隨著條件的改善,現在用電風扇的越來越少了,雖然風扇淘汰了,但是上面的電機卻是我們進行一些制作時的好東西。因為它是單相電機,所以我們從簡單介紹單相電機,最終過渡到風扇電機的實際接線。
一、單相電機工作介紹
單相電動機工作原理:兩個在空間互差90度電角度的繞組,產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生二相旋轉磁場,從而能產生啟動轉矩使電動機動起來。
電機內部有兩個繞組,一個主繞組也就是運行繞組,一個是副繞組也就是啟動繞組。
單相電機火線零線可以接反,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,便實現了電機的正反轉功能。
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、B點時,AB之間的阻值其實是啟動繞組和運行繞組兩個繞組串一起的結果,所以阻值最大。再小一點的是,BC的阻值,即啟動繞組阻值;最小的是AC的阻值,即運行繞組阻值,而且滿足AC+BC=AB。(大多數單相電機的主繞組阻值都小于副繞組)
如圖加了一個換向開關,其實就是在改變電容兩端的接線。到這里,我們大致上應該明白單相電動機的使用了。
二、電風扇調速原理
1、電風扇工作原理
電風扇工作簡單示意圖
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,最右邊的風機電路。電風扇電機是單相交流電機,它的內部有兩個繞組,一個叫運行繞組(也稱主繞組),另一個成為啟動繞組(也成為副繞組)。啟動電路由分相組成,使主副繞組在空間上相隔90°電角度。調速電路是串聯一個電抗器調速開關組成,通過調電抗大小,來改變電機的電壓實現調速。
我們的這個電風扇原理圖,是有兩個電機,如上圖是搖擺電機,電機類型是爪極式永磁同步電動機,可以直接接220V電源工作。當需要電風扇搖頭時,只需要按下搖頭開關即可。
一般我們看到的電風扇吹風電機有五根線,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速的。
像上圖這個電機具有后面的機構,是手動拉桿式搖頭的,這種風扇只有這一個電機。
2、電機三種調速方式
電抗器調速
電抗器線圈具有電抗作用,電動機與電抗線圈串聯后降低了電動機兩端電壓,同時降低了電動機的磁場強度,使轉速減慢。上圖為電容式電動機串聯電抗器調速電路原理圖,由于電風扇的電容式電動機定子上的主副繞組在空間互成90°,所以主副繞組畫成垂直。圖中電抗器與電動機繞組串聯,起降壓作用,接上電源后,調速開關可選擇高、中、低3擋,這樣可以得到不同的轉速。簡單說來,因為打在不同的檔位,串聯在電風扇電路中的電抗器感抗XL大小不同,所以風扇電路中的電流大小不同,風扇的轉速就不同。電抗器除降壓外,還作電風扇指示燈的電源用。電抗器調速的優點是比較簡單,缺點是需要專用的電抗器,成本比較高,同時增加了損耗,降低功率因數。
電容調速
不同容值電容串聯在交流回路中,利用電容對交流電的容抗特性,我們可以計算出容抗,然后再根據串聯阻抗分壓原理,得出串聯多大的電容,就會分出多大的電壓,電壓不同,電流就不同,轉速也會不同,從而對風扇起調速作用。
晶閘管無極調速
無級調速一般采用雙向晶閘管作為風扇電動機的開關.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生改變,達到調節電動機轉速的目的。在電源電壓每個半周起始部分,雙向晶閘管VS為阻斷狀態,電源電壓通過電位器RP,電阻R向電容C充電,當電容C上的充電電壓達到雙向觸發二極管VD 的觸發電壓時,VD導通,C通過VD向VS的控制極放電,使VS導通,有電流流過電機繞組。通過調節電位器RP的阻值大小,可調節電容C的充電時間常數,也就調節了雙向晶閘管VS的控制角α,RP越大,控制角α越大,負載電動機M上電壓變小,轉速變慢。
三、用風扇電機進行diy時如何接線
其實在上面的內容已經有所說明了,我們一般看到多一點的就是圖中5根線的風扇電機。5根線有5中顏色,如本文【電機工作原理】斷落中分享的電路圖,一般的黑是零線,黃是電容啟動線,紅白藍是3檔位。我們也可以用萬用表測試一下,兩兩進行測試,結合本文開始分享的知識說明,阻值最大的2根是接電容,其中有一根一般都是零線。
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