陸艷
家用電風扇的使用歷史悠久,但自1830年開始使用至今,家用電風扇一直難以擺脫扇葉中心處有一個笨重的電機造型。雖然人們通過各種方法在外觀和功能上都追求個性化,但在風扇的主要部分上,仍然難以突破原有模式。
高二物理課中,老師講解電磁感應原理時,講述了奧斯特“電生磁”和法拉第“磁生電”的基本原理。徐荻明從中深受啟發:既然電能產生磁場,磁場能推動磁鐵,那么將電磁體與永磁體設置在扇葉邊緣,所產生的扭矩肯定比位于中心的電機要強。在這種啟發的催化作用下,徐荻明同學產生了構建一種動力系統位于扇葉邊緣的輪式電機想法。這種輪式電機厚度很薄,可以首先用在風扇上,制成一種新型的輪式平板風扇。
有了這個想法,徐荻明同學迫不及待地想把它付諸于實踐。他的輪式平板風扇的初步研制是在一個家用臺式風扇上進行的。之所以要在它上面改造,徐荻明同學說,主要是想充分利用它的扇葉、轉軸及底板固定裝置。經過不斷地試驗和改進,徐荻明同學心中設想的輪式平板風扇終于成型了:旋翼中心沒有電機或發動機,扇葉邊緣加裝了輪環,上面布置著永磁鐵。在對應扇葉輪環的底座上均勻布置多個電磁鐵,通過控制電磁鐵的工作狀態,來控制電、永磁鐵兩者之間的磁力相互作用,使扇葉轉動。
和普通風扇相比,輪式平板風扇體積小、外形薄、重量輕、耗電省、能效比高,是一種綠色電器產品。由于輪式平板風扇采用直流驅動,可以內置電池,使用更方便。
不過在進一步研究和試驗中,徐荻明同學發現,輪式平板風扇還有很多地方有待進一步改進。目前的輪式平板風扇的工作狀態還不盡如人意,需采用先進的電子控制技術才行。外形等各方面還有待于進一步美化設計,才更容易讓人接受。此外,他也一直在思考:能否在電機體積、質量與效能上找到數量關系,以達到電機效率的最大化,進一步提高風扇能效比。