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选购散热风扇需要的一些常识

日期: 2017-08-28
浏览次数: 396

一、选购散热风扇的一般常识:

在选购风机时一般要了解如下必要信息:

★风机的尺寸。

★确定风机是直流还是交流。

★风机的供电电压的数值。例如:交流220V, 110V, 380V。直流5V,12V,24V,36V,48V。

★风机的轴承形式,滚珠或者含油。

★风机的风量,转速。例如,多少立方米每分钟,或者多少立方英尺每分钟。

★风压值。



二、关于轴承:

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。

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;

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。



三、风机工作原理:

直流风机工作原理:


根据安培右手定则,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。当吸斥力大于虱扇的静摩擦力 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,至于其运转方向,可依佛莱明右手定则决定。

交流风机工作原理:


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, 频率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,太快将造成激活困难。



四、关于噪音:

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。

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:

A> 3 dBA 几乎没有感觉

B> 5 dBA 感觉出来

C> 10 dBA 感觉两倍大声响


噪音程度:

A> 0 ~ 20 dBA 很微弱

B> 20 ~ 40 dBA 微弱

C> 40 ~ 60 dBA 中度

D> 60 ~ 80 dBA 大声

E> 80 ~ 100 dBA 很大声

F> 100 ~ 140 dBA 震耳欲聋     



  

五、关于风量:

风量单位(点击:风量风压自动换算表)

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 Peter Hour,立方公尺/时(m3/h)

L/s:Liter Per Second,公升/秒(L/s)

L/min:Liter Per Second,公升/分(L/min)




六、关于静压:

静压单位

N:Newton,1n=0.101097Kgf

Pa:Pascal,Pa=N/m^2

mmAq:Aq=Aqua(水柱)之简称,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


空气量

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Q(m*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,一定要注记该场所的压力和温度,故称吸入空气量。

*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

*基准状态空气:

温度0°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




七、IP等级:

IP等级是在IEC60529定义的一套物理标准(BVSEN60529 :1991)。 IP等级被表达为二个数字(例: IP55)。 第一个数字定义接触及微粒的保护等级,第二个数字定义对水的保护等级。


*绝缘等级参考:

绝缘材料系统由标准National Electrical Manufacturers Association (美国电子制造商协会)估计最大容许的操作温度如下:


• T(oF) = [T(oC)](9/5) + 32

允许的温度上升根据基准环境温度40oC. 操作温度是基准环境温度+允许的温度上升+线圈容限「热点」。

下列例子 温度容忍等级F : 40oC + 105oC + 10oC = 155oC.

一般马达操作温度不应使用于最大值之上,每上升10oC可能造成马达寿命减少一半。

温度容忍等级B普遍用于60赫兹及美国马达。 温度容忍等级F普遍用于国际和50赫兹马达。


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2017 - 08 - 28
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