分享给大家一些散热风扇的小知识

在  林克韦尔  工作了几年当中，现将一些散热风扇小知识 分享给大家

一、在选购风扇时你必须要了解以下信息：

A、风扇的轴承形式，滚珠还是含油。
B、确定风扇是直流还是交流还是轴流。
C、风扇的噪音如何？
D、风扇的供电电压的数值。例如：交流220V， 110V， 380V。直流5V，12V，24V，36V，48V。
E、风扇的风量、风压、转速。例如，多少立方米每分钟，或者多少立方英尺每分钟。
F、风扇的常规尺寸。

一、风扇工作原理： 直流风扇工作原理：

根据导体通过电流，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

二、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

三、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。

五、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 送风扇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

四、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。

审核编辑：符乾江