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冷卻風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)、風(fēng)量靜壓特性及熱防護

CHANBAEK ? 來源: 小小小向日葵 ? 作者: 小小小向日葵 ? 2023-11-18 17:42 ? 次閱讀

設(shè)備過熱會導(dǎo)致許多問題,包括故障、產(chǎn)品壽命縮短、零件過早老化、故障和其他安全風(fēng)險。冷卻風(fēng)扇和鼓風(fēng)機對于高溫應(yīng)用至關(guān)重要。為了避免這些問題,必須為這些系統(tǒng)選擇合適的冷卻裝置。

冷卻風(fēng)扇的特點根據(jù)其送風(fēng)系統(tǒng)的不同而不同。下面介紹軸流風(fēng)機、離心風(fēng)機和貫流風(fēng)機的結(jié)構(gòu)以及風(fēng)量-靜壓特性。還通過使用低速警報、失速警報和熱保護器討論了過熱保護。

軸流風(fēng)扇

位于圓柱形輪轂和機殼之間的環(huán)形流道中的螺旋槳(風(fēng)扇葉片)用于強制供給空氣,以產(chǎn)生沿旋轉(zhuǎn)軸線方向的氣流。

由于空氣沿旋轉(zhuǎn)軸流動,因此結(jié)構(gòu)保持緊湊。軸流風(fēng)扇能夠產(chǎn)生大氣流,適用于需要通風(fēng)冷卻的應(yīng)用,其中必須冷卻設(shè)備內(nèi)部的整個空間。

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離心鼓風(fēng)機

圓柱形轉(zhuǎn)輪(前向葉片)的離心力產(chǎn)生大致垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)流。產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)流通過渦旋作用沿單向排列,壓力相應(yīng)升高。

由于排氣口被縮小以將空氣集中在指定方向,因此這些鼓風(fēng)機用于局部冷卻。靜壓也很高,這使得它們成為冷卻空氣不易流動的設(shè)備或使用管道吹氣時的合適選擇。

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貫流風(fēng)機

橫流風(fēng)機的葉輪與離心風(fēng)機類似,但風(fēng)機兩側(cè)均被側(cè)板覆蓋,空氣不會從軸向進入。結(jié)果,產(chǎn)生穿過葉輪的氣流。橫流風(fēng)扇利用這些氣流。由于使用長圓柱形葉輪吹送空氣,因此空氣的傳播寬度較寬。此外,由于空氣沿著葉輪的圓周向側(cè)面排出,因此可以實現(xiàn)均勻的空氣。

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氣流-靜壓特性

壓力損失

當空氣沿著某一路徑流動時,路徑中任何阻礙流動的物體都會產(chǎn)生氣流阻力。比較圖4和圖5所示的情況,我們可以看到圖4所示的裝置幾乎是空的,因此裝置內(nèi)幾乎沒有氣流阻力,氣流下降很小。相比之下,圖5所示的裝置中氣流的障礙物較多,增加了氣流阻力,減少了氣流。

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這種情況與阻抗在電流流動中的作用非常相似:當阻抗低時,電流大,當阻抗高時,電流小。氣流阻力變成增加裝置內(nèi)靜壓的壓力能。這稱為壓力損失。壓力損失使用以下公式確定:

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就風(fēng)扇而言,該公式表示,要實現(xiàn)一定的氣流 (Q),風(fēng)扇必須能夠提供足夠的靜壓,以增加設(shè)備內(nèi)部的壓力

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氣流-靜壓特性

風(fēng)扇特性通常用氣流與產(chǎn)生該氣流所需的靜壓之間的關(guān)系來表示,即氣流-靜壓特性。例如,假設(shè)所需的空氣流量為 Q1,設(shè)備伴隨的壓力損失為 P1。

當風(fēng)扇特性如圖6所示時,風(fēng)扇在風(fēng)量為Q1時能夠產(chǎn)生P2的靜壓。這對于所需的氣流來說綽綽有余,因為它超過了 P1 所需的靜壓值。
由于壓力損失與風(fēng)量的平方成正比,如果需要將風(fēng)量加倍,那么所選擇的風(fēng)扇不僅必須能夠提供兩倍的風(fēng)量,而且還必須能夠提供四倍的靜壓。

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為風(fēng)扇產(chǎn)品提供的保護和警報

當風(fēng)扇隨著時間的推移減慢從而減少氣流時,需要持續(xù)氣流冷卻的應(yīng)用可能會受到不利影響。低氣流無法提供適當?shù)睦鋮s,這可能會導(dǎo)致電機組件出現(xiàn)問題。

如果這是一個問題,請考慮具有阻抗保護、過熱保護、低速警報或失速警報的風(fēng)扇。阻抗保護和過熱保護可防止風(fēng)扇電機損壞,而速度警報可確保您期望的性能并允許更有效地規(guī)劃更換。

對于低風(fēng)扇速度問題,我們建議查看具有低速警報、失速警報或脈沖輸出的風(fēng)扇。當風(fēng)扇速度由于壽命終止或異物進入而下降到一定水平時,具有低速警報的風(fēng)扇會輸出警報信號。具有失速報警功能的風(fēng)扇在冷卻風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)時會輸出報警信號。MRS和MRE系列交流軸流風(fēng)機、MDS和MDA系列直流軸流風(fēng)機、MBD系列直流離心風(fēng)機和MFD系列直流貫流風(fēng)機提供這些類型的報警。

具有低速警報的風(fēng)扇

當由于風(fēng)扇使用壽命或異物進入導(dǎo)致風(fēng)扇速度下降時,會輸出警報。這樣就可以在風(fēng)扇停止之前訂購并更換新風(fēng)扇。如果使用多個冷卻風(fēng)扇,則可以僅更換冷卻能力下降的冷卻風(fēng)扇。即使風(fēng)扇的冷卻能力降低,對設(shè)備的影響也可以降到最低。

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帶失速警報的風(fēng)扇

失速警報通過在風(fēng)扇停止時發(fā)送警報來工作。他們可以快速檢測到有缺陷的停止,以便更換冷卻風(fēng)扇。

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過熱保護裝置

當風(fēng)扇處于運行狀態(tài)時,如果由于過載、環(huán)境溫度升高或輸入電流因某種原因而死機,會導(dǎo)致風(fēng)扇溫度急劇升高。如果風(fēng)扇處于這種狀態(tài),風(fēng)扇內(nèi)部的絕緣性能可能會惡化,從而縮短其壽命,在極端情況下,會燒焦繞組并引起火災(zāi)。為了保護風(fēng)扇免受此類熱異常的影響,我們經(jīng)UL和CSA標準認可并符合EN和IEC標準的風(fēng)扇配備了以下過熱保護裝置。

熱保護器

MRS 系列、MB 系列(葉輪直徑 φ80 毫米(3.15 英寸)或更大)和 MF 系列風(fēng)扇包含內(nèi)置自動返回型熱保護器。熱保護器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。熱保護器采用雙金屬觸點,觸點中使用固體銀。純銀的電阻是所有材料中最低的,導(dǎo)熱系數(shù)僅次于銅。

熱保護器工作溫度

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(熱保護器激活時的風(fēng)扇繞組溫度略高于上面列出的工作溫度。)

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阻抗保護

MU和MB系列(MB520和MB630型)風(fēng)扇配備了阻抗保護。阻抗保護風(fēng)扇在風(fēng)扇繞組中設(shè)計有較高的阻抗,因此即使風(fēng)扇鎖定,電流(輸入)的增加也將降至最低,并且溫度不會升高超過一定水平。

詞匯表

分貝 (dB)

噪音水平以分貝單位 (dB) 表示。當噪聲級以線性標度表示時,人耳可聽到的最小噪聲級為1,人耳所能承受的最大噪聲級則用500萬這樣一個大數(shù)字來表示。相反,如果噪聲(聲壓級)以分貝表示,則

因此,人耳可聽到的聲壓范圍可以方便地表示為0~130dB。

A 計權(quán)聲壓級

一般來說,人耳的可聽范圍在20Hz到20kHz之間。此外,低頻和極高頻率的聲音不會對人耳造成干擾。因此,在不考慮頻率的情況下,僅通過測量聲壓無法實現(xiàn)人耳感知的響度的準確指示。因此,聲壓級的測量必須根據(jù)頻率進行校正,才能準確反映人類對響度的感知。該校正后的聲壓級稱為 A 計權(quán)聲壓級。圖 8 比較了校正后的測量值(A 計權(quán)聲壓級)與未校正的測量值(C 計權(quán)聲壓級)。

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