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風扇的原理
time:2017-10-24 11:11:01


DC風扇運轉原理:

根據安培右手定則,導體通過電流,周圍會產生磁場,若將此導體置於另一固定磁場中,則將產生吸力或斥力,造成物體移動。在直流風扇的扇葉內部,附著一事先充有磁性之橡膠磁鐵。環繞著矽鋼片,軸心部份纏繞兩組線圈,並使用霍爾感應組件作為同步偵測裝置,控製一組電路,該電路使纏繞軸心的兩組線圈輪流工作。矽鋼片產生不同磁極,此磁極與橡膠磁鐵產生吸斥力。當吸斥力大於虱扇的靜摩擦力時,扇葉自然轉動。由於霍爾感應組件提供同步信號,扇葉因此得以持續運轉,至於其運轉方向,可依佛萊明右手定則決定。 

AC風扇運轉原理: 

AC風扇與DC風扇的區別。前者電源為交流,電源電壓會正負交變,不像DC風扇電源電壓固定,必須依賴電路控製,使兩組線圈輪流工作才能產生不同磁場。AC風扇因電源頻率固定,所以矽鋼片產生的磁極變化速度,由電源頻率決定, 頻 率愈高磁場切換速度愈快,理論上轉速會愈快,就像直流風扇極數愈多轉速愈快的原理一樣。不過,頻率也不能太快,太快將造成激活困難。

一款好的風扇主要考察風量、轉速、噪音、使用壽命長短、采用何種扇葉軸承等。下文將對這些參數分別加以說明:

1、風量

    是指風冷散熱器風扇每分鍾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。散熱器產品經常使用的風量單位是CFM(約為0.028立方米/分鍾)。50x50x10mm CPU風扇一般會達到10 CFM,60x60x25mm風扇通常能達到20-30的CFM。

 

 

風量和風壓

風量和風壓是兩個相對的概念。一般來說,要設計風扇的風量大,就要犧牲一些風壓。如果風扇可以帶動大量的空氣流動,但風壓小,風就吹不到散熱器的底部(這就是為什麽一些風扇轉速很高,風量很大,但就是散熱效果不好的原因)。相反的,風壓大、風量就小,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、風扇轉速

    風扇轉速是指風扇扇葉每分鍾旋轉的次數,單位是rpm。風扇轉速由電機內線圈的匝數、工作電壓、風扇扇葉的數量、傾角、高度、直徑和軸承係統共同決定。轉速和風扇質量沒有必然的聯係。風扇的轉速可以通過內部的轉速信號進行測量,也可以通過外部進行測量(外部測量是用其它儀器看風扇轉的有多快,內部測量則直接可以到Bioses裏看,也可以通過軟件看。內部測量相對來說誤差大一些)。

 

 

3、風扇噪音

    除了散熱效果之外,風扇的工作噪音也是人們普遍關注的問題。風扇噪音是風扇工作時產生雜音的大小,受多方麵因素影響,單位為分貝(dB)。測量風扇的噪聲時需要在噪聲小於17dB的消音室中進行,距離風扇一米,並沿風扇轉軸的方向對準風扇的進氣口,采用A加權的方式進行測量。風扇噪聲的頻譜特性也很重要,因此還需要用頻譜儀記錄風扇的噪聲頻率分布情況,一般要求風扇的噪聲要盡量的小,而且不能存在異音。

風扇噪音與摩擦力、空氣流動有關。風扇轉速越高、風量越大,造成的噪音也會越大,另外風扇自身的震動也是不可忽視的因素。當然高品質的風扇的自身震動會很小,但前麵兩個者卻是難以克服的。要解決這個問題,AG線上賭博可以嚐試使用尺寸較大的風扇。應在在風量相同的情況下,大風扇在較低轉速時的工作噪聲要小於小風扇在高轉速時的工作噪聲。另外一個AG線上賭博容易忽略的因素是風扇的軸承。由於風扇高速轉動時轉軸和軸承之間要摩擦碰撞,所以也是風扇噪聲的一個主要來源。

風扇噪音的來源是因為:

1).振動

假如風扇轉子轉動時轉子的物理質心與轉軸慣性中心不在同一軸上,便會造成轉子的不平衡。轉子的物理質心與轉軸慣性中心的近距離稱為偏心距,轉子不不衡造成偏心距,當轉子轉動時由於離心力的作用產生一作用力於轉軸支架而形成振動,且振動經由基路徑傳遞到機械各部份。

2).風噪

風扇工作時,由於葉片周期性地承受出口不均勻氣流的脈動力作用,產生噪聲;另一方麵,由於葉片本身及葉片上壓力的不均勻分布,轉動時對周圍氣體及零件的擾動也構成旋轉噪聲;此外由於氣體流經葉片時產生湍流附層麵、旋渦及旋渦脫離,引起葉片上壓力分布的脈動而產生渦流噪聲。這三種原因所引起的噪音可以綜合性地稱為切風噪音,一般風量風壓大的風扇,其切風噪聲也較大。

3).異音

風噪聽起來隻有單純的風聲,而異音則不同,風扇運轉時,除風聲外,若還有其它聲音發出,即可判斷風扇出現了異音。異音可能因軸承內有異物或變形,以及組裝不當而出現碰撞,或電機繞組纏繞不均,造成鬆脫,都可能產生異音。

 

4、風扇的使用壽命

  風扇的壽命由:電機壽命、使用環境、電力供應等各方麵因素所組成。

一般來講,風扇軸承決定風扇的壽命,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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