风扇根据使用、安装方式的不同可分为台扇、落地扇、吊顶扇、排气扇、壁扇等。
落地式、台式电风扇故障分析与检修
常见的落地式、台式电风扇如图5-1所示。
图5-1 常见的落地式、台式电风扇
一、机械系统
电风扇的机械系统主要由电机、扇叶、网罩、摇头机构等构成。电机在第1章已作介绍，下面介绍扇叶、网罩、支撑机构、摇头机构等。
1.扇叶
扇叶是电风扇机械系统最重要的部件之一，它是电机的负载，只有它旋转后才能加速空气的流动。
扇叶由叶架、叶片、叶罩构成，如图5-2所示。叶架多由铝合金压铸而成，它的作用是固定扇叶将其并安装在电机转轴上。叶片多采用工程塑料注塑而成或采用1.2mm～1.5mm厚的铝板分片冲压而成。叶片与叶架通常铆合在一起。为了确保扇叶平稳运行，避免产生噪声和震动，要对铆合前的扇叶进行称重分组，要求同组的扇叶的叶片的形状和质量相同，常见的扇叶有狭掌形、阔掌形、阔刀形三种，如图5-所示。
2.网罩
为了防止高速旋转的扇叶与其他物品相碰，影响电风扇工作或损坏扇叶，同时也为了防止旋转的扇叶伤人，所以需要在扇叶的外面安装网罩。网罩通常有前后两部分构成，通常是由1mm～1.5mm的钢丝点焊在扁钢丝或圆钢丝上，制成带有骨架的辐射形或螺旋形，最后用螺丝钉或锁紧螺帽将前后两个网罩固定在一起。为了防止生锈，网罩的表面需要喷塑或镀铬。
图5-2 扇叶的构成
(a)狭掌形
(b)阔掌形
(c)阔刀形
3.摇头机构
为了扩大送风范围，改变送风方向，目前的落地式、台式电风扇设置了摇头机构。该机构位于电动机的后部，通常由电机驱动。常见的摇头机构有杠杆离合式和掀拨式两种。而目前应用最多的是杠杆离合式。
(1)杠杆离合式
杠杆离合式摇头机构是由减速机构、四连杆机构、控制机构及过载保护机构构成，如图5-4所示。
图5-4
(a)整体示意图
图5-4
(b)分解示意图
图5-4 杠杆离合式摇头机构构成示意图
[1]减速机构。如图5-4(b)所示，减速机构由蜗杆、涡轮、啮合轴、直齿轮构成。其中，蜗杆是由电机轴的后端制成，它与齿轮箱内的涡轮(斜齿轮)啮合，构成第一级减速机构。而啮合轴与直齿轮构成二级减速机构。这样，通过这两级减速机构将电机的高转速降低到摇头机构能够使用的低转速，此时的转速每分钟不足10r。
[2]四连杆机构。如图5-4(b)所示，四连杆机构由直齿轮、曲柄、摇摆连杆、摇摆盘构成。低速旋转的直齿轮，通过曲柄带动摇摆连杆做来回的往复运动，从而拉动摇摆盘来回摆动。
[3]控制机构。如图5-4(b)所示，控制机构由离合器齿轮(上、下齿轮)、控制压簧、杠杆、钢丝等构成。钢丝的一端固定在控制杠杆上，另一端固定在控制旋钮下面的偏心柱上。
将摇头控制旋钮旋至停止位置，偏心柱反向转动，钢丝被拉紧，通过控制杠杆使离合器的上、下齿轮分离，同时啮合轴上的销子也与离合器上齿内壁的凹槽脱离。此时，虽然涡轮仍然在旋转，电风扇也不会摇头。将摇头控制旋钮旋至摇头位置，偏心柱正向转动，使钢丝松脱，控制杠杆抬起，在压缩弹簧的作用下，离合器的上、下齿轮开始啮合，同时啮合轴上的销子嵌入离合器上齿内壁的凹槽内。这样，当涡轮旋转后，就可以通过离合器齿轮带动啮合轴转动，最终通过四连杆机构使电风扇摇头。
[4]过载保护机构。为了防止电风扇在摇头时受阻或电机异常导致摇头机构损坏，设置了摇头过载保护机构。该机构安装在离合器下齿与涡轮之间。它由弹簧片、钢珠、离合器下齿轮的U形槽构成，如图5-5所示。
当电风扇在摇头过程中意外受阻，因涡轮转而离合器下齿轮不能转动，使钢珠推动弹簧片张开，钢珠从离合器下齿轮外圆上的U形槽中滚出，随涡轮一起转动，每转半圈两颗钢珠就会落回U形槽一下，从而发出周期性的“滴滴”声，提醒用户电风扇在摇头过程中受阻。
(2)按拔式
按拔式摇头机构主要由减速机构、四连杆机构、控制机构及过载保护机构构成，如图5-6所示。其中，减速机构、四连杆机构与杠杆离合器式摇头机构相同，仅摇头控制和保护机构不同，下面分别对它们进行介绍。
图5-5 过载保护机构构成示意图
图5-6 按拔式摇头机构构成示意图
[1]摇头控制机构。如图5-6所示，此类摇头控制机构比杠杆离合器式简单，该机构的啮合轴的下端与直齿轮啮合，上端通过螺丝固定控制按钮，中间有一段细孔，内有两颗钢珠。
按压摇头按钮后，啮合轴向下移动，使两颗钢珠滚入涡轮的两个U形槽内，让啮合轴与涡轮啮合，电风扇能够摇头。当拨出摇头按钮后，啮合轴向上移动，使两个钢珠脱离U形槽，啮合轴与涡轮脱离，电风扇停止摇头。
[2]过载保护机构。当电风扇在摇头过程中意外受阻，因涡轮转而啮合轴与直齿轮不能转动，使钢珠被压入啮合轴内，随涡轮一起转动，每转半圈两颗钢珠就会弹回U形槽一次，从而发出周期性的“滴滴”声，提醒用户电风扇在摇头过程中受阻。
4.支撑机构
支撑机构不仅将电风扇的机头(扇头)与底座连接，而且还装有电气系统的元器件。该系统通常由连接头和底座两部分构成。
(1)连接头
如图5-7所示，连接头的前端有一个插孔，电风扇的摇摆轴就插在这个孔内，侧壁上的顶丝用来锁紧摇摆轴的。而有的摇摆轴较长，在露出连接头插孔的一段轴杆上有销钉孔，将销钉插入销钉孔，就可以锁定摇摆轴。为了保证电风扇能够灵活摆头，在扇头和连接头间还放置了钢珠。连接头的下端通过螺栓固定在底座上。
图5-7 连接头外形示意图
(2)落地扇的支撑机构
落地扇的支撑机构主要由控制盒、立柱和底盘三部分构成，如图5-8所示。
控制盒多由铝合金压铸而成，它的顶端用来安装连接头，底端与升降杆连接，而它的中间部位是矩形电气盒，用来安装电气器件。
立柱包括升降杆和固定杆两部分。固定杆为空心圆管，内部装有弹簧，底端用螺钉固定在底盘上。升降杆一端插入固定杆内，另一端连接控制盒。需要调整电风扇的高度时，松开紧固升降杆的螺丝，调整好高度后，再将紧固螺丝拧紧即可。
底盘通常采用铸铁压铸而成，以免落地扇跌倒，并且为了便于移动，许多落地扇底盘下面安装了小滚轮(万向轮)。
(3)台扇的支撑机构
台扇的支撑机构和落地扇基本相同，主要由面板、立柱和底板(盘)三部分构成，如图5-9所示。不过，它的立柱较短，大多是由铝合金制成的空心体。立柱的下端用螺丝紧固在底座面板上，顶端用来安装连接头，内部用来安装连接导线和摇头控制钢丝。
面板也是由铝合金制成，用来安装功能操作键等。底座通常采用铁板冲压而成，以免台扇跌倒。
图5-8 落地扇的支撑机构构成示意图
图5-9 台扇的支撑机构构成示意图
二、调速系统
目前的电风扇都具有多风挡速度调整功能，调速方法主要有电抗器调速、电机绕组抽头调速、电容分压调速等多种方法。
1.电抗器调速方式
(1)电抗器的构成
电抗器由线圈、铁芯、支架、焊片(线圈抽头)构成，它的实物外形如图5-10所示。
图5-10 电抗器实物示意图
(2)典型调速电路
电抗器调速就是将电抗器串联在电机绕组回路中，利用电抗器不同的绕组为电机绕组提供不同的供电电压，电机的转速与供电电压高低成正比。典型的电抗器调速电路如图5-11、图5-12所示。而它们根据为指示灯供电的绕组工作方式的不同，分为自耦变压器式和变压器耦合式两种。
(a)自耦变压器式
图5-11 罩极电机电抗器调速电路
(b)变压器耦合式
图5-12 电容运转电机电抗器调速电路
(a)自耦变压器式
图5-12 电容运转电机电抗器调速电路
(b)变压器耦合式
图5-12 电容运转电机电抗器调速电路
提示 因罩极式电机具有启动力矩小、运转噪声大、效率低等缺点，所以主要应用在300mm小型电风扇内，而其他类型的电风扇多采用电容运转式电机。
如图5-11、图5-12所示，电抗器根据电风扇需要的速度档位来抽头，抽头与调速开关(琴键开关)相接，切换开关时，市电电压通过电抗器不同的抽头输入，为电机提供不同的供电电压，从而实现电机转速的调整。当开关接通高速端子时，电机绕组得到全部电压，转速达到最高;当开关接通低速端子时，电机绕组得到的电压最低，转速降到最低。
2.电机绕组抽头调速方式
(1)构成
为了简化电路结构、降低成本，许多电风扇采用了电机绕组抽头的方式进行调速。此类电机的特点是在普通电机的磁极上安装了一个调速绕组，它与原绕组连接后引出多个抽头，通过为不同的抽头供电，就可以实现电机转速的调整。
提示 实际上，该调速方式的工作原理和电抗器调速原理是一样的，只不过是供电电压未通过电抗器的绕组，而是直接加到电机的调速绕组上。
(2)典型调速电路
典型的电机绕组抽头调速电路如图5-13、图5-14所示。其中，电容运转电机的绕组抽头调速方法通常有L形和T形两种。而L形接法又分为L1和L2两种。
L1形接法主要应用在110V电机上，它的特点是调速绕组与主绕组共同嵌放在同一个槽内，两者在空间同相位。L2形接法广泛应用在220V电机上，是目前应用最多的调速电机，它的特点是调速绕组与副绕组共同嵌放在铁芯的同一个槽内，两者在空间同相位。
T形接法的特点是调速绕组接在主、副绕组之外，它与主绕组在空间同相位。由于调速时，流过调速绕组的电流始终是电机的总电流，所以需要用较粗的漆包线绕制。
图5-13 罩极电机绕组抽头调速电路
3.电容分压调速方式
将不同容量的电容串联在电机供电回路中，就可以实现电机转速的调整。串联小容量电容时，电机绕组得到的电压低，电机转速低;串联大容量电容时，电机绕组得到的电压高，电机转速高。典型的三档电容调速电路如图5-15所示。
(a)L1型
图5-14 电容运转电机绕组抽头调速电路
(b)L2型
图5-14 电容运转电机绕组抽头调速电路
(c)T型
图5-14 电容运转电机绕组抽头调速电路
图5-15 典型三档电容调速电路
三、典型机械控制型落地式、台式电风扇故障分析与检修
机械控制型电风扇又根据有无导风功能分为普通机械控制型和导风机械控制型两种。
1.普通机械控制型
典型的普通机械控制型电风扇的控制系统采用了定时器和调速开关，如图5-16所示。
图5-16 普通机械控制型电风扇电气原理图
(1)工作原理
将电源插头插入220V插座，旋转定时器进行时间定时后，市电电压第一路通过电阻限流，使电源指示灯发光，表明该机已有市电电压输入;第二路通过调速开关使转速指示灯发光，表明电风扇电机的转速;第三路通过调速开关为电机相应转速的绕组供电，电机绕组在启动电容的配合下产生磁场，使电机的转子开始旋转，带动扇叶转动。
同理，若切换调速开关，可改变电机供电端子，实现电机转速的调整，也就是实现风速的调整。
安全开关也叫跌倒开关，当电风扇直立时，该开关接通，电风扇可以工作;若电风扇跌倒，该开关自动断开，电风扇不能工作，避免了电风扇损坏，实现跌倒保护。
(2)常见故障检修
1)电机不转，指示灯不亮
电机不转的故障原因一是安全开关、定时器开路;二是电机损坏使熔断器过流熔断;三是线路开路。该故障检修流程如图5-17所示。
图5-17 电机不转、指示灯不亮故障检修流程
2)电机不转，电源指示灯亮
电机不转，指示灯亮的故障原因主要有两个：一个是调速开关损坏;第二个是电机绕组或其供电异常。该故障检修流程如图5-18所示。
3)电机不转，有“嗡嗡”声
电机不转，有嗡嗡声的故障原因主要有两个：第一个是启动电容损坏;第二个是电机异常。该故障检修流程如图5-19所示。
提示 电机绕组短路时，通常会发出焦味并且电机的表面温度较高，甚至烫手。
图5-18 电机不转，电源指示灯亮故障检修流程
图5-19 电机不转，有“嗡嗡”声故障检修流程
4)电机的转速慢
电机转速慢的故障原因主要有两个：第一个是启动电容(运转电容)的容量不足;第二个是电机轴承异常。首先，用手拨的电机的扇叶，若不能灵活转动，说明电机的轴承等机械系统异常;若转动灵活，则检查启动电容。
2.导风机械控制型
在普通机械控制型电风扇的基础上加装导风系统，就变成导风机械控制型电风扇了，如图5-20所示。
图5-20 导风机械控制型电风扇电气原理图
(1)工作原理
按下导风开关后，市电电压为导风电机供电，导风电机旋转，带动导风扇叶摆动，实现导风控制。
(2)常见故障检修
此类电风扇故障检修流程和普通电风扇基本相同，下面仅介绍无导风功能故障的检修流程，如图5-21所示。
图5-21 无导风功能故障检修流程
吊扇、换气扇故障分析与检修
一、吊扇
吊扇是一种安装在室内屋顶的电风扇，常见的吊扇实物如图5-46所示。
图5-46 常见的吊扇实物外形示意图
图5-46 常见的吊扇实物外形示意图
图5-46 常见的吊扇实物外形示意图
1.构成
吊扇主要由机头、吊杆、扇叶、胶轮、开口销等构成，如图5-47所示。
2.电气原理
吊扇的电气系统构成比落地扇简单得多，典型的吊扇电气系统主要由电机、启动电容、调速开关、电抗器构成，如图5-48所示。
由于该吊扇有5个速度挡位，所以它的5个接点与电抗器的抽头一一对应，第6个接点悬空。当速度开关接通0点时，电机因没有市电电压输入而停止工作。当速度开关接通1点时，电机绕组得到全部电压，转速达到最高;当开关接通5点时，电机绕组得到的电压最低，转速降到最低。
图5-47 吊扇的构成示意图
图5-48 典型吊扇的电气系统
3.常见故障检修
(1)通电后，吊扇不转
吊扇不转的故障原因一是调速开关开路;二是运行电容开路;三是电机损坏。该故障检修流程如图5-49所示。
图5-49 通电后，吊扇不转故障检修流程
(2)噪声大
噪声大的故障原因主要有三个：第一个是悬吊装置松动;第二个是扇叶松动;第三个是电机轴承缺油异常。该故障检修流程如图5-50所示。
图5-50 噪声大故障检修流程
二、换气扇
换气扇也叫排气扇，它是一种安装在墙壁孔内或窗户上的电风扇，常见的换气扇实物如图5-51所示。
图5-51 常见的换气扇实物外形示意图
1.构成
换气扇主要由电机、扇叶、气道、风罩、框架、胶轮、翻板等构成，如图5-52所示。
图5-52 换气扇的构成示意图
2.常见故障检修
换气扇的常见故障和吊扇基本相同，因换气扇没有调速系统，所以检修更简单，不再介绍。
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