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1、風扇的性能與應用StevenLin林適之簡介與基本結構基本結構外框(frame)馬達(hub)(無刷直流)扇葉(impeller)引出線/連接器簡介：風扇是一種產生風量的裝置,它是使用馬達來驅動葉片的轉動,增加流體經過扇葉的速度,經由強制對流達成移熱之效果.BallBearing風扇爆炸圖1、扣簧2,5、軸承(ball)3、外框4、定子(PCB，矽鋼片+繞線，引出線)6、彈簧7、馬達殼+磁條8、扇葉常見軸風扇尺寸-DeltaAFB25x25x10mm30x30x10mm35x35x10mm40x40x15mm45x45x10mm50x50x15mm50x50x20mm60x60x13mm60x
2、60x15mm60x60x20mm60x60x25.4mm60x60x38mm70x70x13mm70x70x15mm70x70x20mm70x70x25.4mm70x70x38mm80x80x15mm80x80x20mm80x80x25.4mm92x92x15mm92x92x20mm92x92x25.4mm92x92x38mm120x120x25.4mm120x120x38mm172x150x25.4mmφ172x25.4風扇的分類-DCAxialFan軸流扇-airflowsaxially.CentrifugalFan(Blower)離心扇(鼓風扇)-airflowsradially.Cr
3、ossFan橫流扇-airflowsacrosstheaxis.輸出與控制輸出PQ-curveNoise/HeatVibration控制FG/RDPWM/Thermistor外框、扇葉→流体特性風扇性能曲線PQ-curve風量(CFM,M3/min)風壓(mmH2O,inH2O)噪音(dBa)風切聲：空氣與扇葉(外框)摩擦產生氣流擾動產生的噪音轂部(Hub)→電氣特性直流無刷馬達電氣特性電流、訊號輸出(RD,FG)、絕緣、反向保護、溫升轉速控制運轉電壓：12V→全速運轉；7V→低速運轉溫控(thermistor)：轉速自動隨環溫變化PWM((pulse-widemodulation)：增加一組
4、輸入電壓以控制轉速噪音：電磁切換噪音、摩擦異音定子組立-4極(2極)單面印刷PCB電晶体矽鋼片驅動IC徑向繞線絕緣線架矽鋼片小邊大邊Bearingsystem→LifevsCostTwoBallBearing50000/70000hrs/NT16OneBallOneSleeve40000hrs/NT10OneSleeve30000hrs/NT3Fluiddynamic(NB-fan)40000hrsLifeisonder40℃15~65%RHcontinueoperationCostestimateby830ballandsleevebearingMTTF&AcceleratedLifeTes
5、tingat75℃0/72/300/600/1000hrs90%confidence一般twoball結構FGS軸承結構皕瑞-oneball/onesleeve結構PWMorThermistorFromAVCwebsitePWMandThermistorFromAVCwebsite決定成本的重要因素軸承:30%↑830(8),520(11.5),620(?),sleeve(3)830:8→外徑;3→軸心徑電子零件:30%↑-額定電壓/電流DriverIC/Hallelement(5~10/2.5)電晶体、二極体、電阻、電容(0.8~0.1)引出線&連接器(1~3)其它軸心、矽鋼片、漆包線、葉片
6、、外框…風洞示意圖TestpointofPQ-curvePmax,Q=0P=0,QmaxP1+1/2ρV12=P2+1/2ρV22SystemImpedanceandOperatingPointHighImpedanceQQPModerateImpedanceLowImpedanceHighImpedanceLowImpedanceHighPFanHighQFanP輸出比較-相同尺寸Q/Noise與rpm約成正比轉速愈高，風切聲佔噪音的比重愈高P與rpm的平方約成正比輸出比較-不同尺寸相同PQ，風扇尺寸愈大Noise愈小AFB7025(3900rpm)(q,p,n)=(36.30,5.52,3
7、7.5)AFB8025(3250rpm)(q,p,n)=(37.43,4.59,28.0)相同厚度，邊(徑)長愈長則Q愈大AFB7025(3000rpm)(p,q)=(3.15,20.13)AFB8025(2700rpm)(p,q)=(3.28,31.43)相同邊(徑)長，厚度愈厚則P愈大AFB7015(2800rpm)(p,q)=(2.27,23.38)AFB7025(3600rpm)(p,q)
