风扇工作原理

*AC风扇工作原理:AC风扇与DC风扇的区别..前者电源为交流;电源电压会正负交变;不像DC风扇电源电压固定;必须依赖电路控制;使两组线圈轮流工作才能产生不同磁场..AC风扇因电源频率固定;所以硅钢片产生的磁极变化速度;由电源频率决定;频愈高磁场切换速度愈快;理论上转速会愈快;就像直流风扇极数愈多转速愈快的原理一样..不过;频率也不能太快;太快将造成启动困难
*DC风扇工作原理:导体通过电流;周围会产生磁场;若将此导体置于另一固定磁场中;则将产生吸力或斥力;造成物体移动..在直流风扇的扇叶内部;附着一事先充有磁性之橡胶磁铁..环绕着硅钢片;轴心部份缠绕两组线圈;并使用霍尔感应组件作为同步侦测装置;控制一组电路;该电路使缠绕轴心的两组线圈轮流工作..硅钢片产生不同磁极;此磁极与橡胶磁铁产生吸斥力..当吸斥力大于风扇的静摩擦力时;扇叶自然转动..由于霍尔感应组件提供同步信号;扇叶因此得以持续运转..
*双滚珠轴承:成熟高端产品;从工艺、高精度和高品质控制等方面为产品提供可靠保障..
*含油轴承:适用于产品市场生命周期不长;运行环境不苛刻之产品;以期降低成本..工艺、精度和品质控制方面确保产品品质..
*如何选用合适的风扇最主要是能有足够的风量以达到所需之散热效果;考虑因素有:风量、风压、电流、电压、转速、寿命、无异音等..
一、如何测量噪音
SUNON风扇的噪音是在背景噪音低于15 dBA无回响室中所测量..待测风扇在自由空气中运转;距入风口一米处置一噪音计..
音压级Sound Pressure Level依背景因素而定;与音能级Sound Power Level由下列公式表示之:
SPL = 20㏒ P/PrefSWL = 10㏒ W/Wref
其中;
P = 音压
Pref = 基准音压
W = 音源的噪音能量
Wref = 音源的噪音能量
风扇的噪音值通常以音压级SPL之倍频带绘出..分贝dBA的改变所形成的效应;如下列征兆所示:
3 dBA 几乎没有感觉
ext前端框架5 dBA 感觉出来
10 dBA 感觉两倍大声响
噪音程度:
0 ~ 20 dBA 很微弱
20 ~ 40 dBA 微弱
40 ~ 60 dBA 中度
tr06960 ~ 80 dBA 大声
80 ~ 100 dBA 很大声
100 ~ 140 dBA 震耳欲聋
二、如何达成低噪音
下列准则提供风扇使用者最佳方法;以降低噪音至最小:
1.系统阻抗System Impedance
一个机壳的入风口与出风口之间范围占全部系统阻抗的60%至80%;另外气流愈大;噪音相对愈高..系统阻抗愈高;冷却所需的气流愈大;因此为了将噪音降至最小;系统阻抗必须减至最低程度..
2.气流扰乱
沿着气流路径所遇到的阻碍而造成的扰流会产生噪音..因此任何阻碍;特别在关键的入风口与出风口范围;必须避免;以降低噪音..
3.风扇转速与尺寸
由于高转速风扇比低转速风扇产生较大的噪音;因此应尽可能尝试及选用低转速风扇..而一个尺寸较大、转速较低的风扇;通常比小尺寸、高转速的风扇;在输送相同风量时安静..
4.温度升高
一个系统内;冷却所需的风量与允许的温升成反比..允许温升稍微提高;即可大量减少所需的风量..因此;如果对强加之允许温升的限制略微放松一些;所需风量将可降低;噪音亦可降低..
5.振动
有些情形;整个系统的重量很轻;或系统必须按照某种规定方式运作时;特别建议采用柔软的隔绝器材;以避免风扇振动的传递..
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6.电压变动
电压变动会影响噪音程度..加到风扇的电压愈高;因转速升高;振动就愈大;产生的噪音也愈大..
7.设计的考虑
灯管支架构成风扇的每一零件设计;均会影响噪音程度..下列设计的考虑可达成降低噪音:绕线铁心的尺寸;扇叶与外框的设计及精确的制造与平衡..
风量是指风扇通风面积与该面积平面速度之积..通风面积是出口面积减去涡舌处的投影面积.. 平面速度是气流通过整个平面的气体运动速度;单位是米/秒.. 平面速度一定时;扇叶叶轮外径越大;通风面积越大;风量则越大..风量越大;冷空气吸热量则越大;空气流动转移时能带走更多的热量;散热效果越明显..
在实际应用中;标称的最大风量值;并不是实际散热片得到的送风量;风量大;也并不代表通风能力强..因空气流动时;气流在其流动路径会遇上散热鳍片的阻挠;其阻抗会限制空气自由流通..即风量增大时;风压会减小..因此必须有一个最佳操作工作点;即风扇性能曲线与风阻曲线的交点..在工作点;风扇特性曲线之斜率为最小;而系统特性曲线之变化率为最低..
风量是指风冷散热器风扇每分钟送出或吸入的空气总体积;如果按立方英尺来计算;单位就是CFM;如果按立方米来算;就是CMM;散热器产品经常使用的风量单位是CFM..
在散热片材质相同的情况下;风量是衡量风冷散热器散热能力的最重要的指标..显然;风量越大的散热器其散热能力也越高..这是因为空气的热容是一定的;更大的风量;也就是单位时间内更多的空气能带走更多的热量..当然;同样风量的情况下散热效果和风的流动方式有关..
风量单位
CFS:Cubic Feet Per Second;立方英呎/秒ft3/s
CFM:Cubic Feet Per Minute;立方英呎/分ft3/min
CMS:Cubic Meter Per Second;立方公尺/秒m3/s
CMM:Cubic Meter Per Minute;立方公尺/分m3/min
CMH:Cubic Meter Per Hour;立方公尺/时m3/h
L/s:Liter Per Second;公升/秒L/s
L/min:Liter Per Minute;公升/分L/min
风量换算表
 含油轴承Sleeve Bearing
  传统的直流无碳刷风扇马达设计时;是扇叶转子简称转子及其轴芯穿越含油轴承;简称SLEEVE轴承;枢接固定在马达定子之中心位置;使转子与定子之间保持一个适当之间隙;当然轴芯与轴承间亦务必有间隙之存在;才不会将轴芯死锁而无法运转;而马达之定子结构部分简称定子;在电源输入之后;就会在转子与定子间产生感应磁力线;及驱动回路之控制使风扇马达运转..故传统之风扇马达架构;只有一个扇叶转子及一个马达定子和一个驱动回路;而借着轴芯与轴承之枢接;随着磁场感应而运转;请看下图:
1.用含油轴承的优点
A. 耐外力之撞击;运输时所造成之损坏较少;
B. 价格便宜与滚珠轴承相比;价格差异很大..
2. 用含油轴承的缺点
A. 空气中的灰尘会因风扇马达之运转而被吸入马达核心;与储存在轴承周围之润滑油混合成油泥;而造运转噪音;甚至于卡死不转;
B. 轴承内径容易磨损;使用寿命较短;
C. 无法被使用在携带式产品上;
D. 轴承与轴芯之间隙小;马达之运转激活效果较差 ;
E. 马达运转轴芯与轴承摩擦所产生的高温气体;因受轴承两端之油圈、华司阻碍;无法排除而形成氮化物;易淤塞于轴芯与轴承之间 隙内;阻碍马达运转之顺畅
滚珠轴承Ball Bearing
  滚珠轴承是运用圆金属珠运转;属于点的接触;故激活运转很容易..再加上滚珠轴承配合弹簧使用;故在弹簧顶撑着BALLBearing之外金属环;而使整个扇叶转子的重量坐落在滚珠轴承上;且由弹簧间接顶撑着;故可使用于不同之方向、角度之可携式产品;但仍要防止掉落;以免滚珠轴承受损;而造成噪音产生与使用寿命的减损..
1. 使用滚珠轴承的优点
A. 金属珠运转属于点的接触;故激活运转很容易 ;
B. 可使用于常以不同置放角度及方向操作的可携式产品但要防止乱摔或掉落;
C. 使用寿命较长与含油轴承相比 ..
2. 用滚珠轴承的缺点
A. 轴承结构体相当的脆弱;无法承受外力之撞击;
太阳影子定位B. 马达转动时;金属珠之滚动会产生较大之噪音;
C. 价格高;无法与含油轴承在成本价格上竞争;
D. 滚珠轴承之来源与数量需求;不易掌控;
E. 滚珠轴承使用弹簧的弹性而使其定位;组装上较为不易..
什么是静压 
  为进行正常通风;需要克服风扇通风行程内的阻力;风扇必须产生克服送风阻力的压力..测量到的压力变化值称为静压;即最大静压与大气压的差值..它是气体对平行于物体表面作用的压力;通过垂直于其表面的孔测量出来的..
把气体流动所需动能转化为压力的形式称为动压..为实现送风的目的;需要有静压与动压..全压为静压与动压的代数和..风压越大;风扇送风能力越强..
1、 静压单位
N:Newton;1n=0.101097Kgf
Pa:Pascal;Pa=N/m^2
mmAq:Aq=Aqua水柱简称
mmAq又称mmH2O;1mmAq=1Kg/m^2
atm:大气压;一大气压等于在0℃干燥状态下760mmHg的压力..
因水银重量是水的13.5947倍;所以一大气压又等于10332mmH2O的压力
bar:1 bar=0.00001Pa=10-5Pa
2、静压表
3、空气量
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送风机单位时间吸入的空气流量称为空气量Air volume;Air quantity;通常以Qm*3/min为气体量在吸入空气时特称为空气量;风扇的场合又称风量..Capacity 气体依其压力、温度而改变体积;所以提到吐出空气量时;一定要记该场所的压力和温度;故称吸入空气量..
4、标准状态空气:
温度20°C、大气压760mmHg;湿度65%的潮湿空气为标准空气;此时单位体积空气的重量又称比重量为L2Kg/m*3
5、基准状态空气:
  温度O°C、大气压760mmHg、湿度0%的潮湿空气为标准空气;此时单位体积空气的重量又称比重量为1.293Kg/m*3..以Nm*3/min表示..
通常;根据散热风扇的进出气流流向;可将其分为以下几类:
一、轴流风扇
轴流风扇的叶片推动空气以与轴相同的方向流动如上图..轴流风扇的叶轮和螺旋桨有点类似;它在工作时;绝大部分气流的流向与轴平行;换句话说就是沿轴线方向..轴流风扇当入口气流是0静压的自由空气时;其功耗最低;当运转时会随着气流反压力的上升功耗也会增加..轴
流风扇通常装在电气设备的机柜上;有时也整合在电机上;由于轴流风扇结构紧凑;可以节省很多空间;同时安装方便;因此得到广泛的应用..
其特点:较高的流率;中等风压
二、离心风扇
离心风扇工作时;叶片推动空气以与轴相垂直的方向即径向流动如上图;进气是沿轴线方向;而出气却垂直于轴线方向..大多数情况下;使用轴流风扇就可以达到冷却效果;然而;有时候如果需要气流旋转90度排出或者需要较大的风压时;就必须选用离心风扇..风机严格而言;也属于离心风扇..

本文发布于:2024-09-25 16:23:24,感谢您对本站的认可!

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