Splošno znanje za izbiro hladilnih ventilatorjev

I. Splošno osnovno znanje za izbiro hladilnega ventilatorja

Pri izbiri ventilatorjev je treba potrditi naslednje bistvene informacije:

★ Velikost dimenzije ventilatorja

★ Preverite, ali je ventilator tipa DC (enosmerni tok) ali AC (izmenični tok).

★ Nazivna napajalna napetost:

Možnosti AC: 220V, 110V, 380V; Možnosti DC: 5V, 12V, 24V, 36V, 48V

★ Vrsta ležaja: kroglični ali drsni ležaj

★ Pretok zraka in vrtilna hitrost (npr. kubični metri na minuto, kubični čevlji na minuto)

★ Vrednost statičnega tlaka

Razpon parametrov izbire ventilatorja

- Napetost: 3V ~ 220V

- Mere: 20 mm ~ 280 mm

- Hitrost vrtenja: 2000 ~ 25000 RPM

- Najmanjši hrup: 20 dBA

- Funkcionalne lastnosti: regulacija hitrosti PWM, zaznavanje signala hitrosti FG, alarm izgube vrtenja RD, samodejni-ponovni zagon AS, zaščita pred obratno polarnostjo

- Zaščitna zmogljivost: samodejna-obnovitvena zaščita, pod-napetostna zaščita, prena-napetostna zaščita, IP68 vodoodporen,-odporen na vlago, proti-koroziji, odpornost na slano prho

- Material: PBT plastika (UL94V-0 zaviralec gorenja, RoHS 2.0 okoljsko skladen)

- Kategorije ležajev: kroglični ležaj, hidravlični ležaj, drsni ležaj

II. Uvod v vrste ležajev

Drsni ležaj

Pri tradicionalni zasnovi brezkrtačnega enosmernega motorja ventilatorja potekata sklop rotorja ventilatorja in njegova osrednja gred skozi drsni ležaj, ki je vrtljivo pritrjen na sredino statorja motorja. Med rotorjem in statorjem ter med jedrom gredi in ležajem se vzdržuje pravilna razdalja, da se prepreči zagozditev gredi in blokirano vrtenje.

Po vhodu napajanja stator ustvari induciran magnetni pretok med rotorjem in statorjem. To magnetno polje, ki ga krmili pogonsko vezje, poganja vrtenje ventilatorja. Običajna struktura motorja ventilatorja vključuje samo en rotor ventilatorja, en stator in eno pogonsko vezje; vrti se z magnetno indukcijo z gredjo, ki je vrtljiva znotraj drsnega ležaja.

Prednosti drsnega ležaja

A. Odporen na fizične udarce, manj poškodb med transportom

B. Nizki stroški, z veliko cenovno prednostjo pred krogličnimi ležaji

Slabosti drsnega ležaja

A. Prah iz okolice se med delovanjem ventilatorja vleče v jedro motorja in se meša z mazivom okoli ležaja, da nastane blato, ki povzroča hrup med delovanjem ali celo popolnoma zaklene ventilator

B. Notranja izvrtina ležaja se zlahka obrabi, kar vodi do krajše življenjske dobe

C. Ni primeren za prenosne izdelke

D. Ozka zračnost med ležajem in jedrom gredi povzroči slab zagon motorja

E. Visoko{1}}temperaturni plin, ki nastane zaradi trenja med jedrom gredi in ležajem, blokirajo zadrževalniki olja in podložke na obeh koncih ležaja, pri čemer nastanejo nitridi, ki zamašijo zračnost in ovirajo gladko vrtenje ventilatorja

Kroglični ležaj

Kroglični ležaji temeljijo na kotalnih kovinskih kroglah s točkovnim stikom, kar omogoča enostaven zagon. Vzmet je usklajena s krogličnim ležajem, da potisne njegov zunanji kovinski obroč, tako da celotna teža rotorja ventilatorja počiva na krogličnem ležaju s posredno vzmetno podporo. Ta zasnova ustreza prenosnim izdelkom, ki se uporabljajo pod različnimi koti nagiba, vendar je treba preprečiti padce in močne udarce, da se izognete poškodbam ležajev, čezmernemu hrupu in skrajšani življenjski dobi.

Prednosti krogličnih ležajev

A. Točkovno{1}}valjanje kovinskih krogel omogoča enostaven zagon

B. Velja za prenosne izdelke, ki se pogosto uporabljajo pod različnimi koti namestitve (izogibajte se naključnemu padcu ali udarcu)

C. Daljša življenjska doba v primerjavi z drsnimi ležaji

Slabosti krogličnih ležajev

A. Krhka nosilna struktura, ki ne prenese težkih fizičnih udarcev

B. Kotaleče se kovinske krogle proizvajajo glasnejši hrup med delovanjem motorja

C. Višji stroški na enoto, pomanjkanje stroškovne konkurenčnosti v primerjavi z drsnimi ležaji

D. Nestabilna dobava in nadzorovana količina krogličnih ležajev

E. Zasnova pozicioniranja,-ki temelji na vzmeti, otežuje montažo

III. Načela delovanja ventilatorja

Načelo delovanja DC ventilatorjev

Po Amperovem -pravilu desne roke tok, ki teče skozi prevodnik, ustvari okoliško magnetno polje. Če je prevodnik nameščen znotraj drugega fiksnega magnetnega polja, bodo nastale privlačne ali odbojne sile, ki bodo poganjale gibanje.

Pred-magnetizirani gumijasti magnet je pritrjen znotraj lopatic ventilatorja za enosmerni tok. Dva sklopa tuljav sta navita okoli jedra iz silicijevega jekla na osi, skupaj s senzorjem Hallovega efekta kot sinhrono enoto za zaznavanje za krmiljenje preklopnega vezja. To vezje izmenično napaja dva niza tuljav in ustvarja izmenične magnetne pole na jedru iz silicijevega jekla. Privlačnost in odbojnost med temi poli in gumijastim magnetom premagata statično trenje ventilatorja za vrtenje lopatic. Hallov senzor zagotavlja stalne sinhrone signale za vzdrževanje vrtenja, smer vrtenja pa sledi Flemingovemu pravilu-desne roke.

Načelo delovanja AC ventilatorjev

Ventilatorji za izmenični tok se razlikujejo od ventilatorjev za enosmerni tok: napajalna napetost izmeničnega toka nenehno menja pozitivno in negativno polariteto, za razliko od fiksne enosmerne napetosti. Za izmenično napajanje tuljave in ustvarjanje izmeničnih magnetnih polj je potrebno namensko krmilno vezje.

Hitrost preklapljanja magnetnih polov na jedru iz silicijevega jekla je določena s fiksno frekvenco omrežja AC. Višja frekvenca vodi do hitrejšega menjavanja magnetnega polja in teoretično višje vrtilne hitrosti, podobno kot več parov polov poveča hitrost ventilatorja DC. Vendar pa bo previsoka frekvenca povzročila slab zagon.

IV. Specifikacije hrupa

Hrup ventilatorja se meri v brezehoični komori s hrupom v ozadju pod 15 dBA. Preskusni ventilator deluje v prostem zraku z merilnikom ravni zvoka, nameščenim 1 meter stran od dovoda zraka.

Vrednosti hrupa ventilatorja so prikazane kot raven zvočnega tlaka (SPL) po oktavnih pasovih. Zaznavni učinek sprememb dBA je prikazan spodaj:

Sprememba A. 3 dBA: Komaj zaznavna

B. 5 dBA sprememba: Jasno opazna

Sprememba C. 10 dBA: Zaznavamo ga kot dvakrat glasnejšega

Klasifikacija ravni hrupa

A. 0 ~ 20 dBA: zelo šibek

B. 20 ~ 40 dBA: Slabo

C. 40 ~ 60 dBA: zmerno

D. 60 ~ 80 dBA: glasno

E. 80 ~ 100 dBA: Zelo glasno

F. 100 ~ 140 dBA: oglušujoče

V. Stopnja pretoka zraka in definicije enot

(Kliknite: tabela za samodejno pretvorbo zračnega toka in statičnega tlaka)

- CFS: kubični čevlji na sekundo (ft³/s)

- CFM: kubični čevlji na minuto (ft³/min)

- CMS: kubični meter na sekundo (m³/s)

- CMM: kubični meter na minuto (m³/min)

- CMH: kubični meter na uro (m³/h)

- L/s: liter na sekundo

- L/min: liter na minuto

VI. Statični tlak in definicije enot

Razlage enot za statični tlak

- N (Newton): 1 N=0.101097 kgf

- Pa (Pascal): 1 Pa=1 N/m²

- mmAq (Aq=Aqua, kar pomeni vodni stolpec, napisano tudi mmH₂O): 1 mmAq=1 kg/m²

- atm (standardni atmosferski tlak): 1 atm je enak 760 mmHg pod suhim zrakom 0 stopinj. Živo srebro je 13,5947-krat gostejše od vode, zato je 1 atm enakovreden tudi 10332 mmH₂O

- bar: 1 bar=10⁵ Pa

Opredelitev prostornine zraka

Prostornina zraka (količina zraka/kapaciteta) se nanaša na prostornino zraka, ki jo vsesa puhalo na časovno enoto, označeno kot Q (m³/min) za vstopni zrak. Prostornina plina se spreminja s tlakom in temperaturo; zato morajo meritve prostornine izpustnega zraka določati tlak in temperaturo okolice, od tod tudi izraz "prostornina vsesanega zraka".

Standardna klimatska naprava

Vlažen zrak pri 20 stopinjah, atmosferski tlak 760 mmHg in 65% relativna vlažnost; specifična teža=1.2 kg/m³

Referenčna klimatska naprava

Suh zrak pri 0 stopinjah, atmosferskem tlaku 760 mmHg in relativni vlažnosti 0 %; specifična teža=1.293 kg/m³, izražena kot Nm³/min (normalni kubični metri na minuto)

VII. Ocena zaščite pred vdorom (IP).

Ocene IP so nabor fizičnih standardov, opredeljenih v IEC 60529 (BS EN 60529:1991). Vsaka ocena IP je sestavljena iz dveh števk (npr. IP55):

1. Prva številka določa zaščito pred stikom s človekom in trdimi delci

2. Druga številka določa zaščito pred vdorom tekoče vode

Referenčni temperaturni razredi izolacije motorja

Najvišje dovoljene delovne temperature izolacijskih sistemov standardizira Nacionalno združenje proizvajalcev električne opreme (NEMA):

Formula za pretvorbo temperature: T(stopnja F)=T(stopina) × 9/5 + 32

Dovoljeno povišanje temperature se izračuna glede na osnovno temperaturo okolja 40 stopinj.

Skupna delovna temperatura=Osnovna temperatura okolja + dovoljen dvig temperature + meja vroče točke tuljave.

Primer za izolacijo razreda F: 40 stopinj + 105 stopinj + 10 stopinj=155 stopinj

Motorji ne smejo neprekinjeno delovati pri najvišji nazivni temperaturi. Življenjska doba se prepolovi za vsakih 10 stopinj dviga nad nazivno temperaturo.

Izolacija razreda B se pogosto uporablja za 60Hz severnoameriške motorje; Izolacija razreda F je standardna za globalne 50Hz motorje.