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风扇转速对散热风扇有什么影响

2019-01-03 17:29:13 来源:散热风扇资讯网 浏览数:1607

这篇文章主要讲变频技术在电脑散热风扇中的应用,从各方面详细说明其构造,原理,电路组成,转速调节方法,接线等相关知识。

一、变频电机工作原理

图1(a)是拆开的风扇电机的照片,风扇采用的是变频电机,这从线圈所在的位置就可以辨认出来。图1(b)是变频电机控制电路板,控制芯片将集DSP功能与驱动器于一体,简化了电路结构。通过对控制芯片编程,可改变电机转速。

变频电机具有直流电机特性、却采用交流电机的结构。也就是说,虽然外部接入的是直流电,却采用直流-交流变压变频器控制技术,电机本体完全按照交流电机的原理去工作的。因此,变频电机也叫“自控变频同步电机”,电动机的转速n取决于控制器的所设定的频率f。

三相星形接法的变频电机控制电路,直流供电经MOS管组成的三相变流电路向电机的三个绕组分时供电。每一时刻,三对绕组中仅有一对绕组中有电流通过,产生一个磁场,接着停止向这对绕组供电,而给相邻的另一对绕组供电,这样定子中的磁场轴线在空间转动了120°,转子受到磁力的作用跟随定子磁场作120°旋转。将电压依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上,定子中便形成旋转磁场,于是电机连续转动。

变频电机的驱动电路由主回路和控制回路两部分组成,现在已经将这两部分集成到同一个芯片中,这样只要使用一个器件便可实现变频电机的全部控制功能,简化了电路结构,常用的控制芯片有日本三洋公司的LB1964、美国MAXIM公司的MAX6625、和意法半导体公司的ST72141等。随着工业界对节能和噪声抑制的日益重视,许多工业产品都趋向采用无刷电机,对电机微控制器提出了更高要求。作为新一代电机控制DSP芯片,TI公司高性价比的TMS320C240 非常适合于完成这一任务。

二、变频电机的电路组成

为了对风扇电机的运行状况进行监控,需要从风扇电机向主板输出速度信号,实现风扇运行情况的监控。监控电路用来显示风扇转速,并可实现报警和电脑的自动停机,以防止因风扇停转而烧毁CPU或其它器件的情况出现。现在变频电机普遍采用集成功率器件来实现这一功能,使控制线路大为简化。

为了实现精确控制效果,必须向集成功率器件输入反映转子位置的信号,因此变频电机必须具有电机位置反馈机制。目前通常使用霍尔元件或和光电传感器两种手段进行位置和转速检测。

霍尔器件是一种基于霍尔效应的磁传感器,霍尔效应是美国科学家爱德文·霍尔于1879年发现的。目前,使用霍尔效应的磁传感器产品已得到广泛的应用。

在一块通电的半导体薄片上,加上和片子表面垂直的磁场B,在薄片的横向两侧会出现一个电压(图中的Vh称为霍尔电压)。

霍尔效应

变频电机利用霍尔器件测量转子的相对位置,所获得的信号输入到控制芯片中,驱动电机旋转。同时,还可将该信号通过主板输出,作为测速信号使用,可谓一箭双雕。由于换向脉冲为方波信号,在主板上经过简单处理便可输送给主板进行显示和控制。由于电机的相数一般在2个以上,换向信号的频率为电机的转速的若干倍,因此,如果利用换向脉冲作为测速信号,必须经过除法运算才能得到真实的电机转速。

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