电风扇基本原理与几种常用风扇维修

1、电风扇原理与维修 电风扇原理与几种电风扇原理与几种 风扇维修风扇维修 电风扇原理与维修 1 概述概述 4.1.1 电风扇的类型电风扇的类型 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 1）单

2、相电容式电动机）单相电容式电动机 定子、转子、轴承、端盖定子、转子、轴承、端盖 2）摇头机构）摇头机构 减速器减速器 四连杆机构四连杆机构 控制机构控制机构 保护装置保护装置 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

3、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

4、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 8槽4极定子绕组排列 电风扇原理与维修 带抽头调速定子绕组排列 P50 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

5、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

6、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

7、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，

8、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 永磁式直流电动机永磁式直流电动机 在家用电器中的视听设备、收录机、电动剃须刀、电动玩具 均采用这种电动机。永磁式电动机的定子是用磁钢或永久磁铁加 工成型，产生一个恒定磁场。转子转速可以随电源电压和负载转 矩的变化而变化。它具有效率高、体积

9、小、重量轻、便于携带等 优点。但加工精度高，结构比交流电动机复杂，成本高。 。 电风扇原理与维修 1. 永磁式电动机的结构永磁式电动机的结构 永磁式电动机是由于定子、转子、换向器、前端盖、后端盖、含 油轴承、电刷等组成。 (1)定子 是产生静止磁场的部件，并与外壳紧压配合（过盈配合），采用 磁钢、薄膜合金加工成环形。 电风扇原理与维修 (2)转子 是直流电动机的转动部分，它是由铁心、绕组、换向器、转轴等 组成，又称电枢。铁心是用0.30.5mm厚的硅钢片，按一定形状冲 压成型，然后叠压成柱状。 (3)换向器 是由三个互不相通弧形金属片（多以紫铜为材料），嵌置在塑料 或玻璃纤维套筒上制成三个换向

10、片和相应的线圈连接制成，三个线 圈的另一端连接在一起。 (4)电刷 通常是用导电材料石墨和磷铜片制成，与轴线垂直安装在换向器 的两侧，并依靠电刷的弹性与换向器保持良好的接触，电刷的另一 端与电源相接。当电源接通时，直流电流通过电刷和换向器片将电 流送入电枢绕组。 电风扇原理与维修 2. 永磁式电动机的工作原理永磁式电动机的工作原理 永磁式电动机的工作原理如图所示。由图可知电枢处在一个静止磁场中 ，当电枢绕组加上直流电压，则有直流电流。由左手定则可以判断，线 圈的两边均受到力的作用，两个力的大小相等、方向相反，但不作用在 同一条直线上，形成偶使电枢转动。电枢上的绕组是按一定的规律排列 ，电枢中所

11、产生的转动力矩足以带动负载机械运转，从而使电动器具工 作。 注意：注意： 电刷和换向器在直流电动机里有着十分巧妙的作用。其作用是使流过电 枢线圈的电流方向，随着线圈的转动进行相应的正负切换。如果没有这 种方向的切换，电枢线圈便不会转动，只能左右来回摇动。 电风扇原理与维修 励磁式直流电动机励磁式直流电动机 励磁式直流电动机的定子恒定磁场，是由定子绕组通上直流电流建立。 通常称为励磁绕组。根据励磁绕组和电枢绕组之间连接的方式不同，又可 分为他励式、复励式、并励式、串励式四种。 1. 励磁式直流电动机的结构励磁式直流电动机的结构 励磁式直流电动机由定子、转子（也称电枢）、励磁绕组、电枢绕组、 换向

12、器、电刷装置、风扇叶片、端盖等组成， 电风扇原理与维修 (1)定子和转子 均由0.350.5mm的硅钢片（矽钢片）按设计好的槽形冲压成型，然后叠 压成柱状；励磁绕组和电枢绕组嵌在槽内。 (2)励磁绕组和电枢绕组 绕组的构成主要从电动机参数指标及制造、安装、检修等方面考虑。微 型直流电动机绕组线圈一般是由圆形高强度漆包线绕制。 (3)换向器 由环氧树脂将铜材导电片、绝缘云母片黏合成一体。其形状和构造如图 1.25所示。微型直流电动机常用紧固式和塑料式换向器， 电风扇原理与维修 (4)电刷装置 由电刷、刷架、刷握、弹簧等组成。电刷尺寸及公差和构造均按有关标准 制造。在合适的换向区宽度下，电刷宽度应

13、覆盖适当数量的换向片。常用的刷 握有直、斜两种。刷架在微型直流电动机中是固定的。 (5)风扇叶片 作为驱使冷却介质循环所需的动力部件，它能产生足够的压力以克服电动 机冷却通道中的压力降落，并驱送足够的冷却介质流量通过电动机，以达到散 热目的。扇叶一般由工程塑料ABS按设计好的形状压制而成。微型直流电动机 大部采用轴流式。 (6)端盖 主要支撑电枢轴，安放轴承的部件。为保证定子和电枢之间的空气隙尺寸 ，在微型直流电动机中一般由铝合金铸压、薄铁板冲压制成。 电风扇原理与维修 1.5.5 交、直流两用串励电动机交、直流两用串励电动机 即可以使用直流电又可以使用交流电的电动机称为交直流两用电动机。其

14、结构与串励直流电动机的结构相似，也是由电枢、电枢绕组、定子、励磁绕 组、换向器、电刷、机壳等部分组成，但在定子上增设了补偿绕组和换向绕 组，并且定子多为一对凸极。这类电动机具有体积小、启动转矩大、转速高 、调速方便等特点，常用在吸尘器、电动工具上。 其工作原理与串励直流电动机基本上相同。但在实际运行工作状况中，由 于接线方式不同，可以改变电动机的转向，但与两接线端的极性无关，如图 1.38所示。当接通交流电时，由于电流同时改变电动机的励磁绕组和电枢绕组 ，磁极的极性和电流的方向同时发生变化，因此电磁转矩的方向一直不变， 使电动机保持运转。同时励磁绕组和电枢绕组上产生较大的电压降，并在磁 极铁心

15、产生涡流损耗，换向器中的短路电势得不到补偿，引起换向困难，同 时产生火花，因此在定子上增设了补偿绕组和换向绕组，如图1.39所示。 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.电风扇控制部分电风扇控制部分 1）调速开关）调速开关 互锁互锁 自锁自锁 联动联动 电风扇原理与维修 2）定时器）定时器 电风扇原理与维修 4.2.1 电抗器法电抗器法 电容式电动机串联电抗器的调电容式电动机串联电抗器的调 速原理图速原理图 电风扇原理与维修 4.2.2 抽头法抽头法 1.L型抽头法型抽头法 2.T型抽头法型抽头法 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

16、：电容 黑色：公共线 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

17、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 电风扇原理与维修 4.2.3 无级调速法无级调速法 无级调速一般采用双向晶闸管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，通过改变晶闸管的管的可控特性，通过改变晶闸管的 控制角控制角，使晶闸管输出电压发生，使晶闸管输出电压发生 改变，达到调节电动机转速的目的。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，双在电源电压每个半周起始部分，双 向晶闸管向晶闸管VSVS为阻断状态，电源电压为阻断状态，电源电压 通过电位器通过电位器RPRP，电阻，电阻R R

18、向电容向电容C C充电，充电， 当电容当电容C上的充电电压达到双向触上的充电电压达到双向触 发二极管发二极管VDVD的触发电压时，的触发电压时，VDVD导通，导通， C通过通过VDVD向向VSVS的控制极放电，使的控制极放电，使VSVS 导通，有电流流过电机绕组。通过导通，有电流流过电机绕组。通过 调节电位器调节电位器RPRP的阻值大小，可调节的阻值大小，可调节 电容电容C C的充电时间常数，也就调节的充电时间常数，也就调节 了双向晶闸管了双向晶闸管VSVS的控制角的控制角，RPRP越越 大，控制角大，控制角越大，负载电动机越大，负载电动机M M 上电压变小，转速变慢。上电压变小，转速变慢。

19、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电风扇控制电路分析 4.3.1 电抗器调速电路电抗器调速电路 由电动机、电抗器、调由电动机、电抗器、调 速开关、定时器、电容速开关、定时器、电容 器、指示灯等组成。器、指示灯等组成。 4.3.2 抽头调速电路抽头调速电路 由定时器、调速开关、由定时器、调速开关、 电容器、电动机、指电容器、电动机、指 示灯等组成。示灯等组成。 电风扇原理与维修 4.3 电风扇控制电路分析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 红外线遥红外线遥 控电路控电路 红外线遥控发射电路红外线遥控发射电路 电风扇原理与维修

20、4.3.4 红外线遥控电路红外线遥控电路 红外线接收与控制处理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：电风扇程控控制的特点主要有以下几个方面： 1)风速可调风速可调,一般为强、中、弱三档控制。一般为强、中、弱三档控制。 2)仿自然风功能仿自然风功能,自然风为三档风速间歇随机变化。自然风为三档风速间歇随机变化。 3)睡眠风功能睡眠风功能,采用间歇控制方

21、式，以适合人体生理要采用间歇控制方式，以适合人体生理要 求。求。 4)定时功能，普通风和睡眠风均能进行定时控制。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。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。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。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。单片机为例做简单介绍。MH8822微电脑程控电风扇的电原微电脑程控电风扇的电

22、原 理图如图理图如图 电风扇原理与维修 2.电路功能分析 (1)风量方式控制风量方式控制 1)1)风速控制键风速控制键: :芯片芯片MH8822的的l2l2、13、14脚为高脚为高 电平，分别使相应的晶闸管触发导通，这样便可得电平，分别使相应的晶闸管触发导通，这样便可得 到可供选择的到可供选择的3种风速，按强风种风速，按强风中风中风弱风顺序循弱风顺序循 环变换环变换,并且指示相应档位的发光二极管并且指示相应档位的发光二极管LED发光。发光。 2)仿自然风控制键：从中断方式仿自然风控制键：从中断方式(即不仿自然风方即不仿自然风方 式式)起，按动起，按动次则变换一种方式次则变换一种方式,按强周期按

23、强周期弱周弱周 期期睡眠周期的顺序循环变换，并且相应的睡眠周期的顺序循环变换，并且相应的LED发发 光光,在强或弱周期自然风下运转时在强或弱周期自然风下运转时,如果按动仿自然风如果按动仿自然风 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。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)定时控制定时控制 当芯片当芯片MH8822的的3脚与脚与5脚间接有二极管脚间接有二极管VD14时，定时时，定时 器选择时间为器选择时间为60、120、360min,3脚与脚与5脚间不接脚间不接VD1

24、4，定时，定时 器选择时间为器选择时间为60、120、240min；若；若VD14接至接至l脚与脚与5脚脚,则定则定 时器选择时间为时器选择时间为30、60、120min。在电风扇运转状态下，。在电风扇运转状态下， 重复按定时控制键重复按定时控制键,定时器按定时器按60min120min360min循环。循环。 (3)摇头电机控制摇头电机控制 当芯片当芯片MH8822的的10脚输出高电平时脚输出高电平时,VD16导通，触发导通，触发 VS18导通导通,摇头电动机运转。摇头电动机运转。 电风扇原理与维修 (4)蜂鸣器控制蜂鸣器控制 当芯片当芯片MH8822每接收一次有效指令，每接收一次有效指令，

25、2脚输出高电脚输出高电 平时，三极管平时，三极管VT31、VT33工作工作,经电阻经电阻R16的正反馈作的正反馈作 用构成振荡，使压电片用构成振荡，使压电片BC发声发声,当当2脚输出低电平时脚输出低电平时 无效。无效。 (5)显示电路显示电路 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。发光，显示电风扇当前的工作状态。 (6)遥控控制遥控控制 遥控接收电路主要由遥控接收电路主要由MR8l81集成电路和红外线光敏集成电路和红外线光敏 二极管二极管VD9组成组成,接收到的信号经放大后送入芯片接收到的信号经放大后送入芯片

26、MH8822的的8脚，经芯片译码并执行操作。脚，经芯片译码并执行操作。 电风扇原理与维修 2021-6-22长江大学电信学院 龙从玉46 . 电动机电动机可可为：为： 三相电动机风扇。三相电动机风扇。 单相电动机：电容电风扇单相电动机：电容电风扇.罩极电风扇罩极电风扇. 3）： 台扇、壁扇、落地扇、吊扇、转页台扇、壁扇、落地扇、吊扇、转页(鸿运鸿运)扇、换气扇。扇、换气扇。 4）：定速的、可变速的、可程控变：定速的、可变速的、可程控变 速速（模拟自然风）（模拟自然风）的、遥的、遥 控的风扇。控的风扇。 电风扇原理与维修 2021-6-22长江大学电信学院 龙从玉47 电风扇原理与维修 2021

27、-6-22长江大学电信学院 龙从玉48 。 电风扇原理与维修 2021-6-22长江大学电信学院 龙从玉49 这种调速方法简单，运行可靠，但电动机这种调速方法简单，运行可靠，但电动机 运行效率不高。运行效率不高。 主绕组主绕组 副绕组副绕组 图图-2 电抗调速电风扇电路图电抗调速电风扇电路图 定时器定时器 电抗器电抗器 电容电容 电动机电动机 调速开关调速开关 220V 接地线接地线 电风扇原理与维修 2021-6-22长江大学电信学院 龙从玉50 电风扇原理与维修 2021-6-22长江大学电信学院 龙从玉51 风扇送出冷风的工作原理：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由小电动机带动转动水帘网布水帘网布，其下部有水箱，风通过水帘，其下部有水箱，风通过水帘 会降温，是因为会降温，是因为液态水液态水汽化需要汽化热。汽化需要汽化热。 能能提高湿度提高湿度当然也是当然也是液态水液态水汽化增加了室内的湿度。有汽化增加了室内的湿度。有 增湿增湿效果。效果。 风扇风扇电动机电动机 水帘水帘电机电机 水箱水箱风扇叶风扇叶 6.1.遥控冷暖风扇：遥控冷暖风扇： 电热送暖电热送暖风；风； 过过水帘送冷水帘送冷风风, , 其其工作原理如工作原理如 右图右图: : 水帘水帘 网布网布