电风扇电路设计分析

电风扇通电起动后，风扇电动机高速旋转，并带动风叶一起高速旋转，风叶的叶片是带有一定角度的，旋转时会对空气产生推力，使空气流动，从而促使空气加速流通，如图6-6所示。

图6-6 电风扇的工作原理

1.电风扇电动机的驱动

图6-7所示为典型电风扇电动机的工作原理。该电路机为交流感应电动机，它具有两个绕组（线圈），主绕组通常作为运行绕组，辅助绕组作为起动绕组。当交流供电电压经起动电容加到起动绕组上时，起动电容器作用，使起动绕组中所加电流的相位超前于运行绕组90°，在定子和转子之间就形成了一个起动转矩，使转子旋转起来。外加交流电压使定子线圈形成旋转磁场，即使起动绕组中电流减小也不影响电动机旋转。实际上在起动后由于起动电容被充电，起动绕组中的电流已经减小。

图6-7 交流感应电动机的工作原理

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交流感应电动机是一种转速随负载变化略有变化的单相异步电动机。该电动机是由定子、转子以及端盖等部分构成的，如图6-8所示。但这种电动机的电源是加到定子绕组上的。

电动机的调速采用绕组抽头的方法比较多，实际上就是改变绕组的匝数，从而使定子绕组所产生的磁场强度发生变化，实现速度调整。

图6-8 交流感应电动机内部结构

图6-9所示为L形抽头调速电动机、T形抽头调速电动机、双抽头调速电动机的绕组结构。L形抽头调速电动机运行绕组中设有两个抽头，且两组线圈接成L字母形，这样就可以实现三速可变的风扇电动机；T形抽头调速电动机由于两个绕组接成T字母形，因而被称之为T形绕组结构；双抽头调整电动机的运行绕组和起动绕组都设有抽头，通过改变绕组所产生的磁场强弱进行调速。

图6-9 交流电动机的调速方式

2.摇头电动机的驱动

摇头电机固定在风扇电动机上，连杆的一端连接在支撑机构上，当摇头电动机旋转的时候，由偏心轴带动连杆运动，从而实现电风扇的往复摇摆运行。图6-10所示为电风扇摇头机构工作原理图。

图6-11所示为摇头电动机内部的工作原理，在其内部有一个带有减速齿轮组的设备，电动机轴上的齿轮与变速齿轮相互运动，由于电动机轴齿轮比变速齿轮小得多，因此电动机旋转多圈，变速齿轮才会旋转一圈，减缓了旋转速度。也就是说摇头电动机旋转，通过变速齿轮减速，实现了电风扇缓慢的摇头速度。

3.电风扇的电路控制(www.xing528.com)

图6-12所示为典型微电脑控制的电风扇电路结构框图。从图中可以看出，该电路主要是由电源供电电路、程序控制电路、指示灯及操作控制电路、起动电容、风扇电动机和摆头电动机这几部分构成的。交流220V电压送入电风扇后分成两路，一路送入电源供电电路经降压、整流、滤波后输出直流低压，为程序控制电路供电；另一路则为风扇电动机和摆头电动机供电。

用户通过操作控制电路输入人工指令后，程序控制器对输入的指令进行识别、处理，使相应的指示灯点亮，并输出控制信号控制电动机驱动电路工作，电动机驱动电路根据控制指令输出驱动信号，驱动风扇电动机和摆头电动机工作。

图6-10 摇头机构工作原理

图6-11 摇头电动机内部的工作原理

图6-12 典型微电脑控制的电风扇电路结构框图

4.电风扇的电路分析

图6-13所示为典型电风扇的电路信号流程图。

交流220V电源输入后，相线端（L）经由电源开关S1、熔断器和降压电路R1、C1后，由VD1进行整流，再由C2滤波、VD2稳压、C3滤波输出＋3V电压，为程序控制芯片供电，交流输入零线（N）端接地。

图6-13 典型电风扇的电路信号流程图

IC BA3105是程序控制芯片，⑦脚为电源供电端，④、⑤脚外接晶体振荡器形成32.768kHz的晶振信号，作为芯片的时钟信号。

IC芯片的⑧～（14）脚外接操作控制电路和发光二极管。S2～S6为人工操作键，按某一键时，按键引脚经10kΩ电阻器接地，这些键分别表示相应的操作功能，当按动某一键时，芯片相应引脚变为低电平，在芯片内经引脚功能的识别后，会使相应的引脚输出控制信号。

例如操作开机键选择风速挡按键后，IC1的（17）、（18）、①脚，其中会有一脚输出触发脉冲，使被控制的晶闸管导通，风扇电动机得电旋转。风扇电动机和转叶电动机都是由交流220V供电。交流电源的相线经过晶闸管VS1～VS4给风扇电动机和转叶电动机供电。交流输入零线端（N）经熔断器FU2加到运行绕组上，同时经起动电容器C4加到电动机的起动绕组上。VS1、VS2、VS3三个晶闸管相当于三个速度控制开关。VS1导通时低速绕组供电，VS2导通时中速绕组供电，VS3导通时则为高速绕组供电，以此可以控制电动机转速。

VS4接在摇头电动机的供电电路中，如果操作转叶摆头开关，则IC芯片②脚输出触发信号使VS4导通，则摇头电动机旋转。

发光二极管显示电路（LED）受控制芯片的控制，例如操作风速按键使风扇处于强风（高速）状态时，操作后IC（11）脚保持高电平，（13）脚为低电平，则强风指示灯点亮。