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夏天已过大半，这两天却翻出前几年还一直在用的一个上海华夏电器仪表有限公司的船用台扇，220V交直流两用的，基本全金属机身，硬塑4叶扇叶，2档调速，带摇头。电扇不大，但风力是非常大的，但噪音也是很大，在室内感觉几乎和厂房工地用的那种暴力大风扇有得一拼，吹一会就觉得心烦意乱，所以近两年没想着要去用它。
拿出来擦了一下想着是哪能再用用还是跟风换个无刷电机，或者直接就卖了。开了一下机能转但听着电机好像碳刷有声音，干脆拆了看看吧。
一、外观展示
直接上图，主要信息图上标示吧：
风扇整体天蓝色
机头和底座通过手拧螺丝连接，可以向上仰起90度，底座就可以安装到墙上，船上常用这种安装方式。
底座除了可以用螺丝固定到桌面或墙面，底部还开有2个壁挂孔。
电机罩壳顶部有个用塑料封盖的注油孔。
看这铭牌的编号可能就是生产日期了，这也太那个啥了，难道每天最多只生产一台？2个开关长得一样，均为旋钮开关。左边为摇头控制开关，只有开、关两档90度行程；右边的为电源和调速开关，每45度一档，“关-高速-关-半速”循环控制，360度全行程不限位。
品牌“大海”，商标为航行在水面的一艘船，上面还有英文。上海华夏电器仪表有限公司
插脚看着黑成那样以为是铁的，后来打磨了一下知道是黄铜的。
二、拆机清理
第一步 先卸护罩和扇叶：
4个螺柱是有垫片和弹簧垫圈的，没拍进去。
这扇叶塑料还是不错的，试机时没装护罩，一通电开关直接在高速上，风太大，风扇突然一下的后坐力直接就起飞的感觉了，翻地上了，扇叶在地上乱打，吓我一跳，赶紧断电，扇叶居然一点事都没得，也没变形。
第二步 拆电机罩壳：
看这碳刷磨损情况显然之前拆机安装时转子没到位，碳刷靠边了。
拆完这开口销就让我打扫带垃圾堆了，后面安装时找不着了，剪回形针对付了一下。
电扇整体金属构件除网罩、底壳盖和电机部件，基本都是铝的。
这个摇头齿轮箱就不拆了，一来都是油，不想动手；二来看着拉丝部位用了尼龙扎带加固了，可能有裂损，拆不好就废了。
摇头齿轮箱拉索控制视频：
齿轮箱主体铸铝，齿轮是铜的，盖子却用了塑料。
看这含油轴承的用料、加工成本上应该不会比滚珠轴承便宜到哪去，不知为啥不用滚珠轴承。
第三步 分离定子、转子并清理：
照例应该先拆转子和主轴的，但拉了几下没反应，得仔细察看有没有卡扣啥的，先放放。
看来定子就是2根线与电机壳体连接，分离不难。可以看到碳粉已堆满碳刷座。
导线这种快拆连接方式还是第一次见到，弹簧圈保证了导体有一定的接触压力和较多的接触面积，又拆卸容易，碳刷座上有一圈凹槽，弹簧圈卡里头，防止脱落。倒也方便可靠。
反复察看也发现转子有啥限位卡扣一类的，前轴承是滚珠的，最大可能就是直接塞入的，我没拉马，还是敲敲看吧。
还好，用根木条垫着没两下转子就脱开了，早知道先拆转子再拆定线连接就更方便。安装时就得先装定子了。
碳刷座与外壳间接有2个680PF2KV的消火花电容，同时也有一定的抑制电机运转时的对外电磁干扰。
转子为12槽、24极，有24组线圈。
留存下转子有关尺寸，万一头脑一热要改装可能用得着。
手头没细砂纸，最高只有600目的，随便打磨清理一下吧。转子除了换向器有一极不平整，还有其他问题，放下一节复原测试说吧。这里先把拆底座提上来说完拆机过程。
第四步 拆底座：
控制和电路一目了然，没啥好说的，那焊功也就是我这水平了，搭铁的风险也很大。铸铝的底座算是喷了一下黄漆防腐，这对于船用还是必要的，特别是海船。
底盖2条防滑减震垫除了和底盖一起用螺丝固定，还有压扣与底盖连接，拆下底盖后也不会掉落。但事实证明这底座还是偏小偏轻，这么大风力的电扇如不与桌面或墙面固定翻倒是大概率事件，尤其海船有风浪更甚。
三、电机原理和故障
弃修本来清洁打理完了装上复原就拉倒了，转子打理后我顺手测了一下换向器相邻电极直流电阻，来问题了：
24个电阻有23组直流电阻基本为11±1Ω，每组线圈虽匝数相同，但大小略有差异，稍有阻值偏差正常。但有一组相邻电极电阻为243.4Ω，几乎就是其他23组的总和了，应该是这组线圈有断点了。仔细检查转子线圈也看不出哪损坏，电机我也不太懂，为确认推测，学习了一下这个电机结构原理。
以下为电动机相关知识，坛友大都比我精通，或不感兴趣的都不必在意我的学习过程，直接跳过此内容吧。
电机（电动机）也俗称马达，电路中常用M（那年代国内也用D）表示。作用就是通过电磁转换原理把电能转换为机械能，以驱动力矩作为机械动力源。
常见电动机分类：
1.按电源可分为直流电动机（本风扇属）、交流电动机，交流的还分单相、三相电动机。
2.按结构及工作原理可分为同步电动机、异步电动机（本风扇属），同步电动机包括永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机；异步电动机包括感应式电动机（本风扇属）、交流换向式电动机，感应式电动机再可分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机，交流换向式电动机再可分为单相串励电动机（本风扇属）和交直流两用电动机。而直流电动机按结构和原理还可分为有刷（本风扇属）和无刷，有刷的又有电磁直流电动机（本风扇属）和永磁直流电动机之分，电磁直流电动机再可细分串励直流电动机（本风扇属）、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机；永磁的再可细分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
3.按启动运行方式可分为电容启动式电动机、电容运转式电动机、电容启动运转式电动机和分相式电动机。
4.按用途可分驱动用电动机（本风扇属）、控制用电动机。
5.按转子结构可分为鼠笼式感应电动机、绕线式感应电动机（本风扇属）。
6.按运转速度可分为高速电动机、低速电动机（本风扇属）、恒速电动机和调速电动机。
所以本风扇电机依主要特性可描述为直流串励感应式有刷电动机，风扇的交直流两用只是将交流电整流后供电，对电机而言仍为直流驱动。为理论确认转子线圈有断点推测，我侧重了解了一下直流串励电机的结构原理和绕组接法。
单相串励电动机属于直流电动机范畴，因定子铁芯的激磁绕组和转子铁芯的电枢绕组串联使用而得名，所以不管电源电流是正向还是反向，定、转子磁场方向都会同时改变，总是固定同向或反向的，据此这种电机用交流供电应该一样是能驱动的。交流供电时电流通过激磁绕组和转子绕组的方向（即磁场方向）见下图：
以上图绕组方向接法，不管是交流还是直流供电，根据左手定则，电机始终是逆时针方向旋转的。这种电机的定子和转子都会有铁芯，常见的铁芯硅钢片截面样子如下图：
功率较大的电机定子可能还会另装有补偿绕组、换向绕组等。这种电机需要一对换向机构来保证转子磁场方向不随转动改变，同时解决转子线圈的供电。电刷就成了串励电机不可缺的部件。电刷因为始终处于动态接触过程，并流经全部工作电流，也就成了电机最薄弱的环节，抵触电阻引起的温升、连续摩擦的温升和机械磨损、不断换向引起的火花干扰等都是到目前都难于解决的最头痛难题，石墨碳刷无疑成为多数有刷电机的首选，少数小功率电机也有使用铜材电刷。所发串励电机一般都用在几千转的场合，也会有超过1万转的电机使用串励方式，虽然高转速可以提高电磁转换效率，方便使用更小的铁芯而进一步缩小电机体积，但电刷的磨损、换向干扰和火花也会增加。串励电机由于启动时低转速感应电动势接近零而电枢电流快速上升，启动扭矩较大，当负载很小时，转速会急剧上升，甚至超过电机允许的机械强度，即所谓的飞车，所以通常不可空载运转，也不适用于要求稳定转速的设备。从前面分析可以看出，串励电动机要改变转向需要将激磁线圈或电枢线圈之一反接，供电方向的调换是不能改变电机转向的。这种电机的调速也是比较麻烦，小范围调速可以在供电电路串接变阻器来改变电机的分压来实现，或者通过调整供电电压来调速。复杂的场合有在串联电路中增加离心调速弹簧来实现转速控制。也有使用多组定子线圈来实现定档变速的。本风扇则是在供电电路前端选择增加一个二极管，在交流供电时使电机变为半波工作而降速，那么当直流供电时这个调速就失效了。串励电机定子励磁绕组的接法也有很多种，但都必须保证形成的各线圈形成的磁场是叠加的而不是抵销，本风扇定子绕组就是简单的与一根供电线同向串联后再串接到碳刷换向器，通过转子线圈再经另一换向碳刷到另一要供电线完成闭环。定子线圈就2组，不复杂，接线肉眼可见。
下图是这风扇定子与转子线圈的接法示意图：
电枢线圈（即转子绕组）就麻烦多了，本风扇转子12槽24组线圈，也是我要了解的重点。通常串励电机电枢绕组接法有叠绕和波绕组。图示一下单叠和单波绕组的接法。
从图示可以看出，单叠绕组每个换向电极上并接本组线圈的头和下一相邻线圈的尾，各个线圈顺序串联相互重叠；而单波绕组相邻连接线圈成波浪形。单叠绕组的线圈数等于换向片数，而换向片数可以与电枢槽数相等，或2倍、3倍等，如9槽9片、9槽18片、9槽27片等。本风扇转子采用单叠绕组接法，为12槽24片。
依上述原理，本机电枢绕组可以展开图示为：
从图中可以分析，换向器所有相邻电极片量得的线圈直流电阻应该基本相等，没有头尾之分的，所以这风扇转子肯定是有一组电枢线圈断线了。由于这电机绕组挺多，线头又绕了多圈绑线，根本理不清头尾，找不出哪断了，拆绑线的话由于浸过漆，破坏漆包线绝缘层的概率几乎是100%，考虑这电机效率和性能都一般，现在也很难对这种结构的风扇有兴趣，还是由它去吧。
四、复原收工
简单清理一下，装回去复原。
装好再通电看看，还转。打理完测试2档功耗视频：
测了一下耗电，有点吓人，全速接近110W、半速45W以上了。居然转子线圈都有断路，电机为啥还能工作？这是因为电枢绕组有很多组，只要没有全部断开，正常通电的线圈仍能产生感应电动势驱动转子，但通常电流会就小，转速、扭矩也会降低。所以串励电机应急修理是可以短接断线电枢绕组对应的相邻换向电极，对多绕组电机影响会较小。看这电扇好像还是转得挺快，分析可能是断的只是一组绕组，而全部转子绕组有24组，影响只是一点点，但看这功率这么大我怀疑会不会还有短路现象，而标称功率可能也低标了不少。通电运转了10分钟我大概测了一下电机罩壳的温升：
前端已快50℃（环境温度29℃）了，应该是有点高，不排除有线圈短路的可能。
中秋节前的活，节日忙于防台抗灾，图片文字整理节后得空完成。拆修了个寂寞，发个帖聊以安慰。
补充内容 (2024-10-2 21:01):
真是意外，今天手工估测了一下电扇转速，证明有时经验和感觉并不靠谱啊。
专门发了个短帖，说明此事：
补充内容 (2024-10-2 21:02):
发个短帖，手工估测摇头风扇转速，居然与凭感觉的想象的转速出入这么大
https://www.mydigit.cn/forum.php ... amp;fromuid=1049555
(出处: 数码之家) |
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雷达卡
发表于 2024-9-18 19:07:35
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千斤顶
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