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第二章电风扇基本原理与几种常用风扇维修

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电风扇原理与维修 电风扇原理与几种 风扇维修 电风扇原理与维修1概述 电风扇都是电流通过电动机带动叶 片产生空气对流加速散热的 4.1.1 电风扇的类型 1. 按自动化程度分类 可分为普通电风扇和高档电风扇。 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 流两用的串激式电风扇。 4.按结构特征及用途分类 可分为台扇、吊扇、落地扇、排气扇、转页扇等。 电风扇原理与维修 风扇电动机 交流电动机直流电动机 交直流两用 电动机 串励式 电动机 并励式 电动机 复励式 电动机 单相异步 电动机 三相电动机 电风扇原理与维修 *长江大学电信学院 龙从玉4 2.2.台式电风扇台式电风扇 2.12.1台风扇与落地扇的结构台风扇与落地扇的结构: : ①①风扇电动机风扇电动机; ; ②②电风扇叶电风扇叶及前后网罩及前后网罩. .常用三页扇常用三页扇 ,, 风扇叶直径风扇叶直径250—400mm250—400mm。。 ③③连接头及减速连杆连接头及减速连杆摆头机构摆头机构. . ④④底座及开关控制机构底座及开关控制机构. . 电风扇原理与维修 台扇 电风扇原理与维修 吊扇 电风扇原理与维修 壁扇 电风扇原理与维修 电风扇原理与维修 *长江大学电信学院 龙从玉9 电风扇原理与维修 *长江大学电信学院 龙从玉10 例:立式转页扇FB3013R 涡轮式扇叶结构 旋风气流,10米送风; 搭配空调使用,空气循环无死角; 三段风量调节; 全功能遥控; 送风高度伸缩可调; 6段送风角度调整; 8小时定时。 6.1.转页扇(鸿运扇) 特点:是采用旋转导风叶改变送风的 方向的。导风转页可以正反转。 有的转页是使用小电机带动的。 电风扇原理与维修 *长江大学电信学院 龙从玉11 6.3.落地扇:采用连杆摆头机构 的落地扇,基本结构与台扇相 同,另外加长落地杆,采用落 地底座较重以提高稳定度(老 式)。 6.4.塔式电风扇(新落地扇) 主要是采用单片机控制。 特点及优点: ①全功能远距离遥控,可在12小时范 围内定时。 ②风类选择:睡眠风、自然风、海湾 风、高原风。 ③全方位360度送风。 ④数码无级调速。 ⑤超离子清净空气功能。 ⑥LCD液晶显示屏。 电风扇原理与维修 *长江大学电信学院 龙从玉12 风扇送出冷风的工作原理: 在普通风扇基本结构的基础上,在出风口出增加了一个 由小电动机带动转动水帘网布,其下部有水箱,风通过水帘 会降温,是因为液态水汽化需要汽化热。 能提高湿度当然也是液态水汽化增加了室内的湿度。有 增湿效果。 风扇电动机 水帘电机 水箱风扇叶 6. 6.几种风扇的介绍几种风扇的介绍 6.1.遥控冷暖风扇: 电热送暖风; 过水帘送冷风, 其工作原理如 右图: 水帘 网布 电风扇原理与维修 *长江大学电信学院 龙从玉13 3.3. 风扇电动机风扇电动机 3.1.3.1.电容式电容式风扇电动机:风扇电动机: 风扇电动机风扇电动机多用多用4 4极极电容电容电动机电动机 转速在转速在14001400转转/ /分以下分以下. . 启动转矩启动转矩(0.3-0.5)(0.3-0.5)倍额定转矩,倍额定转矩, 最大转矩最大转矩(1.1-1.5)(1.1-1.5)倍额定转矩倍额定转矩. . 电动机的电动机的技术参数技术参数:: 定子铁芯定子铁芯: : 长度长度L L、内径、内径d d、外径、外径D D、铁芯槽数:、铁芯槽数:Z Z。。 定子定子主绕组主绕组:: 绕组绕组形式形式、节距、节距Y Y、导线线径、导线线径Φ。绕组接法绕组接法. . 副绕组副绕组及启动与工作及启动与工作电容电容::1—1.5uf .1—1.5uf . 采用采用绕组调速绕组调速的电动机,还有的电动机,还有调速绕组调速绕组. . 3.2.3.2.少数少数小小功率风扇也有用功率风扇也有用2 2极罩极电动机极罩极电动机的的 ,转速在,转速在28002800转转/ /分分以下以下。。 电风扇原理与维修 1)单相电容式电动机 定子、转子、轴承、端盖 2)摇头机构 减速器 四连杆机构 控制机构 保护装置 电风扇原理与维修 鸿运扇电机 接线方法: 红色:快 白色:中 兰色:慢 黄色:电容 黑色:公共线 电风扇原理与维修 单相异步交流电动机的结构 单相异步交流电动机由前端盖、后端盖、轴承、定子铁心、定子绕组 、转子、起动元件等部分组成,其结构如图所示。 电风扇原理与维修 1. 前、后端盖 它是用铸铁、铝合金、薄铁板制作而成。为了保证安装精度,家用电器中电动 机的前、后端盖大部分用薄铁板冲压成型。 2. 轴承 微型电动机中的轴承有两种类型:一种是滚珠轴承,另一种是含油轴承,它们 共有高强度、耐磨性好,尺寸精度高、稳定性好的优点。前者是用轴承钢加工而成 ,工艺复杂、成本高;后者是用粉末冶金构件加工而成,避免了很多机械加工上的 麻烦,它有多孔,使用前在热油中浸润,使微小孔中充满润滑油,当轴与轴承高速 运转,摩擦发热时,油自动渗出。 3. 定子铁心 是用硅钢片按一定的形状冲压、叠压成圆柱形,圆柱内侧均匀分布有线槽。 电风扇原理与维修 4. 定子绕组 由两套线圈组成:一套是主绕组(运行绕组),一套是副绕组(起动绕组 ),两套绕组沿定子的内圆相间嵌放,并错开一定的空间角度。主、副绕组 同槽嵌放时,则副绕组在上,主绕组在下。绕组之间的连线,应按定子绕组 展开图接线。绕组嵌放一般有两种方式:一种是同心排列;另一种是等距排 列。 电风扇原理与维修 电风扇原理与维修 8槽4极定子绕组排列 • 电风扇原理与维修 吊扇电机绕组展开图 电风扇原理与维修 •5. 转子 •单相异步交流电动机均采用鼠笼型转子,如图所 示,它包括转子铁心、转轴、鼠笼(转子绕组) 三部分。转子铁心与定子铁心材料相同,线槽形 状和位置不同,在圆柱外侧。转子铁心与转轴是 过盈配合。转子绕组是用铝锭熔化后,采用离心 浇铸,形成鼠笼。由于单相异步交流电动机无起 动转矩,所以不能自行起动。除了电动机装有起 动绕组外,还需要借助电容器、起动继电器和离 心开关完成起动任务。 • 电风扇原理与维修 4 单相异步交流电动机的工作原理 单相异步交流电动机的工作绕组接通电源后,就会在气隙内产生一个大小相 等、方向相反的脉振磁场,当该磁场切割转子导条后,将在导条中感应出相应的 电势和电流,当转子电流与磁场作用时产生相应的电磁转矩。最终转矩等于零( 即转子不转),必须借助起动绕组和电容器,来削弱其中一个方向的磁场,使在 起动时气隙中能够形成一个旋转磁场。从而驱动转子顺着增强磁场的旋转方向转 动。 1. 单相电容起动异步交流电动机 电容起动电动机在副绕组串接一个离心开关和电容器与主绕组并接到单相电 源上。电容的作用是使副绕组电流相位接近超前于主绕组电流相位900电角度, 有利于电动机起动。当转子的转速达到额定转速的75%左右时,由于离心力作用 ,离心开关被打开,副绕组支路开路,主绕组工作,维持电动机运行。 电风扇原理与维修 2. 单相电容转异步交流电动机 电容运转电动机无论在启动或运转时,其副绕组与电容器串联并接到电源两端 。这种运行方式,实质上是一台两相异步电动机,其两个绕组在空间相隔900电角 度,绕组中的电流在时间上也相差900相角。定子绕组在气隙中产生的磁场接近圆 形旋转磁场,使电动机的性能有较大的改善。这种电动机的功率因数、效率及过 载能力都比普通单相异步交流电动机高。由于电动机在运行时需要的电容比启动 时小,所以在电动机启动后,必须利用离心开关把多余的电容C1(起动电容)切 除,而另一电容C2(运行电容)仍与副绕组接通,如图1.36所示。 电风扇原理与维修 电容运转式电动机的优缺点 • 优点:起动性能好、运转平稳、结构简 单、效率高和噪音小。调速方便,在线 圈中串电阻器或电抗器可以用来减速。 • 缺点:起动转距小,一般只有满载的50 %~90%。 电风扇原理与维修 罩极式单相异步交流电动机 罩极式电动机的定子铁心多数做成凸极式,亦有做成隐极式的。在每个主磁极 极面约三分之一部分嵌放短路环或短路线圈,将这部分磁极罩住,如图所示。当 定子绕组接通电源时,将产生脉振磁通,其中一部分磁通不穿过短路铜环,另一 部分磁通穿过短路铜环。由于短路环的作用,通过被罩部分的磁通将与未罩部分 的磁通之间形成一定的时间相位差,加上被罩部分和未罩部分磁极在空间又有一 定的相位差,于是穿过短路铜环的磁通和没有穿过短路铜环的磁通,合成的磁场 将是一个具有一定推移速度的“移行磁场”,在该磁场的作用下,电动机便将产生 一定的起动转矩。 电风扇原理与维修 *长江大学电信学院 龙从玉27 5. 5.电风扇的扫风控制电风扇的扫风控制 电扇的摇头机构如右图电扇的摇头机构如右图 5.1.5.1. 在电风扇的扫风(摆头),通常在电风扇的扫风(摆头),通常 在电动机主轴采用在电动机主轴采用蜗轮蜗杆减速,用蜗轮蜗杆减速,用 摆头连杆控制电扇摆头:摆头连杆控制电扇摆头: ①①电扇的摇头机构:(电扇的摇头机构:(转向角度:转向角度: 6060 0 0 ——9090 0 0 )) ②②蜗轮蜗杆减速机构:将电机高速转蜗轮蜗杆减速机构:将电机高速转 动主轴减速、并通过减速齿轮再减速动主轴减速、并通过减速齿轮再减速 。。 ③③摆头连杆控制电扇摆头。摆头连杆控制电扇摆头。 ④④电风扇停止摇头电风扇停止摇头控制离合装置:使控制离合装置:使 蜗杆与减速齿轮蜗杆与减速齿轮分离分离,可,可停止摇头。停止摇头。 5.2.5.2.电风扇的转页扫风控制电风扇的转页扫风控制(转页扇)(转页扇) 5.3.5.3.单片机控制的多种阵风及扫风方式单片机控制的多种阵风及扫风方式 电风扇原理与维修 电风扇的摇头机构 电风扇原理与维修 5.电风扇控制部分 1)调速开关 互锁 自锁 联动 电风扇原理与维修 2)定时器 电风扇原理与维修 4.2 4.2 电风扇的调速方法及原理电风扇的调速方法及原理 4.2.1 电抗器法 电容式电动机串联电抗器的调 速原理图 电风扇原理与维修 *长江大学电信学院 龙从玉32 4. 4. 风扇电动机调速风扇电动机调速 4.1.4.1.串联电抗器调速:电路如图串联电抗器调速:电路如图-2-2:: 在电路中串联电抗器,使电动机上的实际电压下降,电动机在电路中串联电抗器,使电动机上的实际电压下降,电动机 的转速也下降。的转速也下降。 这种调速方法简单,运行可靠,但电动机运 行效率不高。 主绕组 副绕组 图-2 电抗调速电风扇电路图 定时器 电抗器 电容 电动机 调速开关 220V 接地线 4.24.2电动机调速绕组调速电动机调速绕组调速 4.34.3单片机控制调速单片机控制调速….…. 电风扇原理与维修 4.2.2 抽头法 1.L型抽头法 2.T型抽头法 电风扇原理与维修 4.2.3 无级调速法 无级调速一般采用双向晶闸管 作为风扇电动机的开关.利用晶闸 管的可控特性,通过改变晶闸管的 控制角α,使晶闸管输出电压发生 改变,达到调节电动机转速的目的 。在电源电压每个半周起始部分, 双向晶闸管VS为阻断状态,电源电 压通过电位器RP,电阻R向电容C充 电,当电容C上的充电电压达到双 向触发二极管VD的触发电压时,VD 导通,C通过VD向VS的控制极放电 ,使VS导通,有电流流过电机绕组 。通过调节电位器RP的阻值大小, 可调节电容C的充电时间常数,也 就调节了双向晶闸管VS的控制角α ,RP越大,控制角α越大,负载电 动机M上电压变小,转速变慢。 电风扇原理与维修 吊扇原理图 电风扇原理与维修 电风扇原理与维修 4.3 电风扇控制电路分析 4.3.1 电抗器调速电路 由电动机、电抗器、调 速开关、定时器、电容 器、指示灯等组成。 4.3.2 抽头调速电路 由定时器、调速开关 、电容器、电动机、 指示灯等组成。 电风扇原理与维修 4.3 电风扇控制电路分析 4.3.3 模拟自然风电路 电风扇原理与维修 4.3.4 红外线遥 控电路 红外线遥控发射电路 电风扇原理与维修 4.3.4 红外线遥控电路 红外线接收与控制处理电路 电风扇原理与维修 电风扇原理与维修 电风扇原理与维修 微电脑程控电风扇 结构 1.程控电风扇的面板布置 2.电动式摇头控制机构 电风扇原理与维修 4.5.2 基本原理分析 电风扇原理与维修 电风扇程控控制的特点主要有以下几个方面: 1)风速可调,一般为强、中、弱三档控制。 • 2)仿自然风功能,自然风为三档风速间歇随机变化。 3)睡眠风功能,采用间歇控制方式,以适合人体生理要 求。 4)定时功能,普通风和睡眠风均能进行定时控制。 5)LED显示功能,一般显示当前的操作方式。 6)设有手动轻触开关和遥控器。 7)电路中设有过流保护元件,以防电风扇过流损坏。 专为电风扇控制电路设计的电脑芯片种类繁多,下面仅以 MH8822单片机为例做简单介绍。MH8822微电脑程控电风扇的电原 理图如图 电风扇原理与维修 2.电路功能分析 • (1)风量方式控制 • 1)风速控制键:芯片MH8822的l2、13、14脚为高 电平,分别使相应的晶闸管触发导通,这样便可得 到可供选择的3种风速,按强风—中风—弱风顺序循 环变换,并且指示相应档位的发光二极管LED发光。 • 2)仿自然风控制键:从中断方式(即不仿自然风方 式)起,按动—次则变换一种方式,按强周期—弱周期 —睡眠周期的顺序循环变换,并且相应的LED发光, 在强或弱周期自然风下运转时,如果按动仿自然风控 制键,则变为低速运转。在睡眠周期自然风下运行 时,如果按仿自然风键,则变为弱风速长期运行。 电风扇原理与维修 (2)定时控制 当芯片MH8822的3脚与5脚间接有二极管VD14时,定时 器选择时间为60、120、360min,3脚与5脚间不接VD14,定时 器选择时间为60、120、240min;若VD14接至l脚与5脚,则定 时器选择时间为30、60、120min。在电风扇运转状态下,重 复按定时控制键,定时器按60min—120min—360min循环。 (3)摇头电机控制 当芯片MH8822的10脚输出高电平时,VD16导通,触发 VS18导通,摇头电动机运转。 电风扇原理与维修 • (4)蜂鸣器控制 •当芯片MH8822每接收一次有效指令,2脚输出高电 平时,三极管VT31、VT33工作,经电阻R16的正反馈作 用构成振荡,使压电片BC发声,当2脚输出低电平时 无效。 •(5)显示电路 •当芯片相应端子输出高电平时,对应的发光二极管 发光,显示电风扇当前的工作状态。 •(6)遥控控制 •遥控接收电路主要由MR8l81集成电路和红外线光敏 二极管VD9组成,接收到的信号经放大后送入芯片 MH8822的8脚,经芯片译码并执行操作。 电风扇原理与维修 电风扇的使用和保养 电风扇清洗可用湿软布擦洗,但要注意 插头要脱离电源,绕组内绝对不能进水 。 风扇轴承要定期加油,防止阻力增大。 吊扇风叶拆装和保存时应避免外力,防 止变形,产生噪音。 电风扇原理与维修 常见故障维修 故障现象故障原因故障处理 风扇不转 1.保护开关不良 2.热过载损 坏 3.轴承卡死 4.线圈损坏 5.电容损坏 1.修理 2.更换 3.加油或重新装配 4.更换 5.更换 转速过慢1.缺少润滑 2.电容容量减少 1.加油 2.更换 电机发热1.线圈匝间短路 2.电压过 低 1.更换电 机 2.减少使用时间 风向转叶不动1.同步电机损坏1.更换 噪声大1.轴承松动 2.风叶变形 1.更换电 机 2.校正或更换
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