家用電風(fēng)扇電路的工作原理

隨著條件的改善，現(xiàn)在用電風(fēng)扇的越來越少了，雖然風(fēng)扇淘汰了，但是上面的電機(jī)卻是我們進(jìn)行一些制作時(shí)的好東西。因?yàn)樗菃蜗嚯姍C(jī)，所以我們從簡單介紹單相電機(jī)，最終過渡到風(fēng)扇電機(jī)的實(shí)際接線。

一、單相電機(jī)工作介紹

單相電動(dòng)機(jī)工作原理：兩個(gè)在空間互差90度電角度的繞組，產(chǎn)生的磁通軸線在空間也互差90度電角度，再通以不同相位的電流就能產(chǎn)生二相旋轉(zhuǎn)磁場，從而能產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩使電動(dòng)機(jī)動(dòng)起來。

電機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)繞組，一個(gè)主繞組也就是運(yùn)行繞組，一個(gè)是副繞組也就是啟動(dòng)繞組。

單相電機(jī)火線零線可以接反，以上圖為例，改變了火線的位置，即改變了電容兩端所接的線，便實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的正反轉(zhuǎn)功能。

從上圖我們可以看出，我們把萬用表電阻檔，把兩表筆分別放在A點(diǎn)、B點(diǎn)時(shí)，AB之間的阻值其實(shí)是啟動(dòng)繞組和運(yùn)行繞組兩個(gè)繞組串一起的結(jié)果，所以阻值最大。再小一點(diǎn)的是，BC的阻值，即啟動(dòng)繞組阻值；最小的是AC的阻值，即運(yùn)行繞組阻值，而且滿足AC+BC＝AB。（大多數(shù)單相電機(jī)的主繞組阻值都小于副繞組）

如圖加了一個(gè)換向開關(guān)，其實(shí)就是在改變電容兩端的接線。到這里，我們大致上應(yīng)該明白單相電動(dòng)機(jī)的使用了。

二、電風(fēng)扇調(diào)速原理

1、電風(fēng)扇工作原理

電風(fēng)扇工作簡單示意圖

從上圖可以看出，此電路一共可以分為三大部分，最左邊的220v交流電路，中間的搖擺電路，最右邊的風(fēng)機(jī)電路。電風(fēng)扇電機(jī)是單相交流電機(jī)，它的內(nèi)部有兩個(gè)繞組，一個(gè)叫運(yùn)行繞組（也稱主繞組），另一個(gè)成為啟動(dòng)繞組（也成為副繞組）。啟動(dòng)電路由分相組成，使主副繞組在空間上相隔90°電角度。調(diào)速電路是串聯(lián)一個(gè)電抗器調(diào)速開關(guān)組成，通過調(diào)電抗大小，來改變電機(jī)的電壓實(shí)現(xiàn)調(diào)速。

我們的這個(gè)電風(fēng)扇原理圖，是有兩個(gè)電機(jī)，如上圖是搖擺電機(jī)，電機(jī)類型是爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)，可以直接接220V電源工作。當(dāng)需要電風(fēng)扇搖頭時(shí)，只需要按下?lián)u頭開關(guān)即可。

一般我們看到的電風(fēng)扇吹風(fēng)電機(jī)有五根線，通過電路圖我們也可以看出來，有兩根線是接到電容兩端的，還有三根線是用于調(diào)速的。

像上圖這個(gè)電機(jī)具有后面的機(jī)構(gòu)，是手動(dòng)拉桿式搖頭的，這種風(fēng)扇只有這一個(gè)電機(jī)。

2、電機(jī)三種調(diào)速方式

電抗器調(diào)速

電抗器線圈具有電抗作用，電動(dòng)機(jī)與電抗線圈串聯(lián)后降低了電動(dòng)機(jī)兩端電壓，同時(shí)降低了電動(dòng)機(jī)的磁場強(qiáng)度，使轉(zhuǎn)速減慢。上圖為電容式電動(dòng)機(jī)串聯(lián)電抗器調(diào)速電路原理圖，由于電風(fēng)扇的電容式電動(dòng)機(jī)定子上的主副繞組在空間互成90°，所以主副繞組畫成垂直。圖中電抗器與電動(dòng)機(jī)繞組串聯(lián)，起降壓作用，接上電源后，調(diào)速開關(guān)可選擇高、中、低3擋，這樣可以得到不同的轉(zhuǎn)速。簡單說來，因?yàn)榇蛟诓煌臋n位，串聯(lián)在電風(fēng)扇電路中的電抗器感抗XL大小不同，所以風(fēng)扇電路中的電流大小不同，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速就不同。電抗器除降壓外，還作電風(fēng)扇指示燈的電源用。電抗器調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是比較簡單，缺點(diǎn)是需要專用的電抗器，成本比較高，同時(shí)增加了損耗，降低功率因數(shù)。

電容調(diào)速

不同容值電容串聯(lián)在交流回路中，利用電容對交流電的容抗特性，我們可以計(jì)算出容抗，然后再根據(jù)串聯(lián)阻抗分壓原理，得出串聯(lián)多大的電容，就會(huì)分出多大的電壓，電壓不同，電流就不同，轉(zhuǎn)速也會(huì)不同，從而對風(fēng)扇起調(diào)速作用。

晶閘管無極調(diào)速

無級(jí)調(diào)速一般采用雙向晶閘管作為風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的開關(guān)．利用晶閘管的可控特性，通過改變晶閘管的控制角α，使晶閘管輸出電壓發(fā)生改變，達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。在電源電壓每個(gè)半周起始部分，雙向晶閘管VS為阻斷狀態(tài)，電源電壓通過電位器RP，電阻R向電容C充電，當(dāng)電容C上的充電電壓達(dá)到雙向觸發(fā)二極管VD 的觸發(fā)電壓時(shí)，VD導(dǎo)通，C通過VD向VS的控制極放電，使VS導(dǎo)通，有電流流過電機(jī)繞組。通過調(diào)節(jié)電位器RP的阻值大小，可調(diào)節(jié)電容C的充電時(shí)間常數(shù)，也就調(diào)節(jié)了雙向晶閘管VS的控制角α，RP越大，控制角α越大，負(fù)載電動(dòng)機(jī)M上電壓變小，轉(zhuǎn)速變慢。

三、用風(fēng)扇電機(jī)進(jìn)行diy時(shí)如何接線

其實(shí)在上面的內(nèi)容已經(jīng)有所說明了，我們一般看到多一點(diǎn)的就是圖中5根線的風(fēng)扇電機(jī)。5根線有5中顏色，如本文【電機(jī)工作原理】斷落中分享的電路圖，一般的黑是零線，黃是電容啟動(dòng)線，紅白藍(lán)是3檔位。我們也可以用萬用表測試一下，兩兩進(jìn)行測試，結(jié)合本文開始分享的知識(shí)說明，阻值最大的2根是接電容，其中有一根一般都是零線。