電風扇是夏季傳統小家電，曆史悠久。近幾年來，随着空調的普及，電風扇行業曾被普遍認為是“夕陽産業”。但市場成熟度頗高且能耗低的電風扇在國内仍然存在很大的市場。基于目前國際能源短缺，以及國内近年來電荒頻頻發生的情況，節能将是整個風扇行業一個不可忽視的發展方向。

而調速性能是風扇能效指标之一，如果調速性能不過關，那麼節能就無從談起。目前，風扇調速的方式有多種，常見的有抽頭調速、電抗調速、電容調速及電子調速等，因此要取得較理想的調速效果及較高的節能效果，必須從調速原理及方式上入手。

電風扇作為家電産品中的“元老”，曾經和電視、冰箱一起并稱家庭“三大件”，其工作原理是通過電動機帶動扇葉高速轉動，強制空氣氣體加速運動，改善人體與周圍空氣間的熱量交換，因而從人體帶走更多的熱量，使人感到涼爽。電風扇的種類很多，按供電性質來分，有交流、直流和交直流兩用電風扇；按使用方式來分有台扇、吊扇、落地扇、排風扇和冷風扇等。

随着人們生活水平的提高，空調漸漸普及，電風扇逐漸淪落到配角的地步。但其低價位、低能耗、多功能、移動方便及健康的特點将是推動風扇行業再次發展的重要因素，從目前的情況來看，風扇行業仍然存有相當的市場容量。

電風扇調速方式及原理

随着電能日漸緊張，低能耗家電成為我國家電的發展趨勢。特别在夏季用電高峰期，大部分省市地區都要進行必要的拉閘限電，風扇就成為消費者首選。由于風扇能直接将電能轉化為動能，耗電量非常低，最高功率僅60W，因此從節約能源的角度來說，風扇無疑是最佳的選擇之一。

在冰箱、空調、洗衣機等大家電之後，國家今年1月開始着手制定小家電能效标準。《交流電風扇能效等級》将我國交流電風扇能效等級分為1級、2級和3級3個等級，其中1級能效最高,是目标值，目前隻有不到5%的産品能夠達到1級能效水平；2級為節能評價值，目前約20%的産品達到2級能效水平；3級為能效限定值，目前約65%的産品達到3級能效水平，而另有10%的産品将達不到3級能效限定值的要求而面臨淘汰。新的能效标準出台後，必将會促使電風扇企業不斷加強技術革新，尋找新的節能點。

電風扇的調速功能是電風扇的基本功能之一，也是節能的重要方式之一。電風扇的調速方法依其采用的電機而定。采用單相電容式電機和罩極式電機的電風扇采用抽頭法、電抗法、電容法和電子法來調速。抽頭調速、電抗調速和電容調速的基本原理都是通過改變繞組每伏匝數來調速即降低繞組電壓從而減弱磁場強度來實現調速的。

抽頭法用得較廣泛，它的特點是耗電少，用料省，重量輕，但是繞線、嵌線、接線都比較複雜，使用範圍受到一定的限制。抽頭調速的電動機有主繞組、中間繞組和副繞組三種線圈。根據中間繞組的接線位置不同分為L型，T型，H型三種。台扇、壁扇、落地扇采用抽頭調速方式的較多，然而随着原材料價格的波動，造成風扇電機的繞組匝數不足，影響了低檔位繞組的每伏匝數，導緻調速比達不到标準要求。

電抗器調速法通過串入不同感抗值的電抗器從而改變繞組每伏匝數來調速，它的特點是各擋速度調節容易，繞線簡單，維修方便；缺點是不能随心所欲地調節。

電容調速法是通過改變加在副繞組的電壓相角關系間接改變主副繞組的電壓實現控制電機繞組産生轉矩的大小達到調速的目的，其中主繞組是恒壓，副繞組是變量。電容調速器成本較低、重量輕、電磁噪聲小，但使用壽命短且低轉速檔難啟動。吊扇及頂扇由于受安裝位置限制，多數采用電抗或電容調速。

電子調速器是利用可控矽的半導體原理制作而成，它通過改變加到雙向可控矽控制極觸發脈沖的占空比，來實現控制雙向可控矽的導通時間，進而實現控制電機繞組得電産生轉矩的時間長短，來控制、改變風扇轉速的。它的特點是風速的大小調節不受限制，無檔次，可實現無極調速，但成本較高。

電風扇調速方式的比較

通過比較發現，電子調速方式相對其他調速方式具有無極調速且調速效果好的特點，是今後電風扇優先選擇的調速方式，如圖1所示。

圖1 電子調速電路原理圖

它由電源電路、無穩态多諧振蕩器和控制執行電路組成。其中，電源電路由風扇電機、整流橋堆、發光二極管、限流電阻器、穩壓二極管和濾波電容器組成；無穩态多諧振蕩器由時基集成電路、電阻器、二極管、電位器和電容器組成；控制執行電路由晶閘管、發光二極管、整流橋堆和電阻器組成。

無穩态多諧振蕩器振蕩工作後，由晶閘管的導通狀态控制風扇電動機的運轉。通過調節電位器的阻值，可以改變脈沖占空比的大小（調節範圍為1% ～99%），調節風扇電動機的運轉速度，從而改變電風扇的風量大小。

同步轉速為1500r/min的電風扇（吊扇除外）若采用抽頭等傳統的調速方式，其最高轉速檔的轉速一般在1200r/min至1400r/min之間，最低轉速檔的轉速一般在700r/min至1100r/min之間，即調速比一般在60%至80%範圍内；吊扇的調速檔位比其他風扇多，轉速也較低，調速比一般在50%左右。

而采用電子調速方式調速的風扇，其理想調節範圍為1%～99%，調速比可達1%，然而在較低轉速啟動時，由于啟動電壓低導緻啟動轉矩小，因此風扇難以啟動，因此風扇不宜在太低轉速下啟動。

另外，當風扇轉速低于500r/min時，風速V及風壓差ΔP急劇減小，根據風扇風量的計算公式可以看出風扇的輸出風量将銳減，也就失去了節能的意義。因此，調速比的最優選擇不應是單純的減小低檔位的轉速，還應當考慮與其輸出風量相關聯的能效值。

結論

未來風扇行業的發展必然要走低能耗之路，而且必須在健康、節能以及性能方面進行不斷取得突破才能與空調形成互補的市場局面。因此，研究電風扇的調速方式具有重要的現實意義，而電子調速方式在節能、功能以及健康方面無疑具有明顯的技術優勢以及廣闊的市場前景。

（摘編自《電氣技術》，原文标題為“電風扇調速方法的探讨”，作者為趙轶、胡國輝等。）

,

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!

查看全部