直流無刷散熱風扇的知識原理與內部構成

2021-01-09 HS散熱風扇

直流無刷散熱風扇的知識原理與內部構成

安徽華生機電集團

①直流無刷風扇的結構：主要可分為轉子、定子、外框、電機(馬達)這四個主要部分以及一些其它的零碎的部件

風扇結構圖

第一，風扇轉子部分:

包括風扇扇葉，是產生空氣流動的核心、散熱風扇的軸心，用來支撐平衡扇葉滾動、轉子磁環，永磁體，推進磁級切換轉速關鍵、磁環外框，固定磁環。

第二，風扇定子部分:

包括支撐的彈簧，分開軸承平衡軸心、軸承，提供高轉速,低摩擦,長壽命轉動、扣環，固定結核轉動整個部件、電機部分，生產轉動方向，能動大小轉動速度關鍵。

第三，散熱風扇外框:

起支撐風扇馬達和導流作用。

第四，風扇電機部分

包括電路板，控制能耗與信號出入、矽鋼片（即定子磁體，上附繞組線圈）產生磁級推進切換、矽鋼片上、下蓋，固定與絕緣體。

② 散熱風扇的基本知識

第一，風扇的尺寸：

風扇的尺寸大小，一般以風扇外邊長和產品厚度尺寸表示，單位為mm。風扇的規格型號命名常常以尺寸為編號，比如：AD6010其中的6010就代表了產品的大小規格60*60*10MM。

產品型號

第二，額定電壓：是風扇額定運行下的電壓值，常見的直流風扇電壓普遍為5V,12V,24V,48V等規格。

第三，風扇轉速：風扇轉動的快慢程度，單位為rpm（轉每分），這是風扇一個比較重要的參數，高轉速表明可以帶來大風量，生產廠家常常把產品標準化，分為超高（U），高(H)，中(M)，低(L)等轉速的產品，以供用戶根據自己的情況選擇使用。

產品參數

第四，風量：衡量一個風扇能力的一個量化指標，單位為立方英尺每分（CFM），但有些地方標識單位為立方米每分（CMM），1CMM=35.31CFM。

風量

第五，風壓：標緻志風流量克服風阻的能力，該指標直接影響通風換氣或散熱的效果單位為 mm-H2O，有些地方標識單位為inH2O，1mmH2O=0.03939inH2O。

第六，噪音值：是一個重要參數，雖然與通風散熱效果無關，但對不同環境的使用就要求很高，單位是dBA（分貝）。

第七，軸承系統：該配置是風扇的靈魂部件，直接關係產品使用的機械壽命。常分為滾珠軸承和含油軸承。

第八，接頭：是一個風扇上比較重要的細節部件，容易被大家所忽略，常常分為無端，2P,3P,大4P等正向與反向。

③直流無刷風扇的電路

微型直流電機在家用電器中應用很廣，尤其在計算機中廣泛採用直流電機進行排風降溫，這種新型的直流風扇採用無刷結構，克服了傳統換向器式（有刷）電機易磨損、噪音大、壽命短等缺點。據實物繪製的幾種風扇電路

電路圖

④無刷直流風扇原理

所設計的基於霍爾元件的脈衝發生器，構造簡單，性能好。在機車電氣系統中存在著較為惡劣的電磁環境，因此要求產品本身要具有較強的抗幹擾能力。

無刷直流風扇採用無電刷馬達驅動，無電磁幹擾,完全克服有刷換相馬達電磁幹擾,噪音大,機械壽命短的缺點廣泛應用於電子電工需強制散熱的應用場合。

如霍爾開關工作原理，AX277 霍爾開關電路AX277 霍爾開關集成電路是一種單片式半導體集成電路。該電路由反向電壓保護器、精密電壓調節器、霍爾電壓發生器、差分放大器、施密特觸發器、溫度補償器和互補型集電極開路輸出器等七部分組成，它具有工作電壓範圍寬、磁靈敏度高、負載和反向保護能力強等特點。該電路由於具有高達300 mA的負載能力，並且是互補型輸出，因此，它是無刷風扇最理想的器件。

一，框架和葉輪採用塑料「PBT+30%玻璃纖維」安全、健康、耐用。

（1）PBT：也就是聚對苯二甲酸丁二醇酯，PBT因具有特殊性能，是電氣工程和電子領域特殊應用的理想材料。

1，機械性能:強度高、耐疲勞性、尺寸穩定、蠕變也小(高溫條件下也極少有變化);

2，耐熱老化性:增強後的UL溫度指數達120~140℃(戶外長期老化性也很好)

3，耐溶劑性:無應力開裂

4，對水穩定性:PBT遇水不易分解

5，絕緣性能:優良(潮溼、高溫也能保持電性能穩定）

（2）玻璃纖維：(英文原名為:glassfiber)是一種性能優異的無機非金屬材料。它是葉臘石、石英砂、石灰石、白雲石、硼鈣石、硼鎂石七種礦石為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝製造成的，其單絲的直徑為幾個微米到二十幾個微米，相當於一根頭髮絲的1/20-1/5，每束纖維原絲都由數百根甚至上千根單絲組成，在可控範圍內玻璃纖維製品是相對環保的。

1，耐溫高

經測試，溫度達300℃時對玻璃纖維的強度是沒有任何影響的

2，抗拉強度高

玻璃纖維抗拉強度在標準狀態下是6.3~6.9g/d，溼潤狀態5.4~5.8g/d。

3，電絕緣性性好

玻璃纖維有優良的電絕緣性，是高級的電絕緣材料，也用於絕熱材料和防火屏蔽材料。

4，燃燒

玻璃纖維在高溫下可熔成玻璃狀小珠，符合建築行業消防防控的要求

5，隔音性好

玻璃纖維與石膏結合，能達到很好的隔音效果

二，使用的軸承類型為雙滾珠軸承（MR52ZZ）

雙滾珠軸承

滾珠軸承（MR52ZZ）

滾珠軸承（BallBearing）改變了軸承的摩擦方式，採用滾動摩擦，兩個鐵環中間有一些鋼球或者鋼柱，並輔以一些油脂潤滑。這一方式更為有效的降低了軸承面之間的摩擦現象，有效提升了風扇軸承的使用壽命，也因此將散熱器的發熱量減小，低噪音、低振動、低摩擦力，高精度、高密封性、高運轉性，長壽命，無異音。雙滾珠更屬較為高端的軸承，選用滾動摩擦的方式，選用了2個滾珠軸承，軸承中有數顆小鋼珠圍繞軸心，當扇頁或軸心高速旋轉時，鋼珠即跟隨旋轉。雙滾珠軸承的優勢是壽命超長。耐老化特性好，合適轉速較高的風扇。

三，11枚的高速扇葉

11枚扇葉

11枚高速扇葉

使用11片扇葉，通風散熱、強勁運行、效果出眾。扇葉的增加，對風量有影響，在相同的轉速下，扇葉越多那麼出的風量也就越多，扇葉會吧氣流分成多個部分，氣流對扇葉的壓力就減少，而氣流對扇葉的摩擦力也會相應減少，風道自然會更流暢，出風量也更多。

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