风扇结构原理演示幻灯片

1,風扇結構原理,邢志峰,2005/4/15,2,概述,在電腦的功能越來越強大的同時，其內部所產生的熱量就越來越多，因電子產品在高溫狀態下運作容易產生不穩定現象，所以熱量能妥善的排除成為一個重要問題，有效且快速地排除大功率元件之廢熱能降低系統溫度，使其在合適之工作溫度下運作，自然而然增加產品的穩定性。為有效的將熱量帶出至機殼外部，使用風扇是最經濟的一種方法，風扇葉輪經由馬達的帶動將電能轉為機械能，能量藉由葉片的傳遞致使氣體流動，增加空問內的對流係數，而利用壓力的變化及速度的增加所產生的流動，將多餘的熱量帶走以達到散熱的目的,3,目錄,風扇的原理風扇結構,4,風扇的原理,安培右手定則:當電流通過導體時,導體周圍會產生磁場磁場原理:同極相斥;異極相吸直流風扇原理:在扇葉內部置入充有磁性橡膠磁環,形成永磁的外部磁場.通電矽鋼片上兩組線圈,矽鋼片產生磁場,並使用霍爾感應元件同步偵測控制電路,使纏繞矽鋼片上兩組線圈輪流工作.矽鋼片產生不同磁極,此磁極與橡膠磁環產生吸斥力.當吸斥力大於風扇的靜摩擦力時，扇葉自然轉動。由於霍爾感應元件提供同步信號，扇葉因此得以持續運轉,5,膠磁(永磁體),電路控制:周期性改變電流的方向,從而形成周期性的磁場的方向,N,N,S,S,N,S,N,S,N,N,S,S,N,S,N,S,T1,T3,T2,N,S,N,S,風扇的原理,6,風扇結構,風扇結構組成轉子風扇流場轉子磁路定轉子聯接部分定子定子磁路軸承系統風扇外框,轉子,定子,風扇結構組成,7,風扇結構-設計的因素,影響結構設計的因素：尺寸規格,外觀要求風壓風量的要求噪音要求轉速范圍風扇輸出功率環境要求.功能要求等,8,風扇結構-設計的因素,9,風扇結構-組立圖,10,風扇結構-爆炸圖,11,風扇結構-風扇流場,氣流的產生風扇葉片旋轉，將葉片所在體積內的空氣粒子推動下移，導致此區域進風口處空氣壓力持續下降，出風口處空氣壓力持續上升，造成整個風扇葉片區域的軸向空氣壓力上升關系；因進風口外部空氣壓力大於進風口氣壓，引起外部空氣的補充，而補充的空氣也被葉片向高壓區輸送，造成進風口處氣壓的進一步下降，吸引更多的空氣補充此低壓區，如此循環，直到空氣的補充量等於扇業的輸送量等於出風口的空氣湧出量，達到動態平衡。,標准氣壓,氣壓降低,最低氣壓,氣壓上升,最高氣壓,氣壓降低,標准氣壓,轉子,轉子磁路,定轉子聯接部分,風扇流場,12,風扇結構-風扇流場,模擬風扇氣流分布,轉子,轉子磁路,定轉子聯接部分,風扇流場,13,轉子,轉子磁路,定轉子聯接部分,風扇流場,風扇結構-風扇流場,速度分布圖,流線分布圖,出風頭壓力布圖,入風頭壓力布圖,流動方向,流動方向,14,轉子,轉子磁路,定轉子聯接部分,風扇流場,風扇結構-風扇流場,15,扇葉機械設計基准葉片輿框的配合葉片定位膠磁的高度葉片輿絕緣架的配合葉片輿磁框的配合葉片輿軸心的配合,轉子,轉子磁路,定轉子聯接部分,風扇流場,風扇結構-風扇流場,扇葉檢測項目扇葉組立壓入尺寸葉片定位磁框的高度和緊度葉片厚度和葉片抗壓強度軸心栽芯高度和抗壓強度葉片的平衡值,16,風扇結構-轉子磁路,轉子類型內轉子型(a)、外轉子型(b)及軸向氣隙型(c)。內轉子型馬達由於慣量小，多用於位置控制之伺服馬達；外轉子型馬達由於慣量大，較不適用於動作反覆頻繁的場合，而適用於直接驅動的場合，如風扇等；軸向氣隙型馬達可作低轉速之用，適用於唱盤及硬碟等,轉子,定轉子聯接部分,風扇流場,轉子磁路,17,轉子,定轉子聯接部分,風扇流場,轉子磁路,風扇結構-轉子磁路,風扇磁路常用材料：鐵氧體用於常規風扇產品銣鐵硼用於磁場和對馬達轉矩較高的塑磁用於水泵葉輪外殼,鐵氧體,銣鐵硼,塑磁,18,風扇常用的膠磁都為粘结永磁,轉子,定轉子聯接部分,風扇流場,轉子磁路,風扇結構-轉子磁路,粘结永磁顾名思义即用粘结剂将永磁磁粉料粘结在一起时制成的永磁体。其性可用下（1）式剩磁Br=kfMs-(1)式中k-比例常数f-取向度（%）-永磁粉料的填充密度Ms-永磁粉料的饱和磁化强度,19,轉子,定轉子聯接部分,風扇流場,轉子磁路,粘结永磁的分类,成型方式不同进行分类时有挤出注塑压廷和模压等四类,材料分類,20,轉子,定轉子聯接部分,風扇流場,轉子磁路,材料成份,助剂,偶联剂,润滑剂,增塑剂,抗氧化剂,粘結劑,磁粉,材料成份,21,粘结永磁工艺流程,轉子,定轉子聯接部分,風扇流場,轉子磁路,挤出工艺流程,压延成型工艺流程,注塑工艺流程,模压成型工艺流程,22,風扇結構-轉子磁路,轉子,定轉子聯接部分,風扇流場,轉子磁路,23,永磁体的检验及磁测量標准SJ/T10410-10412永磁铁氧体材料GB/T12796-91永磁铁氧体总规范IEC404-8-1硬磁材料的标准规范JISC2501-75永久磁铁的试验方法（日本工业化标准）JISC2502-75永久磁铁材料（日本工业化标准）PIN17410-77永磁材料交货技朮条件（西德标准）MMPA0100-81永磁标准规范（美国磁性材料制造商协会标准）MMPAPMG-88永磁指南,轉子,定轉子聯接部分,風扇流場,轉子磁路,風扇結構-轉子磁路,24,轉子,定轉子聯接部分,風扇流場,轉子磁路,風扇結構-轉子磁路,三維磁場量測系統,25,轉子,風扇流場,轉子磁路,定轉子聯接部分,定轉子聯接部分,26,轉子,風扇流場,轉子磁路,定轉子聯接部分,定轉子聯接部分,扇葉軸心設計基准軸心輿葉片的配合軸心輿軸承的配合,27,軸心常用材料,轉子,風扇流場,轉子磁路,定轉子聯接部分,28,定子磁路,定子結構磁路設計電器設計機械設計,定子,