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1、 風扇性能測試知識培訓肖宏明2011/11/26目 錄【一】風扇性能指標介紹【二】風扇特性,PQ曲線【三】風扇測試原理及操作一.風扇性能指標 1.風量:(以時間單位之內 ,流體移動所形成體積之總和.)風量之應用 :提供設備散熱用所需之流量风量是风扇性能的整体衡量指标，不受到尺寸、结构、方式的 限制，也不限于直流无刷风扇，可适用于任何空气导流设备。 风量平均风速 x 过风面积。可见，风扇风量的大小基本取决 于风速的高低与过风面积的大小。过风面积相同，风速越高， 风量越大；风速相同，过风面积越大，风量越大.公制單位表示法:每分鐘立方公尺(CMM : m3/min) 英制單位表示法:每分鐘立方英尺(
2、CFM : ft3/min)公英制之換算 : 1 CMM = 35.315 CFM2.風壓:風壓 (即风扇出风口与入风口间产生的压强差.)也可理解為流體移動所形成之壓力 ,亦為流體之速度 靜壓 :流體在靜止時表面所承受壓迫之程度 風壓之應用 :抵抗設備所產生阻力之力量 风压主要取决于扇叶的形状、面积、高度以及转速，前三者的影响较为复杂 ，跟转速的关系则简单直接转速越快，风压越大。风扇产品所说明的风量与风压均为理想状态下的最大值，即风扇入风口与 出风口之间无压强差状态下的风量（最大风量），以及风扇向密闭气室内 吹风，直至风量为零状态下气室与外界气压的差值（最大静压）。它们并 非两个孤立的性能指标
3、，而是互相制约着，之间的关系就是流体力学中典 型的流速与压强间的关系风量随着压强差的增大而减小，两者互相制 约的程度则取决于扇叶形状与整体结构设计。公制表示法 :使直徑 1mm 之水柱 , 上升之高度 英制表示法 :使直徑 1In 之水柱 , 上升之高度 公英制之換算 : 1InH2O = 25.4mmH2O mmAq：Aq=Aqua(水柱)之簡稱; mmAq又稱mmH2O; 3.噪音噪音是各种设备越来越受到关注的指标。 測試距離數據轉換公式如附件:(噪音即风扇工作过程中产生的“非乐音”声响。)目前较为通行的测量标准 为计权声级测量，通常采用A声级计权，常用单位：分贝（A）或dBA。 我們公司
4、風扇的噪音是在背景值(空房間時噪音值):低於18.5 dBA無迴響室 中所測量。待測風扇在自由空氣中運轉，距入風口一米處置一噪音計(如下圖所示)。風扇的噪音值通常以音壓級(SPL)之倍頻帶繪出。分貝(dBA)的改變所形成的 效應，如下列徵兆所示：噪音程度：0 20 dBA 很微弱20 40 dBA 微弱40 60 dBA 中度60 80 dBA 大聲80 100 dBA 很大聲100 140 dBA 震耳欲聾噪音測試:(圖示 )待測風扇在自由空氣中運轉，距入風口一米處置一噪音計,規範如下:1.風扇放平,麥克風對准風扇中心 2.量測麥克風到風扇的距離,卷尺對准扇框中心 3.檢測麥克風到風扇的距離
5、為1米時,如果讀取噪音值小於背景值+10dB 時需調整測試距離风扇的工作噪音主要有三个来源：轴承的摩擦与振动、扇叶的振动、风切噪音。a.轴承的摩擦与振动：不但产生噪音，而且影响性能，缩短器件寿命，降 低能源利用效率，是产品设计中尽量解决的关键技术问题。 b.扇叶的振动：一般采用塑料制作的风扇扇叶具有一定的韧性，可以承受 一定程度的物理形变，同样也会在推动空气过程中因受力发生振动，但幅 度一般较小。另一种较为严重的振动则是由于扇叶质量分布不均，质心与 旋转轴心存在偏心距所致。当扇叶面积（质量）或偏心距较大的情况下， 可能会带动风扇甚至散热器整体发生振动，进而波及整个机箱。如果发生 此类现象，则应
6、怀疑风扇品质与工作状态。 c.风切聲：流动的空气之间互相冲扰，与周围物体发生摩擦，叶片对气流 的分离作用，周期性送风的脉动力等，都会产生噪音。空气流速越快，湍 流越多，往往风噪也越大，而且会随着风速的提高呈加速度增大。普通的 轴流风扇会在扇叶与外框间的空隙处产生反激气流，产生较大风噪的同时 ，更会对风量造成不利影响，也正因此出现了折缘、侧进风等改良设计。 标称噪音低于27dBA的风扇，均可归入静音之列；标称噪音2733dBA的风 扇，勉强可算“安静”，但无法忽视其存在；标称噪音3340dBA的风扇 ，单独工作已经令人感到嘈吵，配合散热片后更甚；标称噪音在40dBA之 上的风扇，一般为强劲的“暴
7、力”扇，本身工作噪音已不容小觑，搭配散 热片后长期使用绝对是对人耳忍耐限度的挑战。 (如圖示)(圖示)4.转速： 转速是风扇各项性能指标的根本决定因素之一。 转速即风扇扇叶在单位时间内旋转的周数，单位一般为rpm，即rounds per minute-转每分。转速是风扇最容易测量的参数，高转速是各种“ 暴力”风扇力量的源泉，也是大噪音的根源。 转速基本上取决于风扇采用的电机性能。只要确定了风扇的物理规 格、结构，各种性能就全部由转速决定。转速可以影响到风速、风 量、风压、噪音、功率，甚至使用寿命。转速越高，风扇性能越强， 即风速越快，风量越大，风压越大；同时，转速高，摩擦、振动就 多、噪音就大
8、，轴承等损耗设备的寿命就短；转速提高，电机消耗功 率增大也是必然结果。二.風扇特性系統阻抗:在一設備內之空間或零組件 , 對流體所 形成之阻礙 , 使流體法順暢對流之程 度a. 系統阻抗小 , 風扇之特性須風量大 , 風壓小b. 系統阻抗大 , 風扇之特性須風量小 , 風壓大性能曲線: 風扇性能曲線是用來表示風扇性能優劣 與否之曲線 , 如搭配系統阻抗線 , 可精的 選用適用之風扇 . 測試方法是由風扇測試臺 , 模擬各種不 同之操作點所形成之曲線 . 阻抗越大空氣越難進入系統PQ曲線示意圖三.風扇性能的測試原理及操作一.如何測量風量與風壓一般而言，測量氣流的特性十分困難，但可以用風洞來測試。
9、下圖是雙箱方式平面圖形(如圖一)。可變排氣系統(variable exhaust system)抽出空氣來調整空氣密度，瞬間打開噴嘴將造成靜壓與風量的 瞬間變化，然後讀取每個靜壓計上的壓力讀數。最大風量的測量是調整可變排氣系統使B箱的靜壓為零的條件下所測得 的風量。此時，A、B箱之間的靜壓差是在風扇運轉中而噴嘴打開時所 測出。最大靜壓的測量是A箱口的風扇處於運轉中而噴嘴關閉時所測到的。此 情形即造成密閉箱，故其靜壓可達到最大值。A箱之靜壓值即其最大靜 壓與大氣壓之差壓。當風扇在額定電壓運轉穩定時，其實際測量值即可記錄下來。LW-9015RSAN風洞裝置工作原理本裝置是依據AMCA210-99規
10、範Fig.12及Fig.15結構設計制造的,其流 量及壓力量測試原理如下:1.壓力值量測:待測物下遊端PL7腔室對大氣壓的平均靜壓力狀態.待測物下遊端PL8腔室對大氣壓的平均總壓力狀態.2.流量值量測:由噴嘴上下游PL5,PL6的壓力差值計算噴嘴的流速,再配合合理的及最低速度要求2800CFM,找出合理的值,再計算出以PL5位置為參考壓力的流量值.量測風量範圍: 2.4250CFM量測風壓範圍: 0120mmAq測試最大風扇的尺寸: 140mm風扇驅動用電源: DC30V,3ALW進入控制系統界面(一)本軟件適用 機型操作:1.確認全系統相關連 線完成正確.2.被測試物風扇或阻 抗物依需求按裝
11、於必 要的位置上.3.相關電源確認無誤, 將機器相關開關打開, 主機裝置建議暖機15 分鐘以上,使相關儀表 穩定.4.在控制主機箱上,將 控制模式選在PC上.風扇常用測試模式分為三種:1.定電壓模式:分指定及設定模式.a.指定模式電壓按設定步階方式輸出電壓命令.b.設定模式直接寫入要執行的電壓命令值.2.PWM模式:是指風扇在某固定電壓狀態下,以不同的頻 率及duty cycle來控制其轉速.3.定轉速模式:設定被測風扇定轉速的執行值,因為轉速 不容易為固定值,因些應給予適當的允許值.附圖所示(二)定電壓模式PWM模式定轉速模式定電壓模式設定附圖所示:(三)風扇性能測試模式系統阻抗測試模式附圖
12、所示:(四)啟 動量測儀表及操作(附圖說明):a.變頻控制操作:開機時STOP鍵及燈會亮,操作執行前 要按RUN鍵,RUN燈會亮,為待機狀態,同時動轉方向 為FWD.b.吸氣或吹氣選擇模式開關.c.電腦或手動選擇模式開關.d.測試風扇轉速訊號來源,由風扇內部來選在Initial,由 外部光纖來選擇External.e.壓力來源邏輯選擇鈕.f.手動模式時,手動操作.g.未開啟開關時,對應量表上的顯示值無意義.附圖所示:吸氣或吹氣 模式開關 PC或手動開 關電源指示信號來源壓力軸壓力 來源選擇手動模式時, 手動操作未開啟開關時, 對應表上的數據 顯示無意義附圖所示:(附件為測試數據點)P1,P2,P3壓力 量測單元轉速,電流,電壓 顯示THE ENDTHANK YOU!
