直流風扇基本知識培訓

直流風扇基本知識培訓第一頁，共38頁。風扇的作用風扇在風冷散熱器中的職責為:憑借自身的導流作用,令空氣以一定的速度、一定的方式通過散熱片,利用空氣與散熱片之間的熱交換帶走其上堆積的熱量,從而實現(xiàn)“強制對流”的散熱方式。第二頁，共38頁。風扇的分類從使用電源類型來分可分為AC與DC兩大類。DC有5V，12V、24V、48V比較常見;特殊的如4.5V，10V、18V等。AC的一般為220V，110V等。

第三頁，共38頁。風扇的分類從通電切換磁場的方式分：可分為有刷和無刷兩種。有刷電機壽命短，會產(chǎn)生電火花。無刷電機沒有碳刷的磨損壽命長，容易高速運轉，無火花。已逐漸取代有刷電機。第四頁，共38頁。風扇的分類從適用范圍分:其使用范圍非常廣泛，譬如電源風扇，機箱風扇，CPU風扇、VGA風扇、冰箱風扇、汽車風扇等等。第五頁，共38頁。風

扇

組

成第六頁，共38頁。風扇的組成分為轉子部分和定子兩部分：轉子：包括扇葉、軸心、磁環(huán)、磁環(huán)外框及油圈。定子：包括電機、外框、軸承、扣環(huán)等。第七頁，共38頁。風扇尺寸規(guī)格尺寸規(guī)格通常用一個4位數(shù)字來描述，例如：4010、4020、5010、9025等。4位數(shù)字的前兩位代表風扇正方形底面的邊長；后兩位代表風扇的厚度，單位為毫米。第八頁，共38頁。風扇的電氣結構控制部分：由霍爾IC、線路板等元件組成。電機繞組部分：由矽鋼片、漆包線和上下絕緣線架組成。矽鋼片的功能是負責將磁極導出，以便于確定N、S的強弱；而繞組決定磁力線的方向性，包括N、S極和控制信號，不斷改變繞組極性，推動磁框運轉，達到做功的目的。定子繞組多為四相對稱分布，即互成90°夾角。

固定磁場部分：由磁環(huán)提供固定磁場，以用于旋轉時的比較動力。第九頁，共38頁。風扇的軸承系統(tǒng)軸承作為風扇壽命的瓶頸因素，同時也對風扇的工作噪音、制造成本有著重要的影響。風扇的軸承系統(tǒng)可分為：滾珠軸承,又分單滾珠軸承和雙滾珠軸承含油軸承陶瓷軸承液壓來福軸承……第十頁，共38頁。風扇的軸承系統(tǒng)----含油軸承含油軸承由銅基粉末燒結而成，需加黃油潤滑脂減少磨擦系數(shù)。優(yōu)點：耐外力沖擊，成本較低。缺點：長期使用后，潤滑油會因摩擦發(fā)熱而揮發(fā)，油量逐漸減少，軸承的摩擦與振動增加。由此導致軸承噪音增大，磨損加劇，壽命縮短，通常產(chǎn)品壽命為8000～10000小時。第十一頁，共38頁。風扇的軸承系統(tǒng)----滾珠軸承滾珠軸承屬滾動磨擦，運用金屬珠運轉，接觸面少，磨擦系數(shù)少。壽命一般在30000小時以上。缺點：主要是工作噪音稍大，成本較高。滾珠軸承還要防止亂摔與掉落，免得滾珠軸承受損，從而產(chǎn)生異音。第十二頁，共38頁。風扇的軸承系統(tǒng)----陶瓷軸承采用氧化鋯粉精密加工而成的軸芯與軸承，得益于陶瓷材料高強度、高硬度、耐高溫的特點，大幅延長軸承使用壽命。壽命達到80000小時以上。

第十三頁，共38頁。風扇的軸承系統(tǒng)----液壓來福軸承

液壓來福軸承采用液壓自動循環(huán)油路系統(tǒng)，通過特殊油路連接軸承與儲油槽，令潤滑油形成循環(huán)回路，增加儲油量，避免油流失。是延長風扇壽命的經(jīng)濟型解決方案。

第十四頁，共38頁。風扇的軸承系統(tǒng)性能對比結構工藝要求價格噪音壽命（H）含油軸承低低低8000-10000單滾珠軸承高中中30000雙滾珠軸承低高高50000液壓來福軸承高中低40000陶瓷軸承低高低80000第十五頁，共38頁。風扇的組成----扇葉葉片傾角：傾角越大，葉片上下表面間壓力差越大，相同轉速下風壓越大。葉片數(shù)目：風扇的葉片數(shù)目多數(shù)是7、9、11等奇數(shù)，若采用偶數(shù)扇葉，很容易使系統(tǒng)發(fā)生共振，將會使葉片或軸心發(fā)生斷裂。葉片弧度：向著旋轉方向略有彎曲，呈一定弧度，可保證吹出氣流集中在出風口正前方的柱狀空間內(nèi)，增加送風距離與風壓。主軸直徑：由于電機與軸承的存在，軸流風扇主軸所在的中心部分難免存在無氣流通過的盲區(qū)，主軸直徑便決定著此盲區(qū)的大小。扇葉平衡：扇葉的物理質(zhì)心與軸心不在同一軸上，扇葉在運轉時會造成扇葉的不平衡，即震動。第十六頁，共38頁。風扇的組成----扇框扇框可以對扇葉所帶動的氣流進行“約束”，控制其流出方向，抑制反激與散射，令其集中于所希望的送風方向。采用材料與結構需具有一定的強度，可以在一定程度內(nèi)承受物理沖擊，保護扇葉、電機等較脆弱的組件。

第十七頁，共38頁。風扇性能----功率功率即風扇單位時間內(nèi)所消耗的能量（電能），單位為W-瓦。額定工作電壓與最大電流，將兩個數(shù)值相乘即可得到風扇額定電壓下的最大功率。功率低，風扇電機發(fā)熱量減少，可增加風扇的壽命。第十八頁，共38頁。風扇性能----啟動電壓啟動電壓是指當突然通電后，能夠使風扇啟動的最小電壓。因板卡提供的電壓可能會不穩(wěn)定，啟動電壓越低，可確保在電壓不穩(wěn)時，能低壓激活啟動風扇。常規(guī)風扇的啟動電壓都在7V以下。第十九頁，共38頁。風扇性能----轉速轉速即風扇扇葉在單位時間內(nèi)旋轉的周數(shù)，單位一般為rpm，即轉/分鐘。

轉速可以影響到風速、風量、風壓、噪音、功率，甚至使用壽命。轉速越高，風扇性能越強，即風速越快，風量越大，風壓越大；同時，轉速高，摩擦、振動就多、噪音就大，軸承等損耗設備的壽命就短。第二十頁，共38頁。風扇性能----風量風量即單位時間內(nèi)通過風扇出風口（或進風口）截面的空氣體積，單位一般為cfm，即立方英尺每分，或cmm，即立方米每分風量＝平均風速x過風面積。可見，風扇風量的大小基本取決于風速的高低與過風面積的大小。過風面積相同，風速越高，風量越大；風速相同，過風面積越大，風量越大。

第二十一頁，共38頁。風扇性能----風壓風壓即風扇能夠令出風口與入風口間產(chǎn)生的壓強差，單位一般為mmwatercolumn，即毫米水柱（類似于衡量大氣壓的毫米汞柱，但由于壓強差較小，一般以水柱為單位）。風壓主要取決于扇葉的形狀、面積、高度以及轉速，前三者的影響較為復雜，于轉速的關系則簡單直接——轉速越快，風壓越大。第二十二頁，共38頁。風扇性能----風壓與風量的關系風扇產(chǎn)品所說明的風量與風壓均為理想狀態(tài)下的最大值，即風扇入風口與出風口之間無壓強差狀態(tài)下的風量（最大風量），以及風扇向密閉氣室內(nèi)吹風，直至風量為零狀態(tài)下氣室與外界氣壓的差值（最大靜壓）。它們并非兩個孤立的性能指標，而是互相制約著，之間的關系就是流體力學中流速與壓強間的關系——風量隨著壓強差的增大而減小，風量、風壓的測量需要借助風洞儀進行.第二十三頁，共38頁。風扇性能----噪音風冷散熱器的工作噪音主要有三個來源：軸承的摩擦與振動、扇葉的振動、風噪。通常一般嘈雜大街為90分貝，普通會話為60分貝，深夜、圖書館為30分貝，噪音控制好的風扇應在２７分貝以內(nèi)為宜，越低越好。噪音值的單位為dB（A），它通常可用噪音計測量得到。第二十四頁，共38頁。風扇性能----噪音1.軸承的摩擦與振動：不但產(chǎn)生噪音，而且影響性能，縮短器件壽命。2.風噪：流動的空氣之間互相沖擾，與周圍物體發(fā)生摩擦，葉片對氣流的分離作用，周期性送風的脈動力等，都會產(chǎn)生噪音?？諝饬魉僭娇欤牧髟蕉?，往往風噪也越大，而且會隨著風速的提高呈加速度增大。第二十五頁，共38頁。風扇性能----噪音測試第二十六頁，共38頁。風扇性能----振動一般采用塑料制作的風扇扇葉具有一定的韌性，可以承受一定程度的物理形變，同樣也會在推動空氣過程中因受力發(fā)生振動，但幅度一般較小。另一種較為嚴重的振動則是由于扇葉質(zhì)量分布不均，質(zhì)心與旋轉軸心存在偏心距所致。當扇葉面積（質(zhì)量）或偏心距較大的情況下，會帶動風扇整體發(fā)生振動。對超出平衡等級的扇葉，可通過扇葉平衡校正儀來校正。第二十七頁，共38頁。扇葉平衡校正儀第二十八頁，共38頁。風扇性能----異音噪音聽起來只有單純的風聲，噪音是一種聲波，具有聲波的一切特性．而異音則不同，風扇運轉時，除風聲以外，還有其它聲音發(fā)出（有兩種以上的聲音發(fā)出），風扇運轉時，可能因軸承內(nèi)有異物或變形，以及組裝不當而出現(xiàn)碰撞，或電機繞組纏繞不均，造成松脫，都可能造成異音。則可判定風扇有異音。異音檢測普遍用耳聽的方法，主觀因素較大，不容易識別，也易引起爭議,通常以建立限度樣品為標準，檢驗人員需經(jīng)過培訓后才可以上崗作業(yè)。第二十九頁，共38頁。風扇性能----FG信號風扇除正負兩條電源線以外,還有第三條導線,輸出FG信號。FG信號的作用是供主板計算風扇的轉速,還有當風扇出現(xiàn)異常停止轉動時,信號線輸出高壓信號反饋給主板報警。3Pin風扇無方波或波形有長短波，突波，都可能導致主板無法測速或出現(xiàn)測速誤差。第三十頁，共38頁。風扇性能----PWM信號Intel為新型LGA775CPU設計了智能CPU風扇控制功能。該功能必須配合4Pin

風扇來實現(xiàn)，其中一條就是PWM信號線。該功能可以自動調(diào)節(jié)CPU風扇的轉速，當CPU工作溫度較低時，風扇運行在低轉速狀態(tài)下；當CPU工作溫度較高時，CPU風扇則運行在高轉速狀態(tài)下。第三十一頁，共38頁。風扇的應用應用于notebookcooler:2010、2507、2510、3007、3010、4007、4010等。應用于GPU\VGAcooler：4007、4010、5010等。應用于CPUcooler：5010、5015、6010、6015、6025、7015、7025、8025、9025等。應用于powercooler：8025、9025、12025等。應用于HDDcooler：5010、6010、7015等。應用于systemcooler：8025、9025、12025等。第三十二頁，共38頁。風扇使用注意事項取用風扇，拿取外框兩側，不可拉扯導線。第三十三頁，共38頁。風扇使用注意事項取用風扇，不可碰觸或擠壓扇葉與外框。第三十四頁，共38頁。風扇使用注意事項風扇嚴禁掉落地面，或敲擊外框任何面。第三十五頁，共38頁。風扇使用注意事項風扇電源需依照規(guī)格電壓安裝使用第三十六頁，共38頁。風扇料號編碼原則RA-D-4010-D-M-3-0112345671：RA表示風扇成品代碼2：表示風扇功能D：普通風扇(General