Allgemeinwissen zur Auswahl von Kühlventilatoren

I. Allgemeines Grundwissen zur Auswahl eines Kühlventilators

Bei der Auswahl der Ventilatoren sind folgende wesentliche Informationen zu beachten:

★ Lüftergröße

★ Bestätigen Sie, ob der Lüfter vom Typ DC (Gleichstrom) oder AC (Wechselstrom) ist

★ Nennversorgungsspannung:

Wechselstromoptionen: 220 V, 110 V, 380 V; Gleichstromoptionen: 5 V, 12 V, 24 V, 36 V, 48 V

★ Lagertyp: Kugellager oder Gleitlager

★ Luftdurchsatz und Drehzahl (z. B. Kubikmeter pro Minute, Kubikfuß pro Minute)

★ Statischer Druckwert

Parameterbereich für die Ventilatorauswahl

- Spannung: 3V ~ 220V

- Abmessung: 20 mm ~ 280 mm

- Drehzahl: 2000 ~ 25000 U/min

- Mindestgeräusch: 20 dBA

- Funktionsmerkmale: PWM-Geschwindigkeitsregelung, FG-Geschwindigkeitssignalerkennung, RD-Rotationsverlustalarm, automatischer AS-Neustart-, Verpolungsschutz

- Schutzleistung: Automatischer-Wiederherstellungsschutz, Unter-Spannungsschutz, Über-Spannungsschutz, IP68 wasserdicht, feuchtigkeitsbeständig, {{6}Korrosionsschutz, Salzsprühbeständigkeit

- Material: PBT-Kunststoff (flammhemmend nach UL94V-0, umweltfreundlich RoHS 2.0)

- Lagerkategorien: Kugellager, Hydrauliklager, Gleitlager

II. Einführung in Lagertypen

Gleitlager

Bei herkömmlichen bürstenlosen Gleichstromlüftermotoren verlaufen die Lüfterrotorbaugruppe und ihre zentrale Welle durch das Gleitlager, das schwenkbar in der Mitte des Motorstators befestigt ist. Zwischen Rotor und Stator sowie zwischen Wellenkern und Lager wird ein ausreichender Abstand eingehalten, um ein Blockieren der Welle und eine blockierte Rotation zu vermeiden.

Nach der Stromversorgung erzeugt der Stator einen induzierten Magnetfluss zwischen Rotor und Stator. Dieses von der Antriebsschaltung gesteuerte Magnetfeld treibt die Lüfterrotation an. Die herkömmliche Lüftermotorstruktur umfasst nur einen Lüfterrotor, einen Stator und einen Antriebskreis; Es dreht sich durch magnetische Induktion, wobei die Welle im Gleitlager schwenkbar ist.

Vorteile von Gleitlagern

A. Beständig gegen physische Stöße, weniger Transportschäden

B. Niedrige Kosten, mit großem Preisvorteil gegenüber Kugellagern

Nachteile des Gleitlagers

A. Während des Lüfterbetriebs wird Umgebungsstaub in den Motorkern gesaugt, vermischt sich mit dem Schmiermittel um das Lager herum und bildet Schlamm, der Laufgeräusche verursacht oder den Lüfter sogar vollständig blockiert

B. Die Innenbohrung des Lagers verschleißt leicht, was zu einer kürzeren Lebensdauer führt

C. Nicht für tragbare Produkte geeignet

D. Ein geringer Abstand zwischen Lager und Wellenkern führt zu einer schlechten Startleistung des Motors

E. Hochtemperaturgas, das durch Reibung zwischen Wellenkern und Lager entsteht, wird durch Ölhalter und Unterlegscheiben an beiden Enden des Lagers blockiert und bildet Nitride, die den Spalt verstopfen und eine gleichmäßige Lüfterrotation behindern

Kugellager

Kugellager basieren auf rollenden Metallkugeln mit Punktkontakt, was eine einfache Inbetriebnahme ermöglicht. Auf das Kugellager ist eine Feder abgestimmt, die gegen den äußeren Metallring drückt, sodass das gesamte Gewicht des Lüfterrotors mit indirekter Federunterstützung auf dem Kugellager ruht. Dieses Design eignet sich für tragbare Produkte, die in verschiedenen Neigungswinkeln verwendet werden. Allerdings müssen Stürze und starke Stöße verhindert werden, um Lagerschäden, übermäßigen Lärm und eine verkürzte Lebensdauer zu vermeiden.

Vorteile von Kugellagern

A. Das Punktkontaktwalzen von Metallkugeln ermöglicht einen einfachen Start

B. Gilt für tragbare Produkte, die häufig in unterschiedlichen Aufstellungswinkeln betrieben werden (zufälliges Herunterfallen oder Aufprall vermeiden).

C. Längere Lebensdauer im Vergleich zu Gleitlagern

Nachteile von Kugellagern

A. Zerbrechliche Tragstruktur, die starken physischen Stößen nicht standhalten kann

B. Rollende Metallkugeln erzeugen beim Motorbetrieb lautere Geräusche

C. Höhere Stückkosten, mangelnde Kostenwettbewerbsfähigkeit gegenüber Gleitlagern

D. Instabile Versorgung und kontrollierbare Menge an Kugellagern

E. Das auf Federn- basierende Positionierungsdesign erschwert die Montagearbeit

III. Funktionsprinzipien der Ventilatoren

Funktionsprinzip von Gleichstromventilatoren

Gemäß der Ampere-Regel für die rechte Hand erzeugt Strom, der durch einen Leiter fließt, ein umgebendes Magnetfeld. Wenn der Leiter in einem anderen festen Magnetfeld platziert wird, werden anziehende oder abstoßende Kräfte erzeugt, um die Bewegung anzutreiben.

Ein vor-magnetisierter Gummimagnet ist in den Flügeln eines Gleichstromventilators angebracht. Zwei Spulensätze sind an der Achse um den Siliziumstahlkern gewickelt und mit einem Hall-Effekt-Sensor als synchrone Erkennungseinheit zur Steuerung eines Schaltkreises gekoppelt. Dieser Schaltkreis versorgt die beiden Spulensätze abwechselnd mit Strom und erzeugt so abwechselnde Magnetpole auf dem Siliziumstahlkern. Die Anziehung und Abstoßung zwischen diesen Polen und dem Gummimagneten überwindet die Haftreibung des Lüfters und dreht die Flügel. Der Hall-Sensor liefert kontinuierlich synchrone Signale, um die Rotation aufrechtzuerhalten, und die Rotationsrichtung folgt Flemings Rechtshänder-Regel.

Funktionsprinzip von AC-Lüftern

AC-Lüfter unterscheiden sich von DC-Lüftern: Die AC-Versorgungsspannung wechselt im Gegensatz zur festen Gleichspannung kontinuierlich die positive und negative Polarität. Für die abwechselnde Erregung der Spule und die Erzeugung magnetischer Wechselfelder ist ein spezieller Steuerkreis erforderlich.

Die Schaltgeschwindigkeit der Magnetpole auf dem Siliziumstahlkern wird durch die feste Frequenz des Wechselstromnetzes bestimmt. Eine höhere Frequenz führt zu einem schnelleren Wechsel des Magnetfelds und theoretisch zu einer höheren Drehzahl, ähnlich wie mehr Polpaare die Drehzahl des Gleichstromlüfters erhöhen. Eine zu hohe Frequenz führt jedoch zu einer schlechten Startleistung.

IV. Geräuschspezifikationen

Der Lüfterlärm wird in einem schalltoten Raum mit Hintergrundgeräuschen unter 15 dBA gemessen. Der Testventilator läuft im Freien, wobei ein Schallpegelmesser 1 Meter vom Lufteinlass entfernt angebracht ist.

Die Lüftergeräuschwerte werden als Schalldruckpegel (SPL) über Oktavbänder hinweg aufgetragen. Der wahrnehmungsbezogene Effekt von dBA-Änderungen ist unten dargestellt:

A. 3 dBA-Änderung: Kaum wahrnehmbar

B. 5 dBA-Änderung: Deutlich wahrnehmbar

C. 10 dBA-Änderung: Wird als doppelt so laut wahrgenommen

Klassifizierung des Geräuschpegels

A. 0 ~ 20 dBA: Extrem schwach

B. 20 ~ 40 dBA: Schwach

C. 40 ~ 60 dBA: Moderat

D. 60 ~ 80 dBA: Laut

E. 80 ~ 100 dBA: Sehr laut

F. 100 ~ 140 dBA: Ohrenbetäubend

V. Luftdurchsatz und Einheitendefinitionen

(Klicken Sie auf: Automatische Umrechnungstabelle für Luftstrom und statischen Druck)

- CFS: Kubikfuß pro Sekunde (ft³/s)

- CFM: Kubikfuß pro Minute (ft³/min)

- CMS: Kubikmeter pro Sekunde (m³/s)

- CMM: Kubikmeter pro Minute (m³/min)

- CMH: Kubikmeter pro Stunde (m³/h)

- L/s: Liter pro Sekunde

- L/min: Liter pro Minute

VI. Statischer Druck und Einheitendefinitionen

Erläuterungen zur Einheit des statischen Drucks

- N (Newton): 1 N=0.101097 kgf

- Pa (Pascal): 1 Pa=1 N/m²

- mmAq (Aq=Aqua, was Wassersäule bedeutet, auch mmH₂O geschrieben): 1 mmAq=1 kg/m²

- atm (Standardatmosphärendruck): 1 atm entspricht 760 mmHg bei 0 Grad trockener Luft. Quecksilber ist 13,5947-mal dichter als Wasser, daher entspricht 1 atm auch 10332 mmH₂O

- bar: 1 bar=10⁵ Pa

Definition des Luftvolumens

Unter Luftvolumen (Luftmenge/Kapazität) versteht man das Luftvolumen, das von einem Gebläse pro Zeiteinheit angesaugt wird, bezeichnet als Q (m³/min) für Ansaugluft. Das Gasvolumen ändert sich mit Druck und Temperatur; Daher müssen bei Messungen des Abluftvolumens der Umgebungsdruck und die Umgebungstemperatur angegeben werden, daher der Begriff „Ansaugluftvolumen“.

Standard-Klimaanlage

Feuchte Luft bei 20 Grad, 760 mmHg Luftdruck und 65 % relativer Luftfeuchtigkeit; spezifisches Gewicht=1.2 kg/m³

Referenzklimaanlage

Trockene Luft bei 0 Grad, 760 mmHg Luftdruck und 0 % relativer Luftfeuchtigkeit; spezifisches Gewicht=1.293 kg/m³, ausgedrückt als Nm³/min (Normalkubikmeter pro Minute)

VII. Schutzart (IP).

IP-Bewertungen sind eine Reihe physikalischer Standards, die in IEC 60529 (BS EN 60529:1991) definiert sind. Jede IP-Bewertung besteht aus zwei Ziffern (z. B. IP55):

1. Die erste Ziffer definiert den Schutz vor menschlichem Kontakt und festen Partikeln

2. Die zweite Ziffer definiert den Schutz gegen das Eindringen von flüssigem Wasser

Referenz-Motorisolationstemperaturklassen

Die maximal zulässigen Betriebstemperaturen von Isolationssystemen werden von der National Electrical Manufacturers Association (NEMA) standardisiert:

Temperaturumrechnungsformel: T( Grad F)=T( Grad ) × 9/5 + 32

Der zulässige Temperaturanstieg wird bei einer Grundumgebungstemperatur von 40 Grad berechnet.

Gesamtbetriebstemperatur=Basisumgebungstemperatur + zulässiger Temperaturanstieg + Spulen-Hotspot-Grenze.

Beispiel für Isolierung der Klasse F: 40 Grad + 105 Grad + 10 Grad=155 Grad

Motoren sollten nicht dauerhaft bei ihrer maximalen Nenntemperatur laufen. Bei jedem Anstieg um 10 Grad über die Nenntemperatur halbiert sich die Lebensdauer.

Isolierung der Klasse B wird häufig für nordamerikanische 60-Hz-Motoren verwendet; Die Isolierung der Klasse F ist für globale 50-Hz-Motoren Standard.