直流无刷风扇基础技术

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1、直流无刷风扇基础技术叶松林2007年10月31日Rev.00目录1.风扇基础知识11-1风扇基本材料构成-11-2风扇生产流程71-3风扇基本参数2.风扇转速控制131-1操作电压调整控制131-2温度（热敏电阻）控制132-3脉冲调制控制（PWM控制）132-4电压输入控制141.风扇可靠性及寿命162-1直流风扇可靠性2-2交流风扇寿命161.风扇常见失效171-1风扇不转171-2风扇时转时不转——174-3风扇无法启动174-4风扇声音异常174-5风扇可靠性试验失效1.风扇应用185-1风扇选型185-2风扇典型应用6.风扇技术发展趋势18-227.风扇技术标准说明-22Page1o

2、f22叶松林2007年10月31日1・风扇基础知识风扇按照供电电压类型可分为直流无刷风扇和交流风扇两类，按照入风面和出风血方向上的差异，可以分为轴流风扇和离心风扇，按照轴承不同，也可分为滚珠轴承风扇和含油轴承风扇。直流无刷风扇工作原理：风扇转了上存在磁性橡胶磁铁，电路板上霍尔元件会感应其磁场，以此决定电路对矽钢片上绕线线圈的通断电，两个磁场间产生的吸斥力推动风扇转动，霍尔同步感应橡胶磁铁磁极后再切换通电线圈，从而使风扇可以持续运转。交流风扇运转原理：交流风扇线圈通电方向本身就在不停切换，所以不需要霍尔感应即可产生吸斥力，推动风扇运转。风扇广泛应用在家电、IT、通讯、制冷、暖机、工业、办公等多个

3、领域中，只要是需要增强或加快空气流通的环境都可能选用风扇来完成。目前在风扇业界较有名的厂商有EBMpapst>施乐百、台达、NMB、Nidec、SanyoDenki>Rosenberg>Comairrotron、AVC、ADDA等。下面从风扇的材料构成、生产制程、基本参数作简单的介绍：1-1风扇基本材料构成风扇由转子组合(rotorassembly)、定子组合(statorassembly)>轴承系统(bearingsystem)弹簧(spring)、固定环(ring)以及其他一些辅助材料组成。1-1-1风扇转子转子组合主要包括有扇叶(impeller)、铁壳(case)、磁带(magnet)

4、、轴心(shaft)组成。轴流风扇扇叶一般为翼型(airfoil)叶，离心风扇情况有弧形叶、直板叶、翼型叶，按照扇叶角度又可分为前擎叶和后擎叶。Page2of22叶松林2007年10月31日Rev.00风扇扇叶材质一般为PBT+GF(玻纤)，较大尺寸(12cm以上)的风扇可能会采用金属扇叶，此时的材质可能是PA66、铝或飯金结构（多为SGCC）O1-1-1-2铁壳风扇铁壳一般是转子磁场的载体，在直流风扇上使用的多为SECC冲压，在交流风扇上铁壳兼作驱动磁极使用，所以多为的多为磁性材料35H440o1-1-1-3磁带直流风扇使用的磁带多为BQC14（TDK型号），交流风扇使用铁芯磁极，多使用矽钢

5、片叠片（可参考矽钢片环节的说明），不使用橡胶磁带。1-1-1-4轴心轴心一般选用SUS不锈钢材料车削加工，直流无刷风扇一般选用材质SUS420o1-1-2定子组合2007年10月31HRev.00定子即风扇上不转动的部分。对直流无刷风扇而言，它包括有矽钢片、漆包线、电路板、固定框等；对交流风扇而言，它包括有矽钢片、绕线、固定框。一般直接将绕线线圈叫做定子。1-1-2-1矽钢片矽钢片一般是含硅量在0•旷4.8%的硅钢，低硅片含硅2.8%以下，它具有一定机械强度，主要用于制造电机，俗称电机硅钢片；高硅片含硅量为2.8%・4.8%,它具冇磁性好，但较脆，主要用于制造变压器铁芯，俗称变压器硅钢片。风扇

6、常用材质为35H440（日本牌号），冲压单片后采用叠片堆砌的方式，层与层之间绝缘。1-1-2-2漆包线漆包线一般为铜线外部包一层绝缘膜，绝缘膜不同其耐温也不一样,多数风扇制造厂商选用（聚胺基甲酸脂漆包线（型号为UEW),它以Polyester-thane树脂为主体的油脂为绝缘皮膜烤漆於导体而成;其的最大特性为可直接焊锡且耐热等级为130°C（B级），如果耐温达不到要求，则可能选用聚脂漆包线（型号为PEW）,它以Polyester树脂为主体油脂为绝缘皮膜烤漆於导体而成;其的耐热等级为155°C（F级）。1-1-2-3电路板一般交流风扇没有电路板，直流无刷风扇用电路板控制风扇磁极切换,以达到驱动的

7、目的。风扇电路板裸板材质为FR-4,一般厚度分为0.8mm>1.0mm>1.2mm,又可分为单层板、双层板、四层板。1-1-2-4固定框风扇的扇框一般起固定作用，因为定子固定在上面，同时固定风扇也是利用扇框上的安装孔。风扇扇框另外一个作用就是导流，部分风扇设计时设计了导流叶，则导流后静压就更好，从而提高风扇的使用特性。2007年10月31HRev.001-1-3轴承系统轴承是风扇寿命关键器件，其类