EN
Kāpēc mikro līdzstrāvas motori samazina portatīvo skapju dzesēšanas ventilatoru ierīču kopējo svaru
Izvēloties dzesēšanas ventilatoru portatīvai ierobežotai telpai vai kompaktam elektriskajam skapim, svars reti ir pirmais parametrs, ko inženieri ņem vērā. Gaisa plūsma, statiskais spiediens, trokšņa līmenis — par šiem jautājumiem parasti tiek diskutēts vispirms. Tomēr, kad portatīvie skapju dzesēšanas iekārtu izmēri un svars paaudžu gaitā kļuvuši arvien mazāki un vieglāki, katrā ventilatora vienībā esošais motors kļuvis viens no būtiskākajiem faktoriem kopējam svaru rezultātam. Strādājot ar termiskās vadības pielietojumiem rūpnieciskajā vidē, esmu sapratis, cik lielu ietekmi motoru izvēle mikro līdzstrāvas motori izraisa visai ierīcei svara ziņā — ne tikai paša motora līmenī, bet arī visā mehāniskajā un elektriskajā montāžā.
Kāpēc mikro līdzstrāvas motori ir dabiski vieglāki
Atbilde nav vienkārši tāda, ka motori ir fiziski mazāki — tas ir tas, ko tie nesatur. Parastam līdzstrāvas motoram nepieciešams laminēts dzelzs serdeņa rotors, lai izveidotu magnētisko ķēdi. Šī dzelzs serdeņa pievieno masu, pievieno rotācijas inerci un nosaka zemāko robežu motoru izmēriem. Serdeņa vai dzelzs trūkuma mikrolīdzstrāvas motors pilnībā izslēdz šo komponentu, aizvietojot dzelzs serdeņu ar vieglu epoksīda līmes apvītu tinumu. Rezultātā iegūst rotora montāžu, kuras svars var būt tikai neliela daļa no atbilstošā parastā motora svara. Mazākajos serdeņa trūkuma formātos mikrolīdzstrāvas motors var svērt mazāk nekā gramu, tomēr joprojām nodrošinot rotācijas ātrumu, kas nepieciešams dzesēšanas ventilatora lāpstiņas darbināšanai ar lietderīgu gaisa plūsmas ātrumu.
Šis princips attiecas arī uz bezsloksnīgo konfigurāciju. A mazs līdzstrāvas motors uzbūvēts, balstoties uz BLDC (bezslidņu līdzstrāvas) principiem, kas novērš slīdņu komplektu un mehānisko komutatoru, kuri abas pievieno masu un prasa vietu korpusā. Šo komponentu noņemšana ļauj samazināt dzinēja korpusa izmērus. Mazāks dzinēja korpusa izmērs tieši pārvēršas vieglākā ventilatora korpusā — un vieglāks ventilatora korpusa izmērs nozīmē mazāk strukturāla materiāla, mazāk stiprinājumu un samazinātu kopējo montāžas svaru.
Izmēru samazinājumi, kas ietekmē visu montāžu
Mikro līdzstrāvas elektrodzinēji, ko izmanto ventilatoru lietojumos, parasti ir diametrā no aptuveni 6 mm līdz 50 mm. Bezserdes konstrukcijās darba diametrs var sākties zem 10 mm. Publicētie dati par bezserdes elektrodzinēju tehnoloģiju norāda, ka dzelzs serdes izvēle ļauj samazināt elektrodzinēja centra izmērus aptuveni par 50 % un ventilatora komplektu — par aptuveni 41 % tievāku salīdzinājumā ar tradicionālajiem elektrodzinējiem līdzvērtīgās veiktspējas klasēs — vismaz kompaktajās dzesēšanas lietojumprogrammās, kur gaisa plūsmas prasības atbilst elektrodzinēja formātam. Šie samazinājumi nav abstrakti. Pārnēsājamā skapja dzesēšanas ventilatorā 40 % samazinājums ventilatora komplekta biezumā tieši samazina ierīces dziļumu, kas samazina korpusa tilpumu, kas savukārt samazina korpusa materiāla patēriņu un kopējo produkta masu.
Daudzi pircēji saista augstāku elektrodzinēja vatu skaitli ar efektīvāku dzesēšanu. Par mikro līdzstrāvas motori tajās pārnēsamo skapju lietojumprogrammās šī pieņēmuma spēkā neesam — vismaz ne tajos gadījumos, kad ventilatora ātruma diapazons ir pielāgots faktiskajai siltuma slodzei. 3,3 V vai 5 V mikro bezslidinātāja līdzstrāvas ventilatora motors var nodrošināt pietiekamu gaisa plūsmu kompaktiem elektronikas korpusiem, vienlaikus patērējot tikai nelielu daļu strāvas, kas nepieciešama lielākam maiņstrāvas motora balstītam ventilatoram. Zemāks elektroenerģijas patēriņš nozīmē vieglākus vadiem, mazākus savienotājus un akumulatorā darbināmos pārnēsamos ierīcēs — mazāku vai vieglāku enerģijas avota specifikāciju.
Sistēmas līmeņa svara loģika
Svara priekšrocība mikro līdzstrāvas motori ir vispārliecinošākā, ja ņem vērā visu dzesēšanas sistēmu, nevis tikai motoru vien. Ietekme izpaužas secīgi:
- Vieglāks motora rotors samazina rotācijas inerci, ļaujot samazināt ventilatora lāpstiņu komplekta pretsvaru prasības.
- Mazāks motora korpus ļauj izmantot mazāku ventilatora rāmi, tādējādi samazinot lokšņu metāla vai polimēru materiāla daudzumu, kas nepieciešams vienības ietvertai un aizsargātai.
- Zemāks jaudas patēriņš samazina prasības strāvas vērtībai ieejas barošanas komponentos, ļaujot izmantot vieglāku PCB un savienotāju montāžu.
- Nav birstes montāžas bLDC variantos novērš nodilumam pakļautos mehāniskos komponentus un samazina strukturālās nostiprināšanas masu, kas nepieciešama ap dzinēja montāžas vietu.
Tas, ko esmu redzējis pārnēsājamā skapja dzesēšanas ventilatoru konstrukcijās, kurās notiek pāreja no standarta maiņstrāvas ventilatoru dzinējiem uz integrētām BLDC mikro līdzstrāvas ventilatoru vienībām, ir vienots: mērāms svara samazinājums visā vienībā — pat pirms jebkādām izmaiņām ventilatora lāpstiņu ģeometrijā vai korpusa materiālos. Dzinēja tehnoloģijas izvēle ietekmē mehānisko konstrukciju veidos, kas nav nekavējoties redzami tikai no komponenta datu lapas.
Praktiski apsvērumi, izvēloties mikro līdzstrāvas dzinējus pārnēsājamajiem skapja dzesēšanas ventilatoriem
Ir pamatots iemesls izmantot parastus dzinējus stacionārai, fiksētai skapju dzesēšanai: elektroiekārtu pievienošana ir vienkārša, pieejams maiņstrāvas barošanas avots un sākotnējā vienkāršība patiešām ir vērtīga. Tomēr, tiklīdz portatīvums kļūst par projektēšanas ierobežojumu — vai arī aprīkojuma blīvums palielinās un korpusi kļūst mazāki — svars kā arguments pro mikro līdzstrāvas motori kļūst grūti ignorēt.
Mikro līdzstrāvas motoru formāti, kas aptver sprieguma diapazonus no aptuveni 3,3 V līdz 48 V līdzstrāvai un diametrus no mazāk nekā 10 mm līdz 50 mm, nodrošina plašu pārklājumu portatīvo skapju dzesēšanas ventilatoru projektēšanas scenārijiem. Pirms specifikācijas noteikšanas ir jāpārbauda šādi galvenie parametri: darba sprieguma savietojamība ar mērķa enerģijas arhitektūru, nominālais gaisa plūsmas veiktspējas rādītājs pie paredzamā sistēmas statiskā spiediena, pieļaujamais apkājējās vides temperatūras diapazons motora darbībai un vai motora izmēru kontūra ietilpst ventilatora korpusa ģeometrijā. Gaisa plūsma, kas norādīta brīvā gaisa apstākļos, neatspoguļos faktisko piegādes veiktspēju cauruļvadu vai ierobežota ieplūdes skapju uzstādījumā — veiktspējas apstiprināšana reālistiskā sistēmas pretestības apstākļos ir vērta papildu pārbaudes soļa.
Svara samazināšana kā dizaina iespējotājs
Dziļāka nozīme ir tāda, ka mikro līdzstrāvas motori ne tikai samazina svaru kā galīgo rezultātu — tās ļauj izveidot portatīvu skapju dzesēšanas ventilatoru dizainu kategoriju, kas būtu neiespējama ar parastās motortechnoloģijas palīdzību. Ventilatori, kas ir pietiekami kompakti portatīvai rūpnieciskai testēšanas iekārtai, pietiekami viegli laukā izmantojamām korpusiem un pietiekami klusi operatoram tuvu izmantojamām portatīvām ierīcēm, ir visi tieši saistīti ar motora svara un izmēru samazināšanu, ko nodrošina bezserdes un bezslidinātāja līdzstrāvas tehnoloģija.
Tirdzniecības uzņēmumiem un distribūtoriem, kas iegādājas skapju dzesēšanas ventilatorus portatīvām un kompaktām lietojumprogrammām, ir svarīgāk saprast katras produkta motortechnoloģijas platformu nekā liecina galvenie tehniskie parametri. Datiem uz datu lapas norādītais svars ir sekundārs atspoguļojums izvēlētajiem risinājumiem motora izvēles posmā — un šie lēmumi ietekmē produktu visu ekspluatācijas laiku. Kad svars ir projektēšanas ierobežojums, mazs līdzstrāvas motors tehnoloģiju platforma ir vieta, kur parasti sākas risinājums.
