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电动机应用与控制在电风扇中的单相电动机

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:电风扇电动机的极数不能任意取,它与所允许的扇叶最大圆周速度有关。家用台扇电动机,一般采用单相电容运转式电动机。而采用专用的微型同步电动机经减速机构驱动导风轮旋转,是目前应用最普遍,性能较好的一种方式。该电路主要由电风扇电动机、电容器、电抗器、调速开关、定时器和指示灯组成。转页扇电动机的运行和微型同步电动机的运行,既相关又独立。

电动机应用与控制在电风扇中的单相电动机

电风扇种类很多,常用的有台扇吊扇、壁扇、落地扇转页扇、排气扇等。下面以典型的台扇、吊扇、转页扇为例,介绍其电动机的结构与特点。

1.台扇电动机有何结构和特点

台扇电动机一般为防护式。其定子铁心常用0.5mm的硅钢片叠压而成。国产台扇电动机定子铁心多数为16槽或18槽,定子槽内嵌有单层或双层绕组。转子为铸铝笼型转子。电风扇电动机的极数不能任意取,它与所允许的扇叶最大圆周速度有关。

家用台扇电动机,一般采用单相电容运转式电动机。由于电容运转式电动机不仅结构简单,而且具有起动转矩大、起动电流小、功率因数高、过载能力强、噪声小、温升低等优点,在目前生产的电风扇中广泛采用,如图8-18所示。

2.吊扇电动机有何结构和特点

吊扇主要由扇头(即电动机)、扇叶、悬吊装置(包括吊杆、吊攀、上下罩)及调速器组成。吊扇电动机如图8-19所示,它采用封闭式的外转子结构,定子安放在内,固定在不旋转的吊杆上,而转子安放在外,与扇叶相连。

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图8-18 家用台扇电动机

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图8-19 吊扇电动机

3.转页扇电动机有何结构和特点

转页扇又称为鸿运扇或箱式风扇,转页扇主要由箱体、导风机构、电动机、扇叶及其他控制部件组成。

转页扇一般采用电容运转式单相交流异步电动机(如图8-20所示),也有的采用罩极式电动机。转页扇电动机的结构与原理同台扇电动机基本相同。

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图8-20 转页扇电动机

a)电容运转式电动机 b)微型同步电动机

转页扇导风轮的驱动方式分为风力驱动和微型同步电动机驱动。风力驱动是依靠电风扇本身的风力吹动导风轮旋转,再用阻尼法稳速。这种方法结构简单、成本低,但导风轮的转速不稳,且转速不能调节。而采用专用的微型同步电动机经减速机构驱动导风轮旋转,是目前应用最普遍,性能较好的一种方式。

4.电风扇电动机是如何控制的

(1)运行时间控制

定时器是电风扇的时间控制器件,一般定时器按结构可分为机械式、电动式和电子式,电风扇大多采用机械式定时器,如图8-21所示。

(2)风速控制

电风扇一般都具有调速功能,通过调速实现人们对风量的不同要求。电风扇种类很多,其调速电路也不完全相同,调速方法主要有电抗器调速、绕组抽头调速和电子调速等。

(3)台扇的典型控制电路

采用电抗器调速的台扇典型电路如图8-22所示。该电路主要由电风扇电动机、电容器、电抗器、调速开关、定时器和指示灯组成。电路中指示灯线圈df与电抗器的调速线圈ac为反向串接,通电后,当调速开关接通低速挡时,两线圈电压降有部分抵消,使加在起动绕组上的电压比较大,有利于电动机的低速挡起动。定时器与调速开关串联接于主回路中,只有当定时器触点闭合时,按下调速开关的1~3调速键,电动机主回路才能接通,电风扇才能起动运转。台扇的引出线为三根,其中两根为220V电源线,一根为保护接地线,所以采用三脚插头。

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图8-21 电风扇机械式定时器

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图8-22 电抗器调速的台扇典型控制电路原理图

(4)吊扇的典型控制电路

采用电容式电动机的单相交流吊扇的典型电路如图8-23所示。一般吊扇的速度挡较多,常采用电抗器调速。其调速器由电抗器和转换开关组成,通常与吊扇分开装配。吊扇与调速器配合使用。接通电源后,吊扇的电源通路为:电源→转换开关→电抗器→电动机。(www.xing528.com)

通过调节转换开关接通不同的电抗器抽头,从而可改变电风扇电动机的端电压,实现调速。

(5)转页扇的典型控制电路

转页扇多采用抽头调速,其原理电路如图8-24所示,在转页扇电路中增加了微型同步电动机及开关和自动断电安全器。转页扇电动机的运行和微型同步电动机的运行,既相关又独立。转页扇工作时的电源通路为:电源→定时器→调速开关→电动机→安全器。当调速开关接通不同的转速挡时,即可得到不同的调速。只有转页扇处于工作状态时,才允许微型同步电动机运行,由微型同步电动机带动导风轮低速运转。当转页扇停止工作时,微型同步电动机也停止运行。

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图8-23 吊扇的典型控制电路原理图

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图8-24 页扇的典型控制电路原理图

(6)微电脑控制电风扇典型控制电路

微电脑控制电风扇的结构与普通电风扇的结构大同小异,主要区别在面板控制机构的控制方式不同,如摇头机构采用微型同步电动机传动方式;采用轻触式微型开关或遥控器来控制电风扇的各个动作等。电风扇采用微电脑控制,既可以使电风扇具有多种功能,又使控制电路变得简单可靠。使用者只需按动面板上或遥控器上各个功能键,电风扇将按预先编制好的程序运转。

微电脑控制电风扇具有“风类”选择:正常风、自然风、睡眠风;风速可调;自动摇头控制;定时关机;手动轻触按键和遥控器;独立的夜间微光照明等功能。其典型控制电路图如图8-25所示,红外线遥控发射器采用BA5104电路,如图8-25a所示;主控电路主要由电阻降压半波整流稳压电路、红外线遥控接收解调电路、455kHz时钟振荡电路、工作状态指示报警电路和可控硅驱动控制电路等组成,如图8-25b所示,可选择手动或遥控操作模式。本机主控制器为BA82068A4L,具有三种风型选择(正常风、自然风、睡眠风),每一种风型又具有三种风速(强风、中风、弱风)可供选择,并且还具有四挡累进电子定时(0.5h、1h、2h、4h)。BA8206系列集成电路芯片有两种封装形式,即后缀无L的为18脚DIP封装;后缀含L的为20脚DIP封装。区别在于含L的增加了一组独立的彩灯控制功能。

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图8-25 微电脑控制电风扇典型控制电路原理图

a)红外线遥控发射电路图 b)微电脑控制电风扇主控电路图

下面简要介绍其主控电路的工作原理。

1)插上电源,220V市电经FU、R1、R2降压限流,由VD1、C2、VD4半波整流滤波和VD2、VD3稳压后形成5V的直流电压提供给IC1(BA8206)的15脚和红外接收头(AX889W)。红外接收头的②脚将红外接收头的信号输送到IC1的②脚,经解码后去控制各种动作。本机接通电源后,每按动一次任一按键,压电陶瓷片HD即发出“滴……”声确认音,则表示该键按动操作输入有效。当采用遥控操作时,同样也会发出键音,不同的按键发出的键音有区别。

2)按压主机面板上或遥控器上的“开/风速”键,起动电风扇的基本风速选择程序。当风扇静止时,它为起动键,风扇以中风速起动(主要是为增大起动转矩),3s后自动恢复到设定记忆的模式运行(若第一次开机,则恢复到弱风速状态)或者以记忆的风速运行;当风扇在转动状态时,按此键则可选择风速的大小,即此键为风速选择键,风速则按“弱(L)→中(M)→强(S)→弱(L)……”三挡循环模式选择,相对应的发光二极管VD5~VD7同时被点亮,指示当前的风速状态。

3)按压主机面板上或遥控器上的“定时”键,设定电风扇的运转时间。预定时间每按一次此键则增加0.5h,循环选择,可通过0.5h、1h、2h、4h四段累进计时,相对应的发光二极管会被逐个点亮。当这四个发光二极管都被点亮时,最长定时时间为7.5h,定时时间由四个发光二极管指示。

4)按压遥控器上的“风类”键,选择风型的类别。每按动一次“风类”按键则改变一次风型,按此键可在“正常风→自然风→睡眠风→正常风……”间循环选择,相对应的发光二极管VD8~VD10同时被点亮,指示当前风型的类别。

5)按压主机面板上或遥控器上的“摇头键”,设定摇头的开与停。可控制摇头电机M2的开与停,作为风向即摇头控制。当电风扇在运行时,按此键可控制电子摇头电机M2运转;当电风扇停止运行时,按此键则无效。

6)按压主机面板上或遥控器上的“关机”键,关闭电风扇。在风扇运转时,按此键可随时切断风扇电机电源,风扇停止运转,所有的发光二极管均熄灭,控制电路恢复原始静止状态,并记忆关机前的运行模式(但定时和睡眠风功能不会被记忆),待下次按此键起动开机时,便会按记忆模式运行。

7)按压主机面板上或遥控器上的“彩灯”键(仅后缀为L者有此功能),此键只控制彩灯的开启与关闭。按一下灯亮,再按一下灯灭……此键为独立操作键。因此,此键的操作与电风扇是否转动无关。

(7)冷暖两用空调扇典型控制电路

冷暖两用的空调扇具有送风、制冷、加湿、取暖、净化空气等多项功能,以水为介质,可送出低于室温的冷风,也可送出温暖湿润的热风。

空调扇由离心式扇叶、电动机、摆叶送风机构、水帘转动机构、储水箱、控制部件及外壳等组成。

格力DF168型冷暖空调扇选用优质镍铬发热元件,冬季可提供强热风;特设冰块存储箱,使夏季吹出的冷风比室温低3~5℃;采用独特的滚动式水帘和加湿方式,能除尘、除异味、净化空气,使吹出的风清新润泽,巧妙地将暖风机、冷风机、空气清新机、空气加湿机融为一体,突破了季节性产品的局限。格力DF168型冷暖空调扇的电路图如图8-26所示。

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图8-26 格力DF168型冷暖空调扇电路原理图

图中,M1为风扇电动机,M1为加湿同步电机,M3为风向同步电机。ST为温控器,S1为调速开关,S2为加湿开关,S3为风向切换开关,S4为高热开关,S5为冷暖转换开关,EH1、EH2为电热丝。

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