直流風(fēng)扇基本知識(shí)培訓(xùn)

關(guān)于直流風(fēng)扇基本知識(shí)培訓(xùn)第1頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月散熱器的組成散熱器主要部件及功用:1.散熱片（HeatSink）：增加熱量揮發(fā)面積，將熱量分散，避免熱集中。2.散熱風(fēng)扇(Fan)：強(qiáng)制空氣產(chǎn)生對(duì)流，快速帶走散熱片上的熱量。3.扣具(Clip)：將散熱片與發(fā)熱源固定在一起。4.導(dǎo)熱介質(zhì)(ThermalinterfaceMaterial)：彌補(bǔ)散熱片與發(fā)熱源之間的接觸細(xì)縫，避免熱對(duì)流的集中現(xiàn)象，并增加導(dǎo)熱面積。第2頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇的作用

風(fēng)扇在風(fēng)冷散熱器中的職責(zé)為:憑借自身的導(dǎo)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(shí)現(xiàn)“強(qiáng)制對(duì)流”的散熱方式。第3頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)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4頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇的分類從通電切換磁場(chǎng)的方式分：可分為有刷和無刷兩種。有刷電機(jī)壽命短，會(huì)產(chǎn)生電火花。無刷電機(jī)沒有碳刷的磨損壽命長，容易高速運(yùn)轉(zhuǎn)，無火花。已逐漸取代有刷電機(jī)。第5頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇的分類從適用范圍分:其使用范圍非常廣泛，譬如電腦電源風(fēng)扇，機(jī)箱風(fēng)扇，CPU風(fēng)扇、顯卡風(fēng)扇、冰箱風(fēng)扇、汽車風(fēng)扇等等。第6頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月電

腦

風(fēng)

扇

組

成第7頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇的組成分為轉(zhuǎn)子部分和定子兩部分：轉(zhuǎn)子：包括扇葉、軸心、磁環(huán)、磁環(huán)外框及油圈。定子：包括電機(jī)、外框、軸承、扣環(huán)等。第8頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇尺寸規(guī)格尺寸規(guī)格通常用一個(gè)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(fēng)扇正方形底面的邊長；后兩位代表風(fēng)扇的厚度，單位為毫米。第9頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇的電氣結(jié)構(gòu)控制部分：由霍爾IC、線路板等元件組成。電機(jī)繞組部分：由硅鋼片、漆包線和上下絕緣線架組成。硅鋼片的功能是負(fù)責(zé)將磁場(chǎng)導(dǎo)出，以便于確定N、S的強(qiáng)弱；而繞組決定磁場(chǎng)的方向，包括N、S極和控制信號(hào)，不斷改變繞組極性，推動(dòng)磁框運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到做功的目的。定子繞組多為四相對(duì)稱分布，即互成90°夾角。

固定磁場(chǎng)部分：由磁環(huán)提供固定磁場(chǎng)，以用于旋轉(zhuǎn)時(shí)的比較動(dòng)力。第10頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇的軸承系統(tǒng)軸承作為風(fēng)扇壽命的瓶頸因素，同時(shí)也對(duì)風(fēng)扇的工作噪音、制造成本有著重要的影響。風(fēng)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12頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇的軸承系統(tǒng)----含油軸承含油軸承由銅基粉末燒結(jié)而成，需加黃油潤滑脂減少磨擦系數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：耐外力沖擊，成本較低。缺點(diǎn)：長期使用后，潤滑油會(huì)因摩擦發(fā)熱而揮發(fā)，油量逐漸減少，軸承的摩擦與振動(dòng)增加。由此導(dǎo)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(shí)。第13頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇的軸承系統(tǒng)----滾珠軸承單滾珠軸承(1Ball+1SleeveBearing)是對(duì)傳統(tǒng)含油軸承的改進(jìn)，采用滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦混合的形式，其實(shí)就是用一個(gè)滾珠軸承搭配一個(gè)含油軸承的方式來降低雙滾珠軸承的成本，它的轉(zhuǎn)子與定子之間用滾珠進(jìn)行潤滑，并配以潤滑油。雙滾珠軸承(2BallBearing)屬于比較高檔的軸承，采用滾動(dòng)摩擦的形式，采用了兩個(gè)滾珠軸承，軸承中有數(shù)顆微小鋼珠圍繞軸心，當(dāng)扇頁或軸心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼珠即跟著轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)槎际乔蝮w，所以摩擦力較小，且不存在漏油的問題。雙滾珠軸承的優(yōu)點(diǎn)是壽命超長，大約在50000-100000小時(shí)?？估匣阅芎?，適合轉(zhuǎn)速較高的風(fēng)扇。第14頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇的軸承系統(tǒng)----陶瓷軸承陶瓷軸承技術(shù)采用了特殊的高分子材料與特殊添加劑充分融合，軸承核心全面采用特殊的二氧化皓材料，使用沖模及燒結(jié)工藝制成，晶體顆粒由過去的60um下降到了0.3um，具有堅(jiān)固、光滑、耐磨等特性。陶瓷軸承具有很強(qiáng)的耐高溫能力，不易揮發(fā)，這大大延長了風(fēng)扇的使用壽命，納米軸承的性質(zhì)與陶瓷類似，越磨越光滑。據(jù)測(cè)試，采用納米陶瓷軸承的風(fēng)扇平均使用壽命都在15萬小時(shí)以上。

第15頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)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(dòng)循環(huán)油路系統(tǒng)，通過特殊油路連接軸承與儲(chǔ)油槽，令潤滑油形成循環(huán)回路，增加儲(chǔ)油量，避免油流失。是延長風(fēng)扇壽命的經(jīng)濟(jì)型解決方案。

第16頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月來福軸承(RifleBearing)作為傳統(tǒng)含油軸承的改進(jìn)，來福軸承采用耐磨材料制成高含油中空軸承，減小了軸承與軸芯之間摩擦力，來福軸承還帶有反向螺旋槽及擋油槽的軸芯，在風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)含油將形成反向回游，從而避免含油流失，因此提升了軸承壽命。來福軸承風(fēng)扇通過采用以上結(jié)構(gòu)及零件，使得含油及保油能力大幅提升，并降低了噪音。第17頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月流體動(dòng)態(tài)軸承(HyproBearing)

流體動(dòng)態(tài)軸承可以看成是來福軸承的改良版，利用人字形的溝槽設(shè)計(jì)可以有效的提升流體壓力。不同于來福軸承的循環(huán)回路供油系統(tǒng)，流體動(dòng)態(tài)軸承將潤滑油脂始終固定在了軸心內(nèi)部。這種“流體動(dòng)態(tài)軸承”，利用微細(xì)溝槽的流體力學(xué)特性讓軸與軸承間隙中充滿潤滑劑，為了讓潤滑劑保存住，軸承表面刻有人字型溝槽，主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)流體壓力升高，還可以使?jié)櫥瑒┘性谳S承內(nèi)部，不容易泄露（這也是油封軸承最大的問題）。另外，采用這樣的軸承設(shè)計(jì)，不但進(jìn)一步提高了風(fēng)扇的使用壽命，并且還能進(jìn)一步增強(qiáng)風(fēng)扇在運(yùn)行過程中的降噪效果，讓風(fēng)扇更加安靜。當(dāng)然相對(duì)于成本來說也相對(duì)較低，壽命也更長。第18頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月磁浮軸承磁浮軸承利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空中，使轉(zhuǎn)子與定子之間沒有機(jī)械接觸。其原理是磁感應(yīng)線與磁浮線成垂直，軸芯與磁浮線是平行的，所以轉(zhuǎn)子的重量就固定在運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道上，利用幾乎是無負(fù)載的軸芯往反磁浮線方向頂撐，讓成整個(gè)轉(zhuǎn)子懸空。第19頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月氣壓球形軸承（BarometricBallBearin）使用這種軸承技術(shù)的風(fēng)扇相比傳統(tǒng)軸承有著更加長久的使用壽命以及更低的噪音。從結(jié)構(gòu)上來看，這種氣壓球形軸承類似于磁浮軸承，只不過將固定金屬球體的磁鐵置于風(fēng)扇的底部。并且在風(fēng)扇軸心外框形成一定的氣壓來保證軸心旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定。在使用壽命上，氣壓球形軸承有著高達(dá)10萬小時(shí)的平均無故障運(yùn)行時(shí)間，相比滾珠軸承風(fēng)扇來說，優(yōu)勢(shì)更加明顯。但是由于目前使用這種軸承的廠商不多，所以導(dǎo)致價(jià)格比較昂貴。第20頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月液壓軸承(HydraulicBearing)

液壓軸承是在含油軸承的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的。液壓軸承擁有比含油軸承更大的儲(chǔ)油空間，并有獨(dú)特的環(huán)回式供油回路。液壓軸承的平均壽命為40000小時(shí)，最初由AVC首創(chuàng)。隨著目前更多的散熱器廠商使用液壓軸承技術(shù)，讓這種軸承類型的風(fēng)扇在目前散熱器市場(chǎng)上有著較高的比重。低廉的價(jià)格和低噪音成為了不少普通裝機(jī)用戶的首選。第21頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇的軸承系統(tǒng)性能對(duì)比從上面的表中我們可以看出，目前含油軸承與液壓軸承由于有著更低的生產(chǎn)工藝以及制造成本，讓其仍然成為目前市場(chǎng)上大多數(shù)散熱風(fēng)扇所使用的軸承類型。雖說在壽命上只有4萬小時(shí)，但是如果按每天開機(jī)10小時(shí)計(jì)算，其使用壽命也長達(dá)10年之久，何其低廉的價(jià)格相比，對(duì)于大多數(shù)人來說，還是非常超值的了。不過由于目前國內(nèi)風(fēng)扇品牌的繁雜，存在一些以次充好的現(xiàn)象，所以在選擇時(shí)我們應(yīng)該盡量選擇那些口碑比較好的品牌。第22頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)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(zhuǎn)速下風(fēng)壓越大。葉片數(shù)目：風(fēng)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(huì)使葉片或軸心發(fā)生斷裂。葉片弧度：向著旋轉(zhuǎn)方向略有彎曲，呈一定弧度，可保證吹出氣流集中在出風(fēng)口正前方的柱狀空間內(nèi)，增加送風(fēng)距離與風(fēng)壓。主軸直徑：由于電機(jī)與軸承的存在，軸流風(fēng)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)造成扇葉的不平衡，即振動(dòng)。第23頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇的組成----扇框扇框可以對(duì)扇葉所帶動(dòng)的氣流進(jìn)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(fēng)方向。采用材料與結(jié)構(gòu)需具有一定的強(qiáng)度，可以在一定程度內(nèi)承受物理沖擊，保護(hù)扇葉、電機(jī)等較脆弱的組件。

第24頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇性能----功率功率即風(fēng)扇單位時(shí)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(gè)數(shù)值相乘即可得到風(fēng)扇額定電壓下的功率P=UI。功率低，風(fēng)扇電機(jī)發(fā)熱量減少，可增加風(fēng)扇的壽命。第25頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇性能----啟動(dòng)電壓啟動(dòng)電壓是指當(dāng)突然通電后，能夠使風(fēng)扇啟動(dòng)的最小電壓。因板卡提供的電壓可能會(huì)不穩(wěn)定，啟動(dòng)電壓越低，可確保在電壓不穩(wěn)時(shí)，能低壓激活啟動(dòng)風(fēng)扇。常規(guī)風(fēng)扇的啟動(dòng)電壓都在7V以下。第26頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇性能----轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速即風(fēng)扇扇葉在單位時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)的周數(shù)，單位一般為rpm(roundperminute)，即轉(zhuǎn)/分鐘。轉(zhuǎn)速可以影響到風(fēng)速、風(fēng)量、風(fēng)壓、噪音、功率，甚至使用壽命。轉(zhuǎn)速越高，風(fēng)扇性能越強(qiáng)，即風(fēng)速越快，風(fēng)量越大，風(fēng)壓越大；同時(shí)，轉(zhuǎn)速高，摩擦、振動(dòng)就多、噪音就大，軸承等損耗設(shè)備的壽命就短。第27頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇性能----風(fēng)量風(fēng)量即單位時(shí)間內(nèi)通過風(fēng)扇出風(fēng)口（或進(jìn)風(fēng)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(fēng)量＝平均風(fēng)速x過風(fēng)面積?？梢姡L(fēng)扇風(fēng)量的大小基本取決于風(fēng)速的高低與過風(fēng)面積的大小。過風(fēng)面積相同，風(fēng)速越高，風(fēng)量越大；風(fēng)速相同，過風(fēng)面積越大，風(fēng)量越大。

第28頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇性能----風(fēng)壓風(fēng)壓即風(fēng)扇能夠令出風(fēng)口與入風(fēng)口間產(chǎn)生的壓強(qiáng)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(qiáng)差較小，一般以水柱為單位）。風(fēng)壓主要取決于扇葉的形狀、面積、高度以及轉(zhuǎn)速，前三者的影響較為復(fù)雜，于轉(zhuǎn)速的關(guān)系則簡單直接——轉(zhuǎn)速越快，風(fēng)壓越大。第29頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇性能----風(fēng)壓與風(fēng)量的關(guān)系風(fēng)扇產(chǎn)品所說明的風(fēng)量與風(fēng)壓均為理想狀態(tài)下的最大值，即風(fēng)扇入風(fēng)口與出風(fēng)口之間無壓強(qiáng)差狀態(tài)下的風(fēng)量（最大風(fēng)量），以及風(fēng)扇向密閉氣室內(nèi)吹風(fēng)，直至風(fēng)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(gè)孤立的性能指標(biāo)，而是互相制約著，之間的關(guān)系就是流體力學(xué)中流速與壓強(qiáng)間的關(guān)系——風(fēng)量隨著壓強(qiáng)差的增大而減小，風(fēng)量、風(fēng)壓的測(cè)量需要借助風(fēng)洞儀進(jìn)行.第30頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇性能----噪音風(fēng)冷散熱器的工作噪音主要有三個(gè)來源：軸承的摩擦與振動(dòng)、扇葉的振動(dòng)、風(fēng)噪。通常一般嘈雜大街為90分貝，普通會(huì)話為60分貝，深夜、圖書館為30分貝，噪音控制好的風(fēng)扇應(yīng)在27分貝以內(nèi)為宜，越低越好。噪音值的單位為dB（A），它通?？捎迷胍粲?jì)測(cè)量得到。第31頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇性能----噪音1.軸承的摩擦與振動(dòng)：不但產(chǎn)生噪音，而且影響性能，縮短器件壽命。2.風(fēng)噪：流動(dòng)的空氣之間互相沖擾，與周圍物體發(fā)生摩擦，葉片對(duì)氣流的分離作用，周期性送風(fēng)的脈動(dòng)力等，都會(huì)產(chǎn)生噪音?？諝饬魉僭娇?，湍流越多，往往風(fēng)噪也越大，而且會(huì)隨著風(fēng)速的提高呈加速度增大。第32頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇性能----噪音測(cè)試第33頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇性能----振動(dòng)一般采用塑料制作的風(fēng)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(huì)在推動(dòng)空氣過程中因受力發(fā)生振動(dòng)，但幅度一般較小。另一種較為嚴(yán)重的振動(dòng)則是由于扇葉質(zhì)量分布不均，質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)軸心存在偏心距所致。當(dāng)扇葉面積（質(zhì)量）或偏心距較大的情況下，會(huì)帶動(dòng)風(fēng)扇整體發(fā)生振動(dòng)。對(duì)超出平衡等級(jí)的扇葉，可通過扇葉平衡校正儀來校正。第34頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月扇葉平衡校正儀第35頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇性能----異音噪音聽起來只有單純的風(fēng)聲，噪音是一種聲波，具有聲波的一切特性．而異音則不同，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，除風(fēng)聲以外，還有其它聲音發(fā)出（有兩種以上的聲音發(fā)出），風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可能因軸承內(nèi)有異物或變形，以及組裝不當(dāng)而出現(xiàn)碰撞，或電機(jī)繞組纏繞不均，造成松脫，都可能造成異音。則可判定風(fēng)扇有異音。異音檢測(cè)普遍用耳聽的方法，主觀因素較大，不容易識(shí)別，也易引起爭議,通常以建立限度樣品為標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)人員需經(jīng)過培訓(xùn)后才可以上崗作業(yè)。第36頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇性能----FG信號(hào)風(fēng)扇除正負(fù)兩條電源線以外,還有第三條導(dǎo)線,輸出FG信號(hào)。FG信號(hào)的作用是供主板計(jì)算風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,還有當(dāng)風(fēng)扇出現(xiàn)異常停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),信號(hào)線輸出高壓信號(hào)反饋給主板報(bào)警。3Pin風(fēng)扇無方波或波形有長短波，突波，都可能導(dǎo)致主板無法測(cè)速或出現(xiàn)測(cè)速誤差。第37頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇性能----PWM信號(hào)Intel為新型LGA775CPU設(shè)計(jì)了智能CPU風(fēng)扇控制功能。該功能必須配合4Pin

風(fēng)扇來實(shí)現(xiàn)，其中一條就是PWM信號(hào)線。該功能可以自動(dòng)調(diào)節(jié)CPU風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，當(dāng)CPU工作溫度較低時(shí)，風(fēng)扇運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下；當(dāng)CPU工作溫度較高時(shí)，CPU風(fēng)扇則運(yùn)行在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下。第38頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇的應(yīng)用應(yīng)用于notebookcooler:2010、2507、2510、3007、3010、4007、4010等。應(yīng)用于GPU\VGAcooler：4007、4010、5010等。應(yīng)用于CPUcooler：5010、5015、6010、6015、6025、7015、7025、8025、9025等。應(yīng)用于powercooler：8025、9025、12025等。應(yīng)用于HDDcooler：5010、6010、7015等。應(yīng)用于systemcooler：8025、9025、12025等。第39頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇使用注意事項(xiàng)取用風(fēng)扇，拿取外框兩側(cè)，不可拉扯導(dǎo)線。第40頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇使用注意事項(xiàng)取用風(fēng)扇，不可碰觸或擠壓扇葉與外框。第41頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇使用注意事項(xiàng)風(fēng)扇嚴(yán)禁掉落地面，或敲擊外框任何面。第42頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇使用注意事項(xiàng)風(fēng)扇電源需依照規(guī)格電壓安裝使用第43頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)扇料號(hào)編碼原則RA-D-4010-D-M-3-01123