電腦風扇的結構和調速原理詳解

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[導讀:]電腦風扇的結構和調速原理詳解

風扇是目前電腦中更常用的一種強制冷卻設備。風扇由電機、軸承、葉片和殼體幾個部分構成。電機是風扇的動力來源,風扇的轉速高低、勁頭大小都取決于電機的性能。普通風扇一般只幾元錢一只,而一些高檔風扇卻賣幾百元一只。價格上的巨大差異,并不因為軸承類型和扇葉形狀、氣流方向等方面,而主要因為風扇電機性能上的差異,一臺好的風扇關鍵是有一臺好的電機。高檔風扇的控制功能很強一、直流電機的基本工作原理 
 根據供電方式的不同,電機有直流電機和交流電機兩種類型。電腦中使用的風扇電機為直流電機,供電電壓為+12V,轉速在1000~10000轉/分之間。  直流電機是將直流電能轉換為機械能的旋轉機械。它由定子、轉子和換向器三個部分組成,

有刷直流電機的構造 
 定子(即主磁極)被固定在風扇支架上,是電機的非旋轉部分。 
 轉子中有兩組以上的線圈,由漆包線繞制而成,稱之為繞組。當繞組中有電流通過時產生磁場,該磁場與定子的磁場產生力的作用。由于定子是固定不動的,因此轉子在力的作用下轉動。 
 換向器是直流電動機的一種特殊裝置,由許多換向片組成,每兩個相鄰的換向片中間是絕緣片。在換向器的表面用彈簧壓著固定的電刷,使轉動的電樞繞組得以同外電路聯接。當轉子轉過一定角度后,換向器將供電電壓接入另一對繞組,并在該繞組中繼續產生磁場??梢?,由于換向器的存在,使電樞線圈中受到的電磁轉矩保持不變,在這個電磁轉矩作用下使電樞得以旋轉,,電機的結構也較為復雜。由于風扇電機的技術含量越來越高,如果對其細節不甚了解,就難以正確地安裝和使用。

無刷直流電機原理圖 
 轉子利用軸承與外殼之間實現動配合。風扇的扇葉固定在轉子上,因此,當轉子旋轉時,扇葉將與轉子一起轉動起來。普通風扇一般采用滾珠軸承,而高檔風扇為了提高運轉的穩定性和增加使用壽命,通常采用更為優秀的液態軸承

二、有刷電機與無刷電機 
 如前所述,直流電機是利用碳刷實現換向的。由于碳刷存在摩擦,使得電刷乃至電機的壽命減短。同時,電刷在高速運轉過程中會產生火花,還會對周圍的電子線路形成干擾。為此,人們發明了一種無需碳刷的直流電機,通常也稱作無刷電機(brushless motor)。 
 無刷電機將繞組作為定子,而永久磁鐵作為轉子,結構上與有刷電機正好相反。無刷電機采用電子線路切換繞組的通電順序,產生旋轉磁場,推動轉子做旋轉運動

無刷電機由于沒有碳刷,無需維護壽命長,速度調節精度高。因此,無刷電機正在迅速取代傳統的有刷電機,帶變頻技術的家用電器(如變頻空調、變頻電冰箱等)就是使用了無刷電機,目前散熱風扇中幾乎全部使用無刷電機。 三、變頻電機工作原理 
 圖8(a)是拆開的風扇電機的照片,風扇采用的是變頻電機,這從線圈所在的位置就可以辨認出來。圖8(b)是變頻電機控制電路板,控制芯片將集DSP功能與驅動器于一體,簡化了電路結構。通過對控制芯片編程,可改變電機轉速。

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