冷卻風扇的結構、風量靜壓特性及熱防護

設備過熱會導致許多問題，包括故障、產(chǎn)品壽命縮短、零件過早老化、故障和其他安全風險。冷卻風扇和鼓風機對于高溫應用至關重要。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。

冷卻風扇的特點根據(jù)其送風系統(tǒng)的不同而不同。下面介紹軸流風機、離心風機和貫流風機的結構以及風量-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，因此結構保持緊湊。軸流風扇能夠產(chǎn)生大氣流，適用于需要通風冷卻的應用，其中必須冷卻設備內(nèi)部的整個空間。

離心鼓風機

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備或使用管道吹氣時的合適選擇。

貫流風機

橫流風機的葉輪與離心風機類似，但風機兩側(cè)均被側(cè)板覆蓋，空氣不會從軸向進入。結果，產(chǎn)生穿過葉輪的氣流。橫流風扇利用這些氣流。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。

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。

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：

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

氣流-靜壓特性

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

當風扇特性如圖6所示時，風扇在風量為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。
由于壓力損失與風量的平方成正比，如果需要將風量加倍，那么所選擇的風扇不僅必須能夠提供兩倍的風量，而且還必須能夠提供四倍的靜壓。

為風扇產(chǎn)品提供的保護和警報

當風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扇。阻抗保護和過熱保護可防止風扇電機損壞，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扇。當風扇速度由于壽命終止或異物進入而下降到一定水平時，具有低速警報的風扇會輸出警報信號。具有失速報警功能的風扇在冷卻風扇停止運轉(zhuǎn)時會輸出報警信號。MRS和MRE系列交流軸流風機、MDS和MDA系列直流軸流風機、MBD系列直流離心風機和MFD系列直流貫流風機提供這些類型的報警。

具有低速警報的風扇

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

帶失速警報的風扇

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

過熱保護裝置

當風扇處于運行狀態(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，會導致風扇溫度急劇升高。如果風扇處于這種狀態(tài)，風扇內(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。為了保護風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 系列風扇包含內(nèi)置自動返回型熱保護器。熱保護器的結構如下圖所示。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，導熱系數(shù)僅次于銅。

熱保護器工作溫度

（熱保護器激活時的風扇繞組溫度略高于上面列出的工作溫度。）

阻抗保護

MU和MB系列（MB520和MB630型）風扇配備了阻抗保護。阻抗保護風扇在風扇繞組中設計有較高的阻抗，因此即使風扇鎖定，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 計權聲壓級。圖 8 比較了校正后的測量值（A 計權聲壓級）與未校正的測量值（C 計權聲壓級）。