逆變電源散熱風扇

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直流散熱風扇的原理

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直流散熱風扇的原理

發布日期:2017-09-06 00:00 來源:http://www.huayee.com.cn 點擊:

直流散熱風扇的原理

    

散熱風扇的工作原理是按能量轉化來實現的,即:電能→電磁能→機械能→動能。其電路原理一般分為多種形式,采用的電路不同,風扇的性能就會有差異。


軸流式風扇的組成:

扇框、扇葉、軸承、PCB控製電路、驅動電機


轉速:

轉速指風扇旋轉的速度,通常以1分鍾內轉動的圈數來衡量,即:rpm。轉速與機電繞線匝數、線徑、扇葉葉輪外徑與底徑,葉片形狀及所用軸承等因素有關,轉速增大,風量相應增大。


直流散熱風扇


轉速值的大小,在一定程度上代表了風量的大小,在條件一定時,轉速越大,則噪音及振動會相應加大,因此,在風量滿足散熱要求的情況下,應盡量使用低轉速風扇。一般轉速大小(以DC軸流風扇為例):2510風扇7000~12000rpm;3010風扇5000~9000rpm;4010風扇5000~7000rpm;5010風扇3500~5000rpm;6025風扇2600~4500rpm;7025風扇2400~3600rpm;8025風扇2000~3500rpm;9225風扇1600~3100rpm;12025風扇1500~2500rpm;12038風扇2000~3200rpm。

風扇轉速可在啟動電腦時通過Bioses測試,或通過其他主板自帶的監控軟件測試;也可以通過轉速測試儀測試。注意:前兩種方式必須是支持測速功能的風扇才能測出。


直流散熱風扇風量與風壓:

風量與風壓的測試方法有兩種,一是用風洞儀測試,另一種是用雙箱法測。但對於一般用戶而言,沒有這樣的設備。隻能根據廠家提供的數據作為參考,最終要看降溫效果。


風量:

風量是指風扇通風麵積平麵速度之積。通風麵積是出口麵積減去渦舌處的投影麵積。平麵速度是氣流通過整個平麵的氣體運動速度,單位是m3/s。平麵速度一定時,扇葉葉輪外徑越大,通風麵積越大,風量則越大。平麵速度由轉子的轉速和風壓決定。通風麵積一定時,平麵速度越大,風量越大。風量越大,空氣吸熱量則越大,空氣流動轉移時能夠帶周能帶走更多的熱量,扇熱效果越明顯


風壓:

為進行正常通風,需要克服風扇通風行程內的阻力,風扇必須產生克服送風阻力的壓力,測量到的壓力的變化值稱為靜壓,即最大靜壓與大氣壓的差壓。它是氣體對平行於物體表麵作用的壓力,靜壓是通過垂直於其表麵的孔測量出來的。把氣體流動中所需要動能轉化為壓力形式稱為動壓。


為實現送風的目的,需要有靜壓和動壓。全壓為靜壓與動壓的代數和,全壓是指由風扇所給定的的全壓增加量,即風扇的出口和進口之間的全壓之差。在實際應用中,標稱的最大風量值並不是實際扇熱片得到的送風量,風量大,並不代表通風能力強。因空氣流動時,氣流在其流動路徑會遇上扇熱稽片或元件的阻擾,其阻抗會限製空氣自由流通。即風量增大時,風壓會減小。因此必須有一個最佳操作工作點,即風扇性能曲線與風阻曲線的交點。在工作點,風扇特性曲線之斜率為最小,而係統特性曲線之變化率為最低。注意此時的風扇靜態效率(風量×風壓÷耗電)為最佳。當然有時為了能減少係統阻抗,甚至選用尺寸較小的風扇,也可以獲得相同的風量。


直流散熱風扇的主要性能參數:

散熱風扇的主要參數包括流量、壓力、轉速、功率等...


風扇的軸承係統:

風扇的軸承係統一般建議最好選用滾珠軸承,因為扇熱風扇的壽命通常取決於其軸承的可靠性,滾珠軸承係統已被證實具有高效率與低生熱的特點。滾珠軸承屬滾動摩擦,由金屬珠滾動,接觸麵小,摩擦係數小;而含油軸承為滑動摩擦,接觸麵大,長期使用後,油會揮發,軸承容易磨損,摩擦係數大,後期噪音較大,壽命短。品質好的風扇除了通風量大、風壓高以外,可靠性也是非常重要的,風扇使用的軸承形式在此顯得非常重要。高速風扇一律使用滾珠軸承(Ballbearing)而低速風扇則使用成本低廉的含油軸承(Sleevebearing)。含油軸承風扇隻用一個軸承;而滾珠軸承風扇都需要兩個軸承,單滾珠軸承,是“1Ball+1Sleeve”,依然帶有含油軸承的成分。比單滾珠更高級的是雙滾珠軸承,即TwoBalls。含油軸承壽命一般為10000小時,單滾珠軸承為30000小時,雙滾珠軸承為50000小時以上(環境溫度均設定在25℃以下時)。風扇使用的含油軸承由銅基粉末燒結而成,使用含油軸承需加潤滑油以減少滑動摩數,潤滑油由鋰基潤滑脂加特製機油調製而成。隨著長時間的運轉,軸承內的機油會揮發而變幹,摩擦係數增大,風扇運轉受影響,可能出現異音,轉速偏慢甚至不轉現象。而滾珠軸承由滾動摩擦取代了滑動摩擦,摩擦係數小並克服了摩擦係數容易變的缺點,因而運轉穩定性強,壽命相對要長得多。


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