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風扇轉速對散熱風扇有什么影響

2019-01-03 17:29:13 來源:散熱風扇資訊網 瀏覽數:3421

這篇文章主要講變頻技術在電腦散熱風扇中的應用,從各方面詳細說明其構造,原理,電路組成,轉速調節方法,接線等相關知識。

一、變頻電機工作原理

圖1(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1(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。

變頻電機具有直流電機特性、卻采用交流電機的結構。也就是說,雖然外部接入的是直流電,卻采用直流-交流變壓變頻器控制技術,電機本體完全按照交流電機的原理去工作的。因此,變頻電機也叫“自控變頻同步電機”,電動機的轉速n取決于控制器的所設定的頻率f。

三相星形接法的變頻電機控制電路,直流供電經MOS管組成的三相變流電路向電機的三個繞組分時供電。每一時刻,三對繞組中僅有一對繞組中有電流通過,產生一個磁場,接著停止向這對繞組供電,而給相鄰的另一對繞組供電,這樣定子中的磁場軸線在空間轉動了120°,轉子受到磁力的作用跟隨定子磁場作120°旋轉。將電壓依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上,定子中便形成旋轉磁場,于是電機連續轉動。

變頻電機的驅動電路由主回路和控制回路兩部分組成,現在已經將這兩部分集成到同一個芯片中,這樣只要使用一個器件便可實現變頻電機的全部控制功能,簡化了電路結構,常用的控制芯片有日本三洋公司的LB1964、美國MAXIM公司的MAX6625、和意法半導體公司的ST72141等。隨著工業界對節能和噪聲抑制的日益重視,許多工業產品都趨向采用無刷電機,對電機微控制器提出了更高要求。作為新一代電機控制DSP芯片,TI公司高性價比的TMS320C240 非常適合于完成這一任務。

二、變頻電機的電路組成

為了對風扇電機的運行狀況進行監控,需要從風扇電機向主板輸出速度信號,實現風扇運行情況的監控。監控電路用來顯示風扇轉速,并可實現報警和電腦的自動停機,以防止因風扇停轉而燒毀CPU或其它器件的情況出現。現在變頻電機普遍采用集成功率器件來實現這一功能,使控制線路大為簡化。

為了實現精確控制效果,必須向集成功率器件輸入反映轉子位置的信號,因此變頻電機必須具有電機位置反饋機制。目前通常使用霍爾元件或和光電傳感器兩種手段進行位置和轉速檢測。

霍爾器件是一種基于霍爾效應的磁傳感器,霍爾效應是美國科學家愛德文·霍爾于1879年發現的。目前,使用霍爾效應的磁傳感器產品已得到廣泛的應用。

在一塊通電的半導體薄片上,加上和片子表面垂直的磁場B,在薄片的橫向兩側會出現一個電壓(圖中的Vh稱為霍爾電壓)。

霍爾效應

變頻電機利用霍爾器件測量轉子的相對位置,所獲得的信號輸入到控制芯片中,驅動電機旋轉。同時,還可將該信號通過主板輸出,作為測速信號使用,可謂一箭雙雕。由于換向脈沖為方波信號,在主板上經過簡單處理便可輸送給主板進行顯示和控制。由于電機的相數一般在2個以上,換向信號的頻率為電機的轉速的若干倍,因此,如果利用換向脈沖作為測速信號,必須經過除法運算才能得到真實的電機轉速。