电风扇调速方法探讨

电风扇是夏季传统小家电，有着悠久的历史。 近年来，随着空调的普及，电风扇行业被普遍认为是“夕阳行业”。 但市场成熟度高、能耗低的电风扇国内市场仍然很大。 基于当前国际能源紧缺以及我国近年来电力短缺的频繁发生，节能将是整个风机行业不可忽视的发展方向。

调速性能是风机能效指标之一。 如果调速性能达不到标准，那么节能就无从谈起。 目前调节风扇转速的方法有很多种。 常见的有抽头调速、电抗调速、电容调速、电子调速等，因此，为了达到更理想的调速效果和更高的节能效果，需要从调速开始。具有速度原理和方法。

作为家电中的“元老”，电风扇曾与电视、冰箱并称为家庭“三大件”。 它们的工作原理是利用电机带动风扇叶片高速旋转，迫使空气加速，改善人体与周围空气的关系。 热交换带走人体更多的热量，使人感觉凉爽。 电风扇有很多种类型。 按电源性质分，有交流电风扇、直流电风扇和交直流两用电风扇； 按使用方式分为台扇、吊扇、落地扇、排气扇和冷风扇。

随着人们生活水平的提高，空调的逐渐普及，电风扇逐渐沦为配角。 但其低廉的价格、低能耗、多功能、方便的移动性和健康性将是推动风扇行业进一步发展的重要因素。 从目前的情况来看，风机行业仍然具有可观的市场容量。

电风扇调速方法及原理

随着电能日益紧缺，低能耗家电已成为我国家电的发展趋势。 尤其是夏季用电高峰期，大部分省市不得不进行必要的拉闸限电，风扇成为消费者的首选。 由于风扇可以直接将电能转化为动能，因此功耗非常低，最大功率仅为60W。 因此，从节能的角度来看，风扇无疑是最好的选择之一。

继冰箱、空调、洗衣机等大家电之后，国家于今年1月开始制定小家电能效标准。 《交流风机能效等级》将我国交流风机能效等级分为三个等级：1级、2级和3级。1级能效最高，是目标值。 目前，只有不到5%的产品能够达到一级能效水平。 ；2级为节能评价值，目前约20%的产品已达到2级能效水平； 三级是能效限定值，目前约65%的产品已达到三级能效水平，另有10%的产品达不到三级能效水平。 由于三级能效限值要求，其面临淘汰。 新能效标准的出台必将促使电风扇企业不断加强技术创新，寻找新的节能点。

电风扇的调速功能是电风扇的基本功能之一，也是节省能源的重要方式之一。 电风扇的调速方法取决于所使用的电机。 采用单相电容电动机和罩极电动机的电风扇采用抽头法、电抗法、电容法和电子法来调节速度。 抽头调速、电抗调速、电容调速的基本原理都是通过改变绕组每伏的匝数来实现的，即降低绕组电压以减弱磁场强度。

轻敲法应用广泛。 其特点是功耗低、材料消耗少、重量轻。 但绕制、嵌入、接线都比较复杂，使用范围受到一定的限制。 有抽调调速的电机有主绕组、中间绕组和辅助绕组三种类型的线圈。 根据中间绕组的接线位置，分为L型、T型和H型三种。 台扇、壁扇、落地扇多采用龙头调速。 但随着原材料价格的波动，风扇电机的绕组匝数不足，影响了低端绕组的每伏匝数，导致调速比达不到标准要求。

电抗器调速方法是通过串联插入不同电感值的电抗器来改变绕组每伏的匝数来调节速度的。 其特点是各档速度调节容易，绕线简单，维护方便； 缺点是不能随意调节。

电容调速方式是通过改变施加在次级绕组上的电压的相位角关系来间接改变主、次级绕组的电压，从而控制电机绕组产生的转矩，从而达到调速的目的。 主绕组为恒压，副边绕组为变压。 电容调速器成本低、重量轻、电磁噪声小，但使用寿命短，低速启动困难。 吊扇、吊扇由于安装位置限制，大多采用电抗或电容调速。

电子调速器是利用双向可控硅的半导体原理制成的。 它通过改变施加到双向可控硅控制极的触发脉冲的占空比来控制双向可控硅的导通时间，从而控制电机。 绕组通电产生扭矩的时间长度用于控制和改变风扇速度。 其特点是风速调节无限制、无等级，可实现无级调速，但成本较高。

电风扇调速方法比较

通过比较发现，电子调速方式与其他调速方式相比，具有无级调速、调速效果好的特点。 是未来电风扇首选的调速方式，如图1所示。

图1 电子调速电路原理图

它由电源电路、非稳态多谐振荡器和控制执行电路组成。 其中，电源电路由风扇电机、整流桥堆、发光二极管、限流电阻、稳压二极管和滤波电容组成； 非稳态多谐振荡器由时基集成电路、电阻器、二极管、电位器和电容器组成； 控制执行电路由晶闸管、发光二极管、整流桥堆和电阻器组成。

非稳态多谐振荡器振荡后，晶闸管的导通状态控制风扇电机的运转。 通过调节电位器的阻值，可以改变脉冲占空比（调节范围为1%~99%），调节风扇电机的运转速度，从而改变电风扇的风量。

同步转速为1500r/min的电风扇（吊扇除外）如果采用水龙头等传统调速方式，最高转速档位的转速一般在1200r/min~1400r/min之间，最低转速档位的转速在1500r/min左右。调速档一般为700r/min。 min至1100r/min，即调速比一般在60%至80%范围内； 吊扇比其他风扇的调速齿轮多，转速也较低，调速比一般在50%左右。

对于采用电子调速的风扇，理想的调节范围是1%～99%，调速比可达1%。 但在较低转速启动时，由于启动电压较低，启动力矩较小，因此风扇启动较困难，因此风扇不宜在太低的转速下启动。

另外，当风机转速低于500r/min时，风速V和风压差ΔP急剧减小。 根据风机风量的计算公式可以看出，风机的输出风量将急剧下降，失去节能的意义。 因此，速比的优化选择不应简单地降低低速档的转速，还应考虑与其输出风量相关的能效值。

综上所述

未来，风机行业的发展必须走低能耗之路，必须在健康、节能、性能方面不断突破，与空调形成互补的市场局面。 因此，研究电风扇的调速方法具有重要的现实意义，而电子调速方法无疑在节能、功能和健康方面具有明显的技术优势和广阔的市场前景。

（摘自《电气技术》，原标题为《电风扇调速方法探讨》，作者为赵毅、胡国辉等）

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