪声应在60dB以下。 8.摇头角度与仰俯角 电风扇的摇头机构每分钟摇头不少于4次，不大于8次，且有摇和停的操作控制装置。250mm规格的电风扇摇摆角度不应小于60。仰俯角指扇头上仰与下俯的角度，台扇的仰角应不小于15。 9.使用寿命 电风扇在正常条件下，经过5000h连续运转后，应仍能运转。 10.安全性能 各种电风扇的绝缘性能一般为A级或E级绝缘，并且具有良好的防潮、耐压和接地特性。在高温、高湿状态下，绕组对机壳的绝缘电阻应不低于2M，泄漏电流不得大于0.3mA。,2.
11、2 电风扇的调速,电风扇一般都有调速功能，电风扇调速的基本原理都是通过降低电动机绕组电压，减弱磁场强度，从而达到降低电动机转速的目的。常见的调速方法有 电抗器法 抽头法 无级调速法,2.2.1 电抗器法,电抗器线圈具有电抗作用，电动机通过线圈后降低了电压，同时降低了电动机的磁场强度，使转速减慢。图2-8为电容式电动机串联电抗器调速原理图。图中电抗器与电动机绕组串联，只作降压作用，接上电源后，调速开关可选择高、中、低三档，这样可以得到不同的转速。在图b与图c中，电抗器除降压外，还做电动机指示灯的电源用。 电抗器调速优点为比较简单，可任意选择各档调速。缺点是需要专用的电抗器，成本比较高，同时增加了
12、损耗，降低功率因数。,2.2.2 抽头法,抽头调速是在电动机定子的运转绕组与启动绕组之间串接一个调速绕组，在调速绕组上抽出几个头，接到调速开关。抽头转换，改变运转绕组与启动绕组之间的匝数比，从而改变磁场强度，调节电动机的转速。一般用于四极的电容式电动机。抽头调速电路有L型、T型。 1.L 型抽头法 L型调速可分为L型、L型、L型三种接线方式，如图2-9所示。L型是主绕组与运转调速绕组串联，它们是同相位，而它们与副绕组的启动绕组相差90。在调速绕组上抽两个头，可得高、中、低三档。L型是调速绕组与副绕组串联，它们与主绕组相差90。L型是调速绕组与主绕组空间同相位，调速时，调速绕组部分或全部与主绕组
13、串联，而副绕组与电容器串联直接接在电源上，副绕组的端电压是不变的。,L型,L型,L型,2.T型抽头法 T型抽头的调速可分为T型和T型两种，如图2-12所示。在T型接法中，调速绕组接在主副绕组之外，在空间上它与主绕组同相位。在T型接法中，调速绕组与副绕组在空间上同相位。由于T型比T型接法简单，实际应用中多采用T型接法。,T,T,2.2.3 无级调速法,无级调速一般采用双向晶闸管VTH作为风扇电动机的开关, 通过改变VTH的控制角，使VTH输出电压发生改变，达到调节电动机转速的目的。图2-11所示为无级调速电原理图。,2.3 电风扇控制电路分析 2.3.1 电抗器调速电路,电抗器调速典型电路如图2
14、-12所示，由电风扇电动机、电抗器、调速开关、定时器、电容器、指示灯等组成。,2.3.2 抽头调速电路,典型的L型抽头调速的台扇电路图和接线图如图2-13所示，电路由定时器、调速开关、电容器、电动机、指示灯等组成，定时器和调速开关串接在电路中，只有当两者同时接通时，电风扇才能启动。,2.3.3 模拟自然风电路,利用电子开关控制电风扇电动机的电源，周期性地“导通断开导通断开”，使电风扇扇叶对应地、周期性地“慢速快速慢速停转慢速快速慢速停转”运转，送出间歇阵风，也称模拟自然风。图2-14所示为一例由时基电路NE555组成的模拟自然风电路。,图 2-14 模拟自然风电路,2.3.4 红外线遥控电路,
15、红外线遥控电风扇电路主要由发射器和接收器组成。红外线发射器发出波长l4m的红外光波，接收器的光敏晶体管接收到发射器送来的红外线信号，经过光电转换等电路处理后去控制执行机构的工作。现以长城牌FS19-40红外线遥控电风扇电路为例介绍其工作原理。 1.发射器电路 长城牌FS19-40电风扇遥控发射器电路如图2-15所示。该电路的核心器件是CMOS数字集成电路2输入端四与非门CD4011。,图 2-15 红外线遥控电风扇发射器电路,工作原理：门A和门B接成反相器，按下发射控制按钮SB，门A输出端（3脚）为高电平，VD1反偏截止。3脚输出经R2对C1充电。因电容器两端电压不会突变，所以此时门B的输入端
16、为0，它的输出端（4脚）为1。这一高电平加至门C的8脚，所以受控振荡器起振，其输出的矩形脉冲经三极管VT电流放大，驱动红外线发光二极管VD3、VD4发射出红外线脉冲。VD3、VD4采用两管串联，可以提高发射脉冲光的总强度，增加遥控距离。同时红色发光二极管VD2亮，作发射指示。 随着C1充电过程的进行，门B输入端电位上升。当上升到它的转折电平时，门B输出低电平，迫使振荡电路停振，VD3、VD4停止发射信号，即由于定时电路的作用，每次按下SB后，只能发射零点几秒的红外线脉冲。断电（放开SB）后，C1经VD1、Rl放电，为下一次定时发射作好准备。,2.接收电路 接收电路由时基电路NE555，十进制计数/脉冲分配器CD4017及锁相环音频译码集成电路LM567三块集成电路为核心组成。 1）集成锁相环路解码器LM567简介。集成锁相环路解码器LM567是美国国家半导体公司生产的一种高稳定性的低频集成锁相环路解码器，由于其良好的噪声抑制能力和中心频率稳定性而被广泛应用于各种通讯设备中的解码
