电风扇发展史及其原理

摘 要：电风扇简称电扇，也称为风扇、叶轮机，是用电动机带动叶片旋转，来达到加速空气使人感到凉爽的一种家用电器，是日常生活中最常见的机械，小小的风扇当中蕴藏了几代人的智慧，凭借着它的方便易捷，价格实惠深受人们的喜爱。尤其是到了夏天，电风扇的出现给人们的生活带来很大的方便，电风扇的发展史也从侧面反映了人们科技的发展。

关键词：电风扇原理发展史

一、电风扇的发展史

（1）中国古代的风扇

早在中国的西汉期间，长安有一名有名的机械士兵还就发明出了七轮扇，其工作的原理与现代的手摇风扇如出一辙。据说在使用中，只要由一个人摇动，就可以使风满座。

唐代，对风扇的研究已经上升到一个新的水平。唐太宗十分期间就曾命人建筑就是一座“清凉殿”，那里的风扇主要是靠水力资源驱动，很好的解放了人力。

宋代，这种水力风扇已经遍布市井各大茶馆酒楼。然而，由于当时的技术水平和经济实力的限制，液压风扇并没有走进普通人的家中。

来到清朝，中国历史上最早的机械风扇出现。据清宫内务府档案记载，雍正让手下制造过一批手摇风扇。这些风扇是由铁叶片制成的。虽然构造简单，但只有几个叶片、一个转轮、一个手柄和一个底座。但已经很接近我们今天的风扇了，唯一缺的没有电机。

（2）电风扇的出现

1830年，美国的詹姆斯·拜伦（James Byron）受时钟构造的启示，发明了一种可以固定在天花板上并由弹簧驱动的机械风扇。

1872年，法国的约瑟夫发明了一种机械风扇，由风力涡轮机和一系列齿轮驱动。这种风扇比拜伦发明的机械风扇更精确、更方便。

1882年，纽约一家发动机厂的厂长兼技术员发明了中国第一台商用电风扇。第二年，工厂开始大规模生产。当时，电风扇只是一个带有两个叶片的台式风扇。

1908年，美国艾克电力公司胜利研制出世界上第一台齿轮驱动的支配摆动电风扇。这种传统的电风扇可以防止不必要的360度空气循环，这将很快成为我们未来销售的主流。

二、电风扇的原理

在电风扇中，交流电机是核心部件，在电风扇的工作中起着十分重要的作用。其主要研究工作的基本原理是：电进入系统的激励线圈，激励线圈位于永磁环境中，因此获得必然的旋转力。在磁场的作用下，电能转化为机械能。同时，通电线圈中有必然的电阻，因此通电线圈中有必然的热能。由于电机的旋转，可以驱动风扇叶片旋转。风叶具有必然的扭转角，因此空气在此作用下会加速气流，从而发生风。它可以直接带走必然的热量，达到通风散热的效果。

此外，电风扇外还可安装定时、摇头、选风等按钮，满足人们的各种需求。电风扇的工作原理是充电输入线圈。线圈位于永磁场中，在磁场的作用下会发生必然的力。电风扇正常工作时会发生很大的风力，通过人体表面的风会使汗液迅速蒸发，大量的热量会以蒸发的形式被带走，在电风扇的作用下，人们会感到十分地凉爽。在电风扇中，磁铁、风扇叶片和轴共同构成电风扇的转子，电风扇的定子由硅钢、绕组架和轴承一起构成。IC感应磁铁和磁电机在电路控制和线圈导通期间发生内部励磁，以确保转子旋转，这是就是电风扇的控制电路的。

三、电风扇的主要类型

1.根据电风扇电动机的不同，分为电容双相结构式、三箱感应结构式、直流式、交流式电动机风扇。

根据电风扇的用途，可大致分为家用电风扇和工业排风扇。

（1）家用电风扇：主要类型有吊扇、落地扇、空调风扇（即冷却风扇）壁扇、顶扇、台扇、通风扇、转向扇等。台式风扇可进一步分为振动台风扇和非振动台风扇。落地扇还包括摇动式落地扇和翻叶式落地扇。现在又有了一台体积变化小的电风扇，专门用于蚊帐。夏天的晚上，人们在蚊帐里睡觉时会感到闷热。如果我们有这样一个小风扇，打开它在蚊帐，人们会感到凉爽，这可以确保更好的睡眠。而且，中国人在这么小的风环境下不容易生病，可谓十分人性化。

（2）工业排风机：主要用于加强空气对流。如果长时间使用电风扇，风扇叶片上会有大量灰尘。这是因为在电风扇的工作状态下，风扇叶片与空气之间会有很强的摩擦，在摩擦的作用下，风扇叶片会发生必然量的静电。众所周知，静电会吸引小物体，所以室内浮尘会吸引到风扇叶片上。

送风形式：在日常的学习和生活中，使用最广泛的轴流风机是下送风，这是人们普遍认可的。造成这一问题的主要原因之一是可以获得更好的供气效果，节约运营管理成本。

四、电风扇的未来发展趋势

进入新世纪，我国倡导科技兴国、创新发展，极大地带动了国内经济的发展，人民的生活水平逐步得到提高，尤其是家庭使用的生活物品，悄然发生着变化，智能化电子设备进入人们的生活，使得一些传统的机械化电子设备逐渐退出历史舞台。通过系统传感器电路、网络模块电路、加湿模块电路、摆头模块电路的规划设计，实现电风扇的智能化：智能开机、智能待机、智能空气加湿、智能选择风速和智能摆头。使电风扇给人们带来更多的功能体验，以满足人们对电风扇新功能的需求。

（1）智能化。通过加入加湿装置改良电风扇的效果，同时增加定时关闭，显示温度与时间以及远程控制等功能。加湿装置可以利用喷出的水雾蒸发降低周围温度，还可以润湿空气，而定时关闭可以防止不必要的电浪费，显示温度和时间可以让使用者随时知道当时的温度和时间，远程控制更是体现了如今先进的科学技术。

（2）节能化。以振动式风机为例，通过安装在风机作用范围内的温度传感器感测外部温度，并将采集到的温度信息实时反馈给单片机。单片机接收到温度信号后，通过固定的算法实时控制风机的速度和方向。

（3）轻便化。以手持电风扇为例，将传统电风扇的体型缩小，采用电池代替电源，通过简单的发动机实现电力的转换，这种形式的电风扇不仅小巧方便，还易携带随处可用，成为人们的不二选择。

五、结语

我国一直强调科技强国、创新发展。习近平总书记也多次强调：“要着力实施创新驱动发展战略，抓住了创新，就抓住了牵动经济社会发展全局的‘牛鼻子’……通过创新培育发展新动力、塑造更多发挥先发优势的引领型发展。”因此，应谨记习近平总书记的教导，在学习、工作、研发中都要做到创新、突破。

参考文献

[1] 罗平.格力牌 FSA—35B 遥控台地扇原理与维修[J].家电检修技术，2000（06）.

[2] 王伦编.电风扇原理与维修技术[M].新时代出版社，1986

[3] 郝振洋．六相永磁容错电机及其控制系统的设计和研究[D]．南京：南京航空航天大学，2010