Conhecimento comum para seleção de ventiladores de resfriamento

I. Conhecimento básico geral para seleção de ventiladores de resfriamento

As seguintes informações essenciais devem ser confirmadas na seleção dos ventiladores:

★ Tamanho da dimensão do ventilador

★ Confirme se o ventilador é do tipo DC (Corrente Contínua) ou AC (Corrente Alternada)

★ Tensão nominal de alimentação:

Opções CA: 220V, 110V, 380V; Opções CC: 5V, 12V, 24V, 36V, 48V

★ Tipo de rolamento: Rolamento de esferas ou rolamento de luva

★ Taxa de fluxo de ar e velocidade de rotação (por exemplo, metros cúbicos por minuto, pés cúbicos por minuto)

★ Valor da pressão estática

Faixa de parâmetros de seleção de ventilador

- Tensão: 3V ~ 220V

- Dimensão: 20 mm ~ 280 mm

- Velocidade de rotação: 2.000 ~ 25.000 RPM

- Ruído mínimo: 20 dBA

- Recursos funcionais: regulação de velocidade PWM, detecção de sinal de velocidade FG, alarme de perda de rotação RD, reinicialização automática-AS, proteção contra polaridade reversa

- Desempenho de proteção: proteção de-recuperação automática, proteção contra sub-tensão, proteção contra sobre-tensão, IP68 à prova d'água, à prova de umidade-, anti-corrosão, resistência à névoa salina

- Material: plástico PBT (retardador de chama UL94V-0, compatível com RoHS 2.0 ambiental)

- Categorias de rolamento: rolamento de esferas, rolamento hidráulico, rolamento de luva

II. Introdução aos tipos de rolamentos

Rolamento de luva

No projeto tradicional de motor de ventilador CC sem escovas, o conjunto do rotor do ventilador e seu eixo central passam através do mancal deslizante, que é fixado de forma articulada no centro do estator do motor. Uma folga adequada é mantida entre o rotor e o estator, bem como entre o núcleo do eixo e o rolamento para evitar emperramento do eixo e rotação bloqueada.

Após a entrada da fonte de alimentação, o estator gera fluxo magnético induzido entre o rotor e o estator. Controlado pelo circuito de acionamento, este campo magnético impulsiona a rotação do ventilador. A estrutura convencional do motor do ventilador inclui apenas um rotor do ventilador, um estator e um circuito de acionamento; ele gira por indução magnética com o eixo girado dentro do mancal deslizante.

Vantagens do rolamento de luva

A. Resistente ao impacto físico, menos danos durante o transporte

B. Baixo custo, com grande vantagem de preço em relação aos rolamentos de esferas

Desvantagens do rolamento de luva

A. A poeira ambiente é atraída para o núcleo do motor durante a operação do ventilador, misturando-se com o lubrificante ao redor do rolamento para formar lama, o que cria ruído de funcionamento ou até mesmo trava completamente o ventilador.

B. O furo interno do rolamento desgasta-se facilmente, levando a uma vida útil mais curta

C. Não é adequado para produtos portáteis

D. A folga estreita entre o rolamento e o núcleo do eixo resulta em baixo desempenho de partida do motor

E. O gás-de alta temperatura gerado pelo atrito entre o núcleo do eixo e o rolamento é bloqueado por retentores de óleo e arruelas em ambas as extremidades do rolamento, formando nitretos que obstruem a folga e dificultam a rotação suave do ventilador

Rolamento de esferas

Os rolamentos de esferas contam com esferas metálicas rolantes com contato pontual, o que permite fácil inicialização. Uma mola é combinada com o rolamento de esferas para empurrar seu anel de metal externo, de modo que todo o peso do rotor do ventilador repouse sobre o rolamento de esferas com suporte indireto de mola. Este design se adapta a produtos portáteis usados ​​em vários ângulos de inclinação, embora quedas e choques fortes devam ser evitados para evitar danos aos rolamentos, ruído excessivo e redução da vida útil.

Vantagens do rolamento de esferas

A. A laminação-de contato pontual de esferas metálicas facilita a inicialização

B. Aplicável a produtos portáteis frequentemente operados em diferentes ângulos de posicionamento (evitar quedas ou impactos aleatórios)

C. Vida útil mais longa em comparação com rolamentos deslizantes

Desvantagens do rolamento de esferas

A. Estrutura de suporte frágil que não suporta impactos físicos pesados

B. Esferas metálicas rolantes produzem ruído mais alto durante a operação do motor

C. Custo unitário mais alto, sem competitividade de custos em relação aos rolamentos deslizantes

D. Fornecimento instável e quantidade controlável de rolamentos de esferas

E. O design de posicionamento-baseado em Spring complica o trabalho de montagem

III. Princípios de funcionamento do ventilador

Princípio operacional de ventiladores DC

De acordo com a regra da mão direita-de Ampère, a corrente que passa por um condutor gera um campo magnético circundante. Se o condutor for colocado dentro de outro campo magnético fixo, serão produzidas forças atrativas ou repulsivas para impulsionar o movimento.

Um ímã de borracha pré{0}}magnetizado é preso dentro das pás de uma ventoinha CC. Dois conjuntos de bobinas são enrolados em torno do núcleo de aço silício no eixo, emparelhados com um sensor de efeito Hall como uma unidade de detecção síncrona para controlar um circuito de comutação. Este circuito alterna a alimentação dos dois conjuntos de bobinas, gerando pólos magnéticos alternados no núcleo de aço silício. A atração e repulsão entre esses pólos e o ímã de borracha superam o atrito estático do ventilador para girar as pás. O sensor Hall fornece sinais síncronos contínuos para sustentar a rotação, e a direção da rotação segue a regra da mão direita-de Fleming.

Princípio operacional de ventiladores AC

Os ventiladores CA diferem dos ventiladores CC: a tensão de alimentação CA alterna continuamente a polaridade positiva e negativa, ao contrário da tensão CC fixa. Um circuito de controle dedicado é necessário para alternar a energização da bobina e gerar campos magnéticos alternados.

A velocidade de comutação dos pólos magnéticos no núcleo de aço silício é determinada pela frequência fixa da rede CA. Frequências mais altas levam a uma alternância de campo magnético mais rápida e a uma velocidade de rotação teoricamente mais alta, semelhante a como mais pares de pólos aumentam a velocidade do ventilador DC. No entanto, uma frequência excessivamente alta causará um mau desempenho de inicialização.

4. Especificações de ruído

O ruído do ventilador é medido em uma câmara anecóica com ruído de fundo abaixo de 15 dBA. O ventilador de teste funciona ao ar livre, com um medidor de nível sonoro colocado a 1 metro de distância da entrada de ar.

Os valores de ruído do ventilador são plotados como nível de pressão sonora (SPL) em bandas de oitava. O efeito perceptivo das alterações de dBA é mostrado abaixo:

Uma alteração de . 3 dBA: quase imperceptível

Alteração de B. 5 dBA: Claramente perceptível

Alteração de C. 10 dBA: percebida como duas vezes mais alta

Classificação do nível de ruído

A. 0 ~ 20 dBA: Extremamente fraco

B. 20 ~ 40 dBA: fraco

C. 40 ~ 60 dBA: Moderado

D. 60 ~ 80 dBA: Alto

E. 80 ~ 100 dBA: Muito alto

F. 100 ~ 140 dBA: ensurdecedor

V. Taxa de fluxo de ar e definições de unidade

(Clique: Tabela de conversão automática de fluxo de ar e pressão estática)

- CFS: pés cúbicos por segundo (ft³/s)

- CFM: pés cúbicos por minuto (ft³/min)

- CMS: metro cúbico por segundo (m³/s)

- CMM: metro cúbico por minuto (m³/min)

- CMH: Metro Cúbico por Hora (m³/h)

- L/s: Litro por segundo

- L/min: Litro por minuto

VI. Pressão estática e definições de unidade

Explicações sobre unidades de pressão estática

- N (Newton): 1 N=0.101097 kgf

- Pa (Pascal): 1 Pa=1 N/m²

- mmAq (Aq=Aqua, que significa coluna de água, também escrito mmH₂O): 1 mmAq=1 kg/m²

- atm (pressão atmosférica padrão): 1 atm equivale a 760 mmHg sob ar seco de 0 grau. Mercúrio é 13,5947 vezes mais denso que a água, então 1 atm também equivale a 10332 mmH₂O

- barra: 1 barra=10⁵ Pa

Definição de Volume de Ar

O volume de ar (quantidade/capacidade de ar) refere-se ao volume de ar aspirado por um soprador por unidade de tempo, indicado como Q (m³/min) para ar de admissão. O volume do gás muda com a pressão e a temperatura; portanto, as medições do volume do ar de descarga devem especificar a pressão e a temperatura ambiente, daí o termo "volume de ar de admissão".

Ar condicionado padrão

Ar úmido a 20 graus, pressão atmosférica de 760 mmHg e umidade relativa de 65%; peso específico=1.2 kg/m³

Ar Condicionado de Referência

Ar seco a 0 grau, pressão atmosférica de 760 mmHg e umidade relativa de 0%; peso específico=1.293 kg/m³, expresso em Nm³/min (metros cúbicos normais por minuto)

VII. Classificação de proteção de ingresso (IP)

As classificações IP são um conjunto de padrões físicos definidos na IEC 60529 (BS EN 60529:1991). Cada classificação IP consiste em dois dígitos (por exemplo, IP55):

1. O primeiro dígito define a proteção contra contato humano e partículas sólidas

2. O segundo dígito define a proteção contra a entrada de água líquida

Classes de temperatura de isolamento do motor de referência

As temperaturas operacionais máximas permitidas dos sistemas de isolamento são padronizadas pela National Electrical Manufacturers Association (NEMA):

Fórmula de conversão de temperatura: T(grau F)=T(grau) × 9/5 + 32

O aumento de temperatura permitido é calculado em relação a uma temperatura ambiente basal de 40 graus.

Temperatura operacional total=Temperatura ambiente de referência + Aumento de temperatura permitido + Margem de ponto quente da bobina.

Exemplo para isolamento Classe F: 40 graus + 105 graus + 10 graus=155 graus

Os motores não devem funcionar continuamente na temperatura nominal máxima. A vida útil é reduzida pela metade para cada aumento de 10 graus acima da temperatura nominal.

O isolamento Classe B é amplamente utilizado para motores norte-americanos de 60 Hz; O isolamento Classe F é padrão para motores globais de 50 Hz.