EN
Miks mikro-DC-mootorid vähendavad kandvate laeallaste külmutusventilaatorite üldkaalu
Kui määratakse jahutusventilaatorit kanduva korpuse või kompaktse elektrokaabi jaoks, siis kaalaga seotud parameeter on harva esimene, mille poole insenerid esimesena pööravad tähelepanu. Õhuvool, staatiline rõhk, müra tase – need parameetrid domineerivad tavaliselt algsetes aruteludes. Kuid kuna kanduvate lae jaoks mõeldud jahutusseadmete suurus ja kaal on järgnevates disainipõlvkondades vähendatud, on iga ventilaatorüksuses olev mootor muutunud üheks olulisemaks teguriks kogu seadme kaalale. Töötades tööstuslikes tingimustes soojusjuhtimise rakendustes, olen ma teadnud saanud, kui palju mootori valik mõjutab mikro DC mootorid terve seadme kaalatulemust – mitte ainult mootori tasandil, vaid ka mehaanilises ja elektrilises koostisosa tasandil.
Miks on mikro-väljalisvoolumootorid loomupäraselt kergemad
Vastus ei ole lihtsalt selles, et mootorid on füüsiliselt väiksemad – tegelikult on oluline see, millest nad on ehitatud ilma. Tavaline alalisvoolu mootor kasutab magnetahela loomiseks rootoris laminaatitud rauatuumat. See rauatuum lisab massi, suurendab pöörlemisjäyksust ja määrab mootori mõõtude alumise piiri. Tuuma- või rauata mikro dc mootor eemaldab selle komponendi täielikult ja asendab rauatuumas keevitatud kergekaalulise epoksiühendusega mähisega. Tulemuseks on rootori ülesehitus, mille kaal on vaid murdosa tavalisest vastavast mudelist. Väikseimates tuumata vormides võib mikro alalisvoolu mootor kaaluda alla grammi, samas kui see säilitab pöörlemiskiiruse, mis on vajalik jahutusventilaatori tiiva käivitamiseks kasulike õhuvoolu kiirustega.
See loogika kehtib ka püsivvoolumagnetitega konfiguratsioonide puhul. A väike dc mootor ehitatud BLDC (püsivooluliste mootorite) põhimõtetele, mis eemaldavad küünalde komplekti ja mehaanilise kommutaatori, mõlemad lisavad massi ja nõuavad korpuse sisemist ruumi. Nende komponentide eemaldamine võimaldab mootorikorpuse väheneda. Väiksem mootorikorpus tähendab otseselt kergemat ventilatsiooniseadme korpuset – ja kergem ventilatsiooniseadme korpus tähendab vähem konstruktsioonimaterjali, vähem kinnitusdetaili ning väiksemat kogu montaashulka.
Mõõtmete vähendused, mis levivad läbi terve montaashi
Mikro-DC-mootorid, mida kasutatakse ventilatorirakendustes, on tavaliselt 6–50 mm läbimõõduga. Südamikuta konstruktsioonide puhul võib tööläbimõõt olla alla 10 mm. Avaldatud andmed südamikuta mootorite tehnoloogia kohta näitavad, et rauasüdamiku eemaldamine võimaldab mootori keskosa suuruse vähendamist umbes 50% ja ventilatorikoostude paksuse vähendamist umbes 41% võrreldes tavapärase mootoriga analoogsete seadmetega samas jõudlusklassis – vähemalt kompaktsetes jahutuslahendustes, kus õhuvoolu nõudlus sobib mootori formaadiga. Need vähendused ei ole abstraktsed. Kandvas ventilatoris, mis jahutab kappi, vähendab 40% ventilatorikoostu paksuse vähendamine otse ühiku sügavusvahemikku, mis vähendab korpuse ruumala ja seega ka korpuse materjali ning kogu toote kaalu.
Paljud ostjad seostavad kõrgemat mootori võimsust tõhusama jahutusega. Et mikro DC mootorid portatsete seadmete korpuses rakendatavates lahendustes ei kehti see eeldus — vähemalt mitte sellistes olukordades, kus ventilaatori pöörlemiskiirusvahemik on kohandatud tegelikule soojuskoormusele. 3,3 V või 5 V mikro püsuvoolu kollektorita ventilaatorimootor suudab tagada piisava õhuvoolu kompaktsete elektroonikakorpuste jaoks, samal ajal kui selle elektrivoolutarve on ainult väike osa suurema vahelduvvoolumootoriga ventilaatori vajadusest. Madalam elektrivõimsuse tarve tähendab õhemaid juhtmeid, väiksemaid ühendusi ning akutoidelistes portatsetes seadmetes väiksemat või kergemat toiteallika spetsifikatsiooni.
Süsteemitaseme kaalulogika
Kaalulisendus mikro DC mootorid on kõige veenvam siis, kui arvesse võetakse täielikku jahutussüsteemi, mitte ainult mootorit üksi. Mõju ilmneb järjestuses:
- Kergem mootori rotor vähendab pöörlevat inertsiit, võimaldades kergemaid vastakaalasid ventilaatorilõugade komplektis.
- Väiksem mootorikorpuse kujundus võimaldab väiksemat ventilaatoriraami, vähendades teraslehtmetalli või polümeerist korpusematerjali kogust, mida on vaja ühiku sisaldamiseks ja kaitseks.
- Madalam võimsustarve vähendab sisendvoolukomponentidele esitatavaid voolutugevusnõudeid, võimaldades kergema plokki ja ühendusseadme paigaldamise.
- Puudub puhastusseade bLDC-versioonides kaob kulumisohustatud mehaanilised komponendid ja väheneb mootori kinnituskoha ümber vajalik struktuurlik tugevdusmass.
Portatiivsete kaabina jahutusventilaatorite kujundamisel on mulle silma paistnud järgmine püsiv trend: kui standardsetest AC-ventilaatorimootoritest läheb üle integreeritud BLDC mikro-DC-ventilaatoritesse, väheneb kogu üksuse kaal – enne kui muudetakse ventilaatorilõugade geomeetriat või korpusmaterjale. Mootoritehnoloogia valik mõjutab mehaanilist kujundust viisidel, mida ei saa kindlaks teha üksnes komponendi andmete põhjal.
Praktilised kaalutlused mikro-DC-mootorite spetsifitseerimisel portatiivsete kaabina jahutusventilaatorite jaoks
Tavaliste mootorite kasutamisel paigaldatud, fikseeritud paigutusega kappide jahtutamisel on põhjuslikult õigustatud: elektriline liides on lihtne, vahelduvvoolu toiteallikas on saadaval ja esialgne lihtsus on tegelikult väga oluline. Samas, niipea kui mobiilsus muutub projekteerimispiiranguks – või kui seadmete tihedus suureneb ja korpused väiksemaks – muutub kaalutegu mikro DC mootorid raskendavaks ignoreerida.
Mikro-DC-mootorite vormid, mis hõlmavad pingevaldkonda umbes 3,3 V kuni 48 V DC ja läbimõõtu alla 10 mm kuni 50 mm, pakuvad laiaulatuslikku katvust kaasaskantavate riistvara külmutusventilaatorite projekteerimiseks. Enne spetsifikatsiooni koostamist tuleb kontrollida järgmisi peamisi parameetreid: tööpinge ühilduvus sihttoote võimsusarhitektuuriga, nimivooluhulk oodataval süsteemi staatilisel rõhul, mootori lubatud ümbritseva temperatuuri vahemik ja see, kas mootori mõõtmed sobivad ventilaatorikorpuse geomeetriasse. Vabas õhus mõõdetud õhuvool ei peegelda tegelikku jõudlust torustatud või kitsendatud sisselaskega riistvara paigalduses – seega on täiesti põhjendatud lisakontroll tegelike süsteemikoormuste tingimustes.
Kaalavähendus kui disaini võimaldaja
Sügavam tähendus on see, et mikro DC mootorid ei vähenda lihtsalt kaalu lõpptulemuse saavutamiseks — need võimaldavad kanduvate seadmete jaoks mõeldud ventilatsiooniventilaatorite kategooria loomist, mida ei oleks võimalik saavutada tavalise mootoritehnoloogiaga. Ventilaatorid, mis on piisavalt kompaktne tööstusliku katsevarustuse jaoks, piisavalt kerge väljasüsteemide jaoks ning piisavalt vaikne kasutaja lähedal kasutatavate kanduvate seadmete jaoks, on kõik mootori kaalu ja suuruse vähenemise tulemused, mille võimaldab tuumata ja püsivvoolumootoritehnoloogia.
Kauplemisettevõtete ja jaotajate jaoks, kes ostavad seadmete jaoks mõeldud ventilatsiooniventilaatoreid kanduvate ja kompaktsete rakenduste turult, on olulisem mõista iga toote taga olevat mootoritehnoloogilist platvormi kui peamised tehnilised andmed seda näitavad. Andmelehel esitatud kaaluarv on järgnev peegeldus mootori valiku etapis tehtud disainiotsusest — ja need otsused avaldavad mõju kogu paigaldatud toote eluajale. Kui kaaluline on disainipiirang, siis väike dc mootor tehnoloogilise platvormi valik on tavaliselt lahenduse alguspunkt.
