AC/DC風(fēng)扇小常識
DC風(fēng)扇運轉(zhuǎn)原理:
根據(jù)安培右手定則,導(dǎo)體通過電流,周圍會產(chǎn)生磁場,若將此導(dǎo)體置于另一固定磁場中,則將產(chǎn)生吸力或斥力,造成物體移動。在直流風(fēng)扇的扇葉內(nèi)部,附著一事先充有磁性之橡膠磁鐵。環(huán)繞著硅鋼片,軸心部份纏繞兩組線圈,并使用霍爾感應(yīng)組件作為同步偵測裝置,控制一組電路,該電路使纏繞軸心的兩組線圈輪流工作。硅鋼片產(chǎn)生不同磁極,此磁極與橡膠磁鐵產(chǎn)生吸斥力。當(dāng)吸斥力大于虱扇的靜摩擦力時,扇葉自然轉(zhuǎn)動。由于霍爾感應(yīng)組件提供同步信號,扇葉因此得以持續(xù)運轉(zhuǎn),至于其運轉(zhuǎn)方向,可依佛萊明右手定則決定。
AC風(fēng)扇運轉(zhuǎn)原理:
AC風(fēng)扇與DC風(fēng)扇的區(qū)別。前者電源為交流,電源電壓會正負(fù)交變,不像DC風(fēng)扇電源電壓固定,必須依賴電路控制,使兩組線圈輪流工作才能產(chǎn)生不同磁場。AC風(fēng)扇因電源頻率固定,所以硅鋼片產(chǎn)生的磁極變化速度,由電源頻率決定, 頻 率愈高磁場切換速度愈快,理論上轉(zhuǎn)速會愈快,就像直流風(fēng)扇極數(shù)愈多轉(zhuǎn)速愈快的原理一樣。不過,頻率也不能太快,太快將造成激活困難。
一款好的風(fēng)扇主要考察風(fēng)量、轉(zhuǎn)速、噪音、使用壽命長短、采用何種扇葉軸承等。下文將對這些參數(shù)分別加以說明:
1、風(fēng)量
是指風(fēng)冷散熱器風(fēng)扇每分鐘排出或納入的空氣總體積,如果按立方英尺來計算,單位就是CFM;如果按立方米來算,就是CMM。散熱器產(chǎn)品經(jīng)常使用的風(fēng)量單位是CFM(約為0.028立方米/分鐘)。50x50x10mm CPU風(fēng)扇一般會達到10 CFM,60x60x25mm風(fēng)扇通常能達到20-30的CFM。
風(fēng)量和風(fēng)壓
風(fēng)量和風(fēng)壓是兩個相對的概念。一般來說,要設(shè)計風(fēng)扇的風(fēng)量大,就要犧牲一些風(fēng)壓。如果風(fēng)扇可以帶動大量的空氣流動,但風(fēng)壓小,風(fēng)就吹不到散熱器的底部(這就是為什么一些風(fēng)扇轉(zhuǎn)速很高,風(fēng)量很大,但就是散熱效果不好的原因)。相反的,風(fēng)壓大、風(fēng)量就小,沒有足夠的冷空氣與散熱片進行熱交換,也會造成散熱效果不好。
2、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速
風(fēng)扇轉(zhuǎn)速是指風(fēng)扇扇葉每分鐘旋轉(zhuǎn)的次數(shù),單位是rpm。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速由電機內(nèi)線圈的匝數(shù)、工作電壓、風(fēng)扇扇葉的數(shù)量、傾角、高度、直徑和軸承系統(tǒng)共同決定。轉(zhuǎn)速和風(fēng)扇質(zhì)量沒有必然的聯(lián)系。風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速可以通過內(nèi)部的轉(zhuǎn)速信號進行測量,也可以通過外部進行測量(外部測量是用其它儀器看風(fēng)扇轉(zhuǎn)的有多快,內(nèi)部測量則直接可以到BIOS里看,也可以通過軟件看。內(nèi)部測量相對來說誤差大一些)。
3、風(fēng)扇噪音
除了散熱效果之外,風(fēng)扇的工作噪音也是人們普遍關(guān)注的問題。風(fēng)扇噪音是風(fēng)扇工作時產(chǎn)生雜音的大小,受多方面因素影響,單位為分貝(dB)。測量風(fēng)扇的噪聲時需要在噪聲小于17dB的消音室中進行,距離風(fēng)扇一米,并沿風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸的方向?qū)?zhǔn)風(fēng)扇的進氣口,采用A加權(quán)的方式進行測量。風(fēng)扇噪聲的頻譜特性也很重要,因此還需要用頻譜儀記錄風(fēng)扇的噪聲頻率分布情況,一般要求風(fēng)扇的噪聲要盡量的小,而且不能存在異音。
風(fēng)扇噪音與摩擦力、空氣流動有關(guān)。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速越高、風(fēng)量越大,造成的噪音也會越大,另外風(fēng)扇自身的震動也是不可忽視的因素。當(dāng)然高品質(zhì)的風(fēng)扇的自身震動會很小,但前面兩個者卻是難以克服的。要解決這個問題,我們可以嘗試使用尺寸較大的風(fēng)扇。應(yīng)在在風(fēng)量相同的情況下,大風(fēng)扇在較低轉(zhuǎn)速時的工作噪聲要小于小風(fēng)扇在高轉(zhuǎn)速時的工作噪聲。另外一個我們?nèi)菀缀雎缘囊蛩厥秋L(fēng)扇的軸承。由于風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)軸和軸承之間要摩擦碰撞,所以也是風(fēng)扇噪聲的一個主要來源。
風(fēng)扇噪音的來源是因為:
1).振動
假如風(fēng)扇轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)子的物理質(zhì)心與轉(zhuǎn)軸慣性中心不在同一軸上,便會造成轉(zhuǎn)子的不平衡。轉(zhuǎn)子的物理質(zhì)心與轉(zhuǎn)軸慣性中心的最近距離稱為偏心距,轉(zhuǎn)子不不衡造成偏心距,當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時由于離心力的作用產(chǎn)生一作用力于轉(zhuǎn)軸支架而形成振動,且振動經(jīng)由基路徑傳遞到機械各部份。
2).風(fēng)噪
風(fēng)扇工作時,由于葉片周期性地承受出口不均勻氣流的脈動力作用,產(chǎn)生噪聲;另一方面,由于葉片本身及葉片上壓力的不均勻分布,轉(zhuǎn)動時對周圍氣體及零件的擾動也構(gòu)成旋轉(zhuǎn)噪聲;此外由于氣體流經(jīng)葉片時產(chǎn)生湍流附層面、旋渦及旋渦脫離,引起葉片上壓力分布的脈動而產(chǎn)生渦流噪聲。這三種原因所引起的噪音可以綜合性地稱為“切風(fēng)噪音”,一般風(fēng)量風(fēng)壓大的風(fēng)扇,其切風(fēng)噪聲也較大。
3).異音
風(fēng)噪聽起來只有單純的風(fēng)聲,而異音則不同,風(fēng)扇運轉(zhuǎn)時,除風(fēng)聲外,若還有其它聲音發(fā)出,即可判斷風(fēng)扇出現(xiàn)了異音。異音可能因軸承內(nèi)有異物或變形,以及組裝不當(dāng)而出現(xiàn)碰撞,或電機繞組纏繞不均,造成松脫,都可能產(chǎn)生異音。
4、風(fēng)扇的使用壽命
風(fēng)扇的壽命由:電機壽命、使用環(huán)境、電力供應(yīng)等各方面因素所組成。
一般來講,風(fēng)扇軸承決定風(fēng)扇的壽命,雙滾珠50000小時、單滾珠40000小時、各家專利液壓,可做到單滾珠的壽命、含油10000小時。
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