陆艳
家用电风扇的使用历史悠久,但自1830年开始使用至今,家用电风扇一直难以摆脱扇叶中心处有一个笨重的电机造型。虽然人们通过各种方法在外观和功能上都追求个性化,但在风扇的主要部分上,仍然难以突破原有模式。
高二物理课中,老师讲解电磁感应原理时,讲述了奥斯特“电生磁”和法拉第“磁生电”的基本原理。徐荻明从中深受启发:既然电能产生磁场,磁场能推动磁铁,那么将电磁体与永磁体设置在扇叶边缘,所产生的扭矩肯定比位于中心的电机要强。在这种启发的催化作用下,徐荻明同学产生了构建一种动力系统位于扇叶边缘的轮式电机想法。这种轮式电机厚度很薄,可以首先用在风扇上,制成一种新型的轮式平板风扇。
有了这个想法,徐荻明同学迫不及待地想把它付诸于实践。他的轮式平板风扇的初步研制是在一个家用台式风扇上进行的。之所以要在它上面改造,徐荻明同学说,主要是想充分利用它的扇叶、转轴及底板固定装置。经过不断地试验和改进,徐荻明同学心中设想的轮式平板风扇终于成型了:旋翼中心没有电机或发动机,扇叶边缘加装了轮环,上面布置着永磁铁。在对应扇叶轮环的底座上均匀布置多个电磁铁,通过控制电磁铁的工作状态,来控制电、永磁铁两者之间的磁力相互作用,使扇叶转动。
和普通风扇相比,轮式平板风扇体积小、外形薄、重量轻、耗电省、能效比高,是一种绿色电器产品。由于轮式平板风扇采用直流驱动,可以内置电池,使用更方便。
不过在进一步研究和试验中,徐荻明同学发现,轮式平板风扇还有很多地方有待进一步改进。目前的轮式平板风扇的工作状态还不尽如人意,需采用先进的电子控制技术才行。外形等各方面还有待于进一步美化设计,才更容易让人接受。此外,他也一直在思考:能否在电机体积、质量与效能上找到数量关系,以达到电机效率的最大化,进一步提高风扇能效比。