直流散热风扇工作原理及应用

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汽车散热器风扇直流电机基础知识

汽车散热器风扇直流电机基础知识


能 轉速變化率 5---15%


削弱磁場恒功率
与串勵程 25----30% .
度有關﹐
可達
很大﹐空載轉速甚高。
調速范圍
調速﹐轉速升高﹔ 降低電樞電壓恒 轉速 調速﹐轉速 降低﹔調速范圍
削弱磁場恒 功率調速﹐ 轉 速 比 1﹕ 2----1﹕4
削弱磁場調速﹐轉速可上 升至額定轉速的 2 倍左 右。
5、永磁电電動机
這种直流電動机沒有勵磁繞組﹐直接以永久磁 鐵建立磁場來使轉子轉動。這种電動机在許多小 型電子產品上得到了廣泛應用。
在以上四种类型的直流电动机中,以并励直流 电动机和他励直流电机应用最为广泛。
二﹑直流電動的工作原理
1﹑直流电动机的结构
直流电动机主要由磁极、电枢、换向器三部分组成,其结构如图5所示。
用外接電阻与串勵繞 組串聯或并聯﹐或將串 勵繞組串并聯換接﹐調 速范圍寬。
路寬。
選用范圍
用 同 要 小求 型于 負調机驅 載速床動 下的﹑相 要机印對 求械刷功 轉﹐机率 速如械路 變泵等大 化﹑。﹑ 不風在 大机不 和﹑用 較 或 机 等沖 。大于 ﹑擊而驅 冶性轉動 金的要 輔机求 助速械啟 傳變﹐動 動 化如不轉 机壓縮大矩 械
(3)根据環境條件﹑運行條件﹑安裝方式﹑傳動方式﹐選定電動机的結构﹑安裝﹑防護 形式﹐保証電動机可靠工作。
(4)綜合考慮一次投資及運行費用﹐整個驅動系統經濟﹑節能﹑合理﹑可靠和安全。
2﹑選用方法
下面主要介紹一下各种直流電動机的性能特點及選用范圍﹐便可根据需要對電動机進 行選擇。
表 3 電磁式直流電動机的性能特點及選用范圍
必须指出,若电动机在额定状态下运行,则电枢电 流Ia为额定值,如果调速时负载转矩仍旧保持不变(为额 定值),由于T=KTΦIa,故减小磁通量Φ后Ia必然超过额 定值,因此调速后负载转矩必须减小。这种调速方法适用 于转矩与转速成反比而输出功率基本不变(恒功率调速) 的场合。

直流风扇电机的基本工作原理

直流风扇电机的基本工作原理

直流风扇电机的基本工作原理直流风扇电机的基本工作原理根据供电方式的不同,电机有直流电机和交流电机两种类型。

电脑中使用的风扇电机为直流电机,供电电压为+12V,转速在1000~10000转/分之间。

直流电机是将直流电能转换为机械能的旋转机械。

它由定子、转子和换向器三个部分组成,如图3。

定子(即主磁极)被固定在风扇支架上,是电机的非旋转部分。

转子中有两组以上的线圈,由漆包线绕制而成,称之为绕组。

当绕组中有电流通过时产生磁场,该磁场与定子的磁场产生力的作用。

由于定子是固定不动的,因此转子在力的作用下转动。

换向器是直流电动机的一种特殊装置,由许多换向片组成,每两个相邻的换向片中间是绝缘片。

在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷,使转动的电枢绕组得以同外电路联接。

当转子转过一定角度后,换向器将供电电压接入另一对绕组,并在该绕组中继续产生磁场。

可见,由于换向器的存在,使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变,在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转,如图4。

/viewthread.php?tid=327&extra=page%3D1液态轴承的结构转子利用轴承与外壳之间实现动配合。

风扇的扇叶固定在转子上,因此,当转子旋转时,扇叶将与转子一起转动起来。

普通风扇一般采用滚珠轴承(如图5),而高档风扇为了提高运转的稳定性和增加使用寿命,通常采用更为先进的液态轴承(如图6)。

图5 滚珠轴承图6 液态轴承的结构无刷直流电机原理图直流电机是利用碳刷实现换向的。

由于碳刷存在摩擦,使得电刷乃至电机的寿命减短。

同时,电刷在高速运转过程中会产生火花,还会对周围的电子线路形成干扰。

为此,人们发明了一种无需碳刷的直流电机,通常也称作无刷电机(brushless motor)。

无刷电机将绕组作为定子,而永久磁铁作为转子(如图7),结构上与有刷电机正好相反。

无刷电机采用电子线路切换绕组的通电顺序,产生旋转磁场,推动转子做旋转运动。

无刷电机由于没有碳刷,无需维护寿命长,速度调节精度高。

直流风扇基本知识培训

直流风扇基本知识培训
异音检测普遍用耳听的方法,主观因素较大,不容易识别,也易引起争议,通常以建立限度样品为标准,检验人员需经过培训后才可以上岗作业。
风扇性能----异音
3Pin风扇无方波或波形有长短波,突波,都可能导致主板无法测速或出现测速误差。
风扇除正负两条电源线以外,还有第三条导线,输出FG信号。
FG信号的作用是供主板计算风扇 的转速,还有当风扇出现异常停止转动时,信号线输出高压信号反馈给主板报警。
应用于notebook cooler:2010、2507、2510、3007、3010、4007、4010等。
应用于GPU\VGA cooler:4007、4010、5010等。
应用于CPU cooler:5010、5015、6010、6015、6025、7015、7025、8025、9025等。
风冷散热器的工作噪音主要有三个来源:轴承的摩擦与振动、扇叶的振动、风噪。
通常一般嘈杂大街为90分贝,普通会话为60分贝,深夜、图书馆为30分贝,噪音控制好的风扇应在27分贝以内为宜,越低越好。
噪音值的单位为dB(A),它通常可用噪音计测量得到。
01
03
02
风扇性能----噪音
轴承的摩擦与振动:不但产生噪音,而且影响性能,缩短器件寿命。
双滚珠轴承



50000
液压来福轴承



40000
陶瓷轴承



80000
风扇的组成----扇叶
叶片倾角:倾角越大,叶片上下表面间 压力差越大,相同转速下风压越大。 叶片数目:风扇的叶片数目多数是7、9、 11等奇数 ,若采用偶数扇叶,很容易使 系统发生共振 ,将会使叶片或轴心发生 断裂。 叶片弧度:向着旋转方向略有弯曲,呈一 定弧度,可保证吹出气流集中在出风口正前方的柱 状空间内,增加送风距离与风压 。 主轴直径:由于电机与轴承的存在,轴流风扇主轴所在的中心部分难免存在无气流通过的盲区,主轴直径便决定着此盲区的大小。 扇叶平衡:扇叶的物理质心与轴心不在同一轴上,扇叶在运转时会造成扇叶的不平衡,即震动。

伯努利原理风扇

伯努利原理风扇

伯努利原理风扇众所周知,伯努利原理是流体力学中的一个基本定律,描述了流体在运动过程中的能量转化和运动规律。

而基于伯努利原理设计的风扇,成为了我们日常生活中不可或缺的电器之一。

本文将从伯努利原理的基本原理、风扇的结构和工作原理、风扇的应用以及风扇的发展趋势等方面进行探讨。

我们来简要介绍一下伯努利原理。

伯努利原理是由瑞士数学家丹尼尔·伯努利在18世纪提出的,它关于流体动力学的基本原理是:在稳定流动的条件下,流体的速度越大,压力就越低;反之,速度越小,压力就越高。

这是因为当速度增大时,流体分子的碰撞频率增加,从而分子之间的相互作用力也增大,而压力正是由这些作用力引起的。

伯努利原理广泛应用于飞行、汽车、水利工程等领域,而风扇作为运用该原理的一种设备,其工作原理也是基于伯努利原理。

风扇的结构主要由电机、叶片和外壳组成。

电机是风扇的动力来源,通过电能转化为机械能,驱动叶片旋转。

叶片是风扇的核心部件,其形状和数量直接影响到风扇的风量和效果。

外壳则起到保护和固定叶片和电机的作用。

当电机启动后,叶片开始旋转,通过伯努利原理产生气流,从而形成风。

风扇的工作原理是利用伯努利原理中的连续性方程以及质量守恒定律。

当风扇叶片旋转时,叶片上的空气被迫向前运动,速度逐渐增大。

根据伯努利原理,速度增大导致了压力的降低,因此叶片前方的气流压力低于叶片后方的气流压力。

这就形成了一个压力差,使得从高压区域向低压区域的气流被吸入,同时将空气吹出风扇。

通过不断循环这个过程,风扇就可以产生持续的气流。

风扇作为一种常见的电器,广泛应用于我们的日常生活中。

它可以用于通风散热、调节室内温度、改善空气质量等方面。

在夏季,人们可以通过风扇的风力来降低室内温度,提供舒适的环境;同时,风扇还可以用于工业生产中的冷却和通风,有效提高生产效率。

此外,风扇也常用于电子设备、计算机、汽车等领域,用于散热和保持设备的正常工作温度。

随着科技的不断发展,风扇在结构上也有了较大的改进。

第二章电风扇基本原理与几种常用风扇维修

第二章电风扇基本原理与几种常用风扇维修
电风扇程控控制的特点主要有以下几个方面: 1)风速可调,一般为强、中、弱三档控制。 • 2)仿自然风功能,自然风为三档风速间歇随机变化。 3)睡眠风功能,采用间歇控制方式,以适合人体生理要 求。 4)定时功能,普通风和睡眠风均能进行定时控制。 5)LED显示功能,一般显示当前的操作方式。 6)设有手动轻触开关和遥控器。 7)电路中设有过流保护元件,以防电风扇过流损坏。
3. 定子铁心
是用硅钢片按一定的形状冲压、叠压成圆柱形,圆柱内侧均匀分布有线槽。
电风扇原理与维修
4. 定子绕组
由两套线圈组成:一套是主绕组(运行绕组),一套是副绕组(起动绕组 ),两套绕组沿定子的内圆相间嵌放,并错开一定的空间角度。主、副绕组 同槽嵌放时,则副绕组在上,主绕组在下。绕组之间的连线,应按定子绕组 展开图接线。绕组嵌放一般有两种方式:一种是同心排列;另一种是等距排 列。
2019/7/13
长江大学电信学院 龙从玉
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电风扇原理与维修
台扇
电风扇原理与维修
吊扇
电风扇原理与维修
壁扇
电风扇原理与维修
电风扇原理与维修
2019/7/13
长江大学电信学院 龙从玉
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电风扇原理与维修 6.1.转页扇(鸿运扇)
特点:是采用旋转导风叶改变送风的 方向的。导风转页可以正反转。 有的转页是使用小电机带动的。
①全功能远距离遥控,可在12小时范 围内定时。 ②风类选择:睡眠风、自然风、海湾 风、高原风。 ③全方位360度送风。 ④数码无级调速。 ⑤超离子清净空气功能。 ⑥LCD液晶显示屏。
2019/7/13
长江大学电信学院 龙从玉
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电风扇原理与维修 6.几种风扇的介绍
6.1.遥控冷暖风扇:

散热风扇介绍

散热风扇介绍

2.按結構來分有以下四種﹕ a. ONE SLEEVE(S) (此種風扇主要應用在低端市場,壽命30K小時以下) S結構的剖面示圖
橡膠油圈(O-RING) 扇葉(IMPELLER) 矽鋼片(SILICON STATOR) 扇葉軸心(SHAFT) 卡簧(CUT) 銅合金軸承(SLEEVE) 外框中筒
三.DC風扇的主要參數
1.額定電流(rated current),單位安培(ampere),波形如下:
* 電流是決定風扇性能的重要參數之一:因為風扇所用電壓一般都是固定的,在此情 況下,電流越低,功耗越低,風扇相對壽命越長;同樣轉速風扇,電流低的其電磁利用 效率也高.上圖的波形是風扇反饋給電源的電流雜訊,其紋波成份越小越好,若太大 會給主板檢測轉速造成干擾.
2.)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.用P表示 單位:mmAq Aq=Aqua( 水柱) mmAq又稱mmH2O, 1mmAq=1kg/m^2 測量到的壓力的變化值稱為靜壓.它是氣體對平行於物體表面作用 的壓力,靜壓是通過垂直於其表面的孔測量出來的風壓越大,風扇 送風能力越強.
2.)RD信號輸出(rotation detector output)或(failure detector) 此信號主要用于檢測風扇是否在運轉,此波形要求:風扇正常運轉 時輸出低電平,風扇被鎖住(locked)時輸出高電平. 正常運轉 風扇locked
3.)PWM (pulse width modulation) 風扇(是業界最新的高效速度控制風扇) PWM風扇的特點: a. 平滑的轉速調節. b. 它只是調節風扇馬達運轉的功率水平,風扇內其余電路可從電源處 獲得一個穩定的直流電壓.此特點消除了風扇運行電壓較低時,內部 控制電路的headroom損失問題. c.降低了風扇運行的功耗. d.相對來說也就延長了風扇的壽命。 4.風量(air flow)與風壓(air pressure) 這兩個參數是在散熱中風扇選形的最重要參數 1.)風量:是指風扇通風面積與該面積平面速度之積. 單位:CFM(cubic feet per minute)立方英尺/分,用Q表示 通風面積:是出口面積減去渦舌處的投影面積. 平面速度:是氣流通過整個平面的氣體運動速度,單位是m/s.平面速度 一定時,扇葉葉輪外徑越大,通風面積越大,風量則越大. 平面速度由轉子的轉速和風壓決定,通風面積一定時,平面速 度越大,風量越大.風量越大,冷空氣吸熱則越大,空氣流動轉 移時能帶走更多的熱量,散熱效果越明顯.

汽车冷却风扇工作原理

汽车冷却风扇工作原理

汽车冷却风扇工作原理
汽车冷却风扇的工作原理是通过电动马达驱动风叶旋转,产生气流将汽车发动机散热器中的热量带走。

首先,汽车冷却系统中有一个温度传感器,可以感知到发动机温度的变化。

当发动机温度升高到一定程度时,温度传感器会发送信号给汽车的电控模块。

电控模块接收到温度传感器的信号后,会判断发动机需要散热,然后发送指令给风扇的电动马达。

这个电动马达一般是直流电机,可以转动风扇的风叶。

当电动马达接收到指令后,就开始通过电能转化为机械能,带动风叶旋转。

风叶的旋转会产生气流,气流经过发动机散热器的散热管和散热片,将散热器中吸收的热量带走。

此时,散热器中的冷却液会被冷却,然后重新循环到发动机中。

风扇的转速通常是根据发动机温度的高低来调节的。

当发动机温度较高时,电控模块会加大电动马达的供电电压,使其旋转更快,加大散热效果。

当发动机温度下降时,电控模块会减小电动马达的供电电压,使其旋转速度减慢,以节省能源。

总结起来,汽车冷却风扇的工作原理是通过电动马达带动风叶旋转,产生气流,从而将发动机散热器中的热量带走,确保发动机的温度始终保持在合适的范围内。

直流散热风扇参数

直流散热风扇参数

直流散热风扇参数
直流散热风扇的参数对于其散热性能和使用效果有着重要的影响。

以下是直流
散热风扇常见的参数及其描述,让我们一起来了解一下吧。

1. 风量:风量是指风扇单位时间内所能排放的空气量,通常以立方米/小时
(m³/h)或立方英尺/分钟(CFM)来表示。

风量越大,风扇所产生的风力也就越强,能够更有效地散热。

2. 风压:风压代表风扇产生的气流对阻力的克服能力,常以帕斯卡(Pa)或英
寸水柱(inH₂O)来衡量。

高风压意味着风扇能够克服更大的阻力,对于需要穿过较密集散热器或风道的系统来说,高风压的风扇是更好的选择。

3. 噪音:噪音是使用风扇时无法忽视的一个参数,通常以分贝(dB)来衡量。

低噪音风扇通常会采用先进的设计和材料,提供更安静的工作环境。

4. 耗电量:耗电量指的是风扇在工作期间所消耗的电能,通常以瓦特(W)为
单位。

对于一些需要长时间工作的应用场景,低耗电量的风扇能够降低能源消耗并提供更经济的运行。

5. 电压:电压是指风扇所需的电源电压,通常以伏特(V)为单位。

了解风扇
的额定电压是非常重要的,以确保其能够与系统兼容并正常工作。

6. 尺寸:尺寸是指风扇的外观大小,通常以毫米(mm)为单位。

尺寸需要与
应用场景的布局和安装空间相匹配,以确保风扇能够正确安装并发挥最佳性能。

综上所述,直流散热风扇的参数包括风量、风压、噪音、耗电量、电压和尺寸。

了解并选择适合自己需求的风扇参数,将能够提供更有效的散热功能,同时也能提升整个系统的性能和稳定性。

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直流散热风扇工作原理及应用根据供电方式的不同,电机有直流电机和交流电机两种类型。

电电脑中使用的风扇电机为直流电机,供电电压为+12V,转速在1000~10000转/分之间。

直流电机是将直流电能转换为机械能的旋转机械。

它由定子、转子和换向器三个部分组成,如图3。

图3 有刷直流电机的构造定子(即主磁极)被固定在风扇支架上,是电机的非旋转部分。

转子中有两组以上的线圈,由漆包线绕制而成,称之为绕组。

当绕组中有电流通过时产生磁场,该磁场与定子的磁场产生力的作用。

由于定子是固定不动的,因此转子在力的作用下转动。

换向器是直流电动机的一种特殊装置,由许多换向片组成,每两个相邻的换向片中间是绝缘片。

在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷,使转动的电枢绕组得以同外电路联接。

当转子转过一定角度后,换向器将供电电压接入另一对绕组,并在该绕组中继续产生磁场。

可见,由于换向器的存在,使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变,在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转,如图4。

图7 无刷直流电机原理图转子利用轴承与外壳之间实现动配合。

风扇的扇叶固定在转子上,因此,当转子旋转时,扇叶将与转子一起转动起来。

普通风扇一般采用滚珠轴承(如图5),而高档风扇为了提高运转的稳定性和增加使用寿命,通常采用更为先进的液态轴承(如图6)。

图5 滚珠轴承图6 液态轴承的结构二、有刷电机与无刷电机如前所述,直流电机是利用碳刷实现换向的。

由于碳刷存在摩擦,使得电刷乃至电机的寿命减短。

同时,电刷在高速运转过程中会产生火花,还会对周围的电子线路形成干扰。

为此,人们发明了一种无需碳刷的直流电机,通常也称作无刷电机(brushless motor)。

无刷电机将绕组作为定子,而永久磁铁作为转子(如图7),结构上与有刷电机正好相反。

无刷电机采用电子线路切换绕组的通电顺序,产生旋转磁场,推动转子做旋转运动。

图7 无刷直流电机原理图无刷电机由于没有碳刷,无需维护寿命长,速度调节精度高。

因此,无刷电机正在迅速取代传统的有刷电机,带变频技术的家用电器(如变频空调、变频电冰箱等)就是使用了无刷电机,目前散热风扇中几乎全部使用无刷电机。

三、变频电机工作原理图8(a)是拆开的风扇电机的照片,风扇采用的是变频电机,这从线圈所在的位置就可以辨认出来。

图8(b)是变频电机控制电路板,控制芯片将集DSP功能与驱动器于一体,简化了电路结构。

通过对控制芯片编程,可改变电机转速。

图8 直流电机的构造变频电机具有直流电机特性、却采用交流电机的结构。

也就是说,虽然外部接入的是直流电,却采用直流-交流变压变频器控制技术,电机本体完全按照交流电机的原理去工作的。

因此,变频电机也叫“自控变频同步电机”,电动机的转速n取决于控制器的所设定的频率f。

图9是三相星形接法的变频电机控制电路,直流供电经MOS管组成的三相变流电路向电机的三个绕组分时供电。

每一时刻,三对绕组中仅有一对绕组中有电流通过,产生一个磁场,接着停止向这对绕组供电,而给相邻的另一对绕组供电,这样定子中的磁场轴线在空间转动了120°,转子受到磁力的作用跟随定子磁场作120°旋转。

将电压依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上,定子中便形成旋转磁场,于是电机连续转动。

图9 无刷直流电机工作原理变频电机的驱动电路由主回路和控制回路两部分组成,现在已经将这两部分集成到同一个芯片中,这样只要使用一个器件便可实现变频电机的全部控制功能,简化了电路结构,常用的控制芯片有日本三洋公司的LB1964、美国MAXIM公司的MAX6625、和意法半导体公司的ST72141等。

随着工业界对节能和噪声抑制的日益重视,许多工业产品都趋向采用无刷电机,对电机微控制器提出了更高要求。

作为新一代电机控制DSP芯片,TI公司高性价比的TMS320C240 非常适合于完成这一任务。

四、变频电机的电路组成为了对风扇电机的运行状况进行监控,需要从风扇电机向主板输出速度信号,实现风扇运行情况的监控。

监控电路用来显示风扇转速,并可实现报警和电电脑的自动停机,以防止因风扇停转而烧毁CPU或其它器件的情况出现。

现在变频电机普遍采用集成功率器件来实现这一功能,使控制线路大为简化。

为了实现精确控制效果,必须向集成功率器件输入反映转子位置的信号,因此变频电机必须具有电机位置反馈机制。

目前通常使用霍尔元件或和光电传感器两种手段进行位置和转速检测。

霍尔器件是一种基于霍尔效应的磁传感器,霍尔效应是美国科学家爱德文·霍尔于1879年发现的。

目前,使用霍尔效应的磁传感器产品已得到广泛的应用。

图10为霍尔效应原理图。

在一块通电的半导体薄片上,加上和片子表面垂直的磁场B,在薄片的横向两侧会出现一个电压(图中的Vh称为霍尔电压)。

图10 霍尔效应变频电机利用霍尔器件测量转子的相对位置,所获得的信号输入到控制芯片中,驱动电机旋转。

同时,还可将该信号通过主板输出,作为测速信号使用,可谓一箭双雕。

由于换向脉冲为方波信号,在主板上经过简单处理便可输送给主板进行显示和控制。

由于电机的相数一般在2个以上,换向信号的频率为电机的转速的若干倍,因此,如果利用换向脉冲作为测速信号,必须经过除法运算才能得到真实的电机转速。

图11为霍尔锁定型开关电路CS2018构成的无刷电机控制电路,CS2018内部集成了霍尔电压发生器、差分放大器、史密特触发器和集电极开路的输出级等,它可直接驱动小功率的电机绕组。

图11 用CS2018霍尔开关锁定电路直接驱动电机有些风扇采用光电传感器来检测风扇的速度,具体做法是:在电动机转子上设置一个遮光板,这样电机每转过一圈,遮光板就会将发光二极管照射到光敏管上的光线阻断一次,光敏管的集电极上电压改变一次,这样便可得到反映电机转速的脉冲信号,如图12所示。

图12 光电传感器原理从上面的介绍可以看出,利用霍尔传感器和光电传感器所得到的测速信号是有区别的。

利用光电传感器测速,速度信号的频率与电机转速相同,而利用霍尔器件输出的换向信号作为测速信号时,两者相差若干倍:如果是两相电机,换向信号的频率为转速的2倍,三相电机中换向信号的频率则是转速的3倍。

在这里,BIOS中显示的速度是不是真实的风扇转速,在使用中务必请大家注意!五、转速调节方法直流电机调速方式有两种:调压调速和调频调速。

采用有刷电机的普通风扇可以通过调压方式改变转速,而采用变频电机的风扇,只能通过调频方式进行调速。

对于有刷电机来说,改变供电电压,则是改变转子绕组中电流从而改变磁场强度和转矩,电机的转速随着转矩的增加而升高,随着转矩的减小而降低。

这种电机在负载阻力增大时,电机的转速会随之下降。

要想在荷载变化时维持转速不变,必须采用闭环控制,通过速度负反馈来实现,因此控制电路比较复杂。

图13是一个实用的有刷电机控制方案,它是利用MIC501专用芯片为核心结合一些外围元件实现的。

和图10所示的无刷电机控制电路进行一个简单的比较,便可发现两者电路结构的明显区别。

图13 调压调速电路在有刷电机电路中,电机主回路中与功率晶体管VT串联,VT的作用相当于一个可变电阻,芯片7脚输出的信号通过基极电阻Rb与其基极相连,对VT的导通程度进行控制,电机转速随VT的导通程度的变化而变化。

VT截止时,电机停转;VT饱和导通时,电机全速(Full Speed)旋转。

图中T1为热敏电阻,接入控制芯片的第一个控制端VT1,实现转速-温度自动控制;从第二个控制输入端接入一个由可变电阻组成的偏置电路,可实现转速的手动控制。

由于有刷电机的转速受到荷载大小的影响,采用这种电机的风扇在使用过程中容易因为灰尘和润滑不良等因素造成转速下降甚至停转,对CPU等昂贵部件的安全构成威胁。

在电脑故障中,因为风扇转速下降导致的电脑死机、蓝屏和重启动等故障经常发生,其中也有因风扇停转而导致芯片烧毁的案例。

变频电机则很少出现这些问题,因为其转速只与所设定的频率有关,而与载荷和供电电压无关,无需转速反馈控制,即可实现恒定转速,因此风扇运转的稳定性和可靠性大大增强。

读到此处,细心的读者也许要问,金星12型风扇配件中用来调速的旋钮是一个电位器(如图14),难道这款风扇采用了技术落后的有刷电机而不是变频电机吗?因为有刷电机通常通过调节串联电阻来调节供电电压,以实现转速调整,调节电阻阻值实际上就是调节供电电压。

图14 venus12型风扇调速器其实不然,与有刷电机控制电路输出模拟信号不同,变频电机的转速控制完全基于DSP(数字信号处理)控制过程。

电位器本身实现的直流电压调节,它从DSP芯片的模拟信号输入端接入,其参数经过A/D转换后,控制芯片的输出仍为数字信号。

简言之,有刷电机的控制过程,从输入到输出是完全模拟的,而变频电机的控制电路输入模拟信号(如温度、电压或PWM信号),而输出数字信号。

一些高档风扇可根据被散热设备的温度变化自动调节转速,其过程是:利用温度传感器(热敏电阻等)测量被散热设备的温度,并将其数值反馈给风扇控制电路,控制电路根据所设定的温度-转速特性曲线(如图15)调节风扇转速。

风扇的这种自适应功能既能有效地保护被散热设备,又能在温度较低时减少耗电和噪音。

一些厂商之所以给他们的产品冠以“智能风扇”的美名(如曜越科技的SMART CASE FAN II风扇),正是因为具有这种功能。

图15 温度-转速曲线六、风扇的监控与保护尽管变频电机有很高的可靠性,但它仍然是机械器件,在长时间使用时,其速度可能会下降甚至停转,所以最好对风扇的运行状态进行实时监测,便于及时发现问题。

目前,对风扇自身的监控方式有报警传感器和速度传感器两种类型,利用报警传感器可在风扇速度低于某个门限值时给出报警信号,而速度信号输出则可实现风扇速度的实时监控。

从风扇电路输出的报警信号有“高电平”和“低电平”两种状态,两种电平所代表的意义一般按照正逻辑体制,高电平表示“故障”,“低电平”表示“正常”。

从风扇电路输出的转速信号通常为脉冲形式,每个波头表示风扇转过一圈,这样的信号可直接通过数据总线提供给主机进行显示。

某些风扇输出的转速信号并不是风扇的真实转速,而是转速的倍数,譬如每转一圈产生2个、4个或6个脉冲,必须经过处理才能形成反映风扇的真实转速信号。

如欲辨别风扇转速是真实转速还是某个倍数,可使用转速表测量实际转速,然后与显示的数据进行比较。

风扇的测速信号一般从三引线插头输出,三根引线中黄色和黑色分别为+12V电源和接地,另外一种颜色的线则是转速信号输出线。

应该注意的是,某些三引线风扇的第三根引线并不是测速信号输出线,而是转速控制信号线,通过它向风扇电机输入调速控制信号。

七、高档风扇的接线普通风扇只有一个电源插头,使用起来很简单。

高档风扇有很多插头,必须弄清楚它们的功能并进行正确的设置和连接后,那些高级功能才能得以利用。

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