August 29, 2025
The مروحة التبريد يجب أن تكون مألوفة للجميع. أجهزة الكمبيوتر، موزعات المياه، الثلاجات، مكيفات الهواء، أجهزة تنقية الهواء، السيارات، إلخ. سيكون لها شكلها في الداخل، وهي جهاز تبريد شائع في العديد من الصناعات. كم تعرف عن أساسيات مراوح التبريد؟ ما هو هيكلها، مبدأ عملها، أو أداء أنواع مختلفة من مراوح التبريد؟
عملية دوران مروحة التبريد هي عملية تتولد فيها المجال الكهرومغناطيسي الدوار الناتج عن كهربة ملف الساكن والحلقة المغناطيسية الدائمة المضغوطة في شفرة المروحة، وتتنافر مع بعضها البعض. تتكون مروحة التبريد بشكل أساسي من أربعة أجزاء: الدوار، الساكن، المحرك، والإطار الخارجي.
يتكون من دوار مغناطيسي دائم، وساكن لف متعدد الأقطاب، و مستشعر موضع، ودائرة تحكم في القيادة والتبديل الإلكتروني.
يتكون من غلاف المحرك + حلقة مغناطيسية + قلب العمود + شفرات المروحة. من بينها، تُستخدم شفرات المروحة لإنشاء تدفق الهواء، والقلب المحوري لدعم وتوازن دوران شفرات المروحة.
الحلقة المغناطيسية هي جسم ذو مغناطيسية متبقية. بعد أن يتم مغنطته بواسطة مجال مغناطيسي قوي، لا يزال الجسم يحتفظ بخصائص مغناطيسية عندما لا يكون هناك إثارة مجال مغناطيسي خارجي، أي أن الأقطاب المتشابهة تتنافر مع بعضها البعض والأقطاب المختلفة تتجاذب مع بعضها البعض. يستخدم الإطار الخارجي للحلقة المغناطيسية (غلاف المحرك) لتثبيت الحلقة المغناطيسية.
يتكون الساكن من سلك مطلي بالمينا + صفيحة فولاذية سيليكونية مغلفة بالبلاستيك + محمل + كشف مستشعر هول + لوحة دائرة القيادة + محمل. دور المحمل هو زيادة السرعة وتقليل الاحتكاك وضمان قدرة المروحة على العمل لفترة طويلة. يستخدم الزنبرك الداعم لفصل المحمل عن عمود التوازن. يستخدم حلقة الاحتفاظ لتأمين الجزء الدوار بأكمله.
يعمل جزء الإطار الخارجي لمروحة التبريد بشكل أساسي كدعم وتوجيه لتدفق الهواء.
وفقًا لقاعدة أمبير اليمنى، عندما يمر تيار عبر موصل، سيتولد مجال مغناطيسي حوله. إذا تم وضع الموصل في مجال مغناطيسي ثابت آخر، فسيتولد تجاذب أو تنافر، مما يتسبب في تحرك الجسم.
داخل مروحة التبريد، يتم إرفاق مغناطيس مطاطي يحيط بالصفيحة الفولاذية السيليكونية. يتم لف مجموعتين من الملفات حول قلب الساكن، ويتم استخدام مكون مستشعر هول كجهاز كشف متزامن للتحكم في مجموعة من الدوائر.
هذه الدائرة تجعل مجموعتي الملفات الملفوفة حول قلب الساكن تعمل بالتناوب، لذلك تنتج الصفيحة الفولاذية السيليكونية أقطابًا مغناطيسية مختلفة، والتي تولد قوة تنافر مع المغناطيس المطاطي. عندما تكون قوة التجاذب والتنافر أكبر من الاحتكاك الثابت للمروحة، ستدور شفرات المروحة بشكل طبيعي.
تشير سرعة مروحة التبريد إلى عدد المرات التي تدور فيها شفرات المروحة في الدقيقة، والوحدة هي دورة في الدقيقة. يتم تحديد سرعة المروحة من خلال عدد لفات الملف الداخلي للمحرك، وجهد التشغيل، وعدد شفرات المروحة، وزاوية الميل، والارتفاع، والقطر، ونظام المحمل.
يمكن قياس السرعة الدورانية لمروحة التبريد من خلال إشارة السرعة الدورانية الداخلية، أو يمكن قياسها خارجيًا. القياس الخارجي هو استخدام أدوات أخرى (مثل مقياس شدة الريح السلكي الساخن) لمعرفة مدى سرعة دوران المروحة، ويمكن التحقق من القياس الداخلي مباشرة في BIOS أو من خلال البرنامج.
مع تغير درجة الحرارة المحيطة، يلزم في بعض الأحيان مراوح ذات سرعات مختلفة لتلبية الطلب. يمكن لبعض المراوح التحكم تلقائيًا في سرعة المروحة وفقًا لدرجة حرارة التشغيل الحالية (مثل درجة حرارة المشتت الحراري). إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة، فستزداد السرعة، وإذا كانت درجة الحرارة منخفضة، فسيتم تقليل السرعة.
يشير حجم هواء مروحة التبريد إلى إجمالي حجم الهواء الذي يتم تفريغه أو استيعابه بواسطة مروحة المبرد المبرد بالهواء في الدقيقة. إذا تم حسابه بالقدم المكعبة، فإن الوحدة هي CFM. إذا تم حسابه بالمتر المكعب، فهو CMM. وحدة حجم الهواء المستخدمة غالبًا في منتجات المبرد هي CFM (حوالي 0.028 متر مكعب في الدقيقة).
في حالة نفس مادة المشتت الحراري، يعد حجم الهواء هو المؤشر الأكثر أهمية لقياس قدرة تبديد الحرارة للمشتت الحراري المبرد بالهواء. من الواضح أنه كلما زاد حجم هواء المبرد، زادت قدرة تبريد مروحة التبريد. وذلك لأن نسبة السعة الحرارية للهواء ثابتة، وحجم هواء أكبر، أي يمكن للهواء الأكثر لكل وحدة زمنية أن يأخذ حرارة أكبر.
بالطبع، في ظل نفس حجم الهواء، يرتبط تأثير تبديد الحرارة بوضع تدفق الرياح. حجم الهواء وضغط الرياح هما مفهومان نسبيان.
الأكثر شيوعًا هو مروحة ذات سلكين. السلكان هما سلك الطاقة (أحمر) وسلك التأريض (أسود). تعمل مروحة ذات سلكين بأقصى سرعة عند تشغيلها، ولا يمكن للوحة الأم CPU التحكم في سرعة المروحة، ولا تعرف ما إذا كانت المروحة تعمل حاليًا.
الأكثر تقدمًا قليلاً هو مروحة ذات 3 أسلاك. الأسلاك الثلاثة هي سلك الطاقة (أحمر)، وسلك التأريض (أسود)، وسلك قياس السرعة (أصفر).
خط قياس السرعة هو خط إخراج، والذي يخرج إشارة إلى وحدة المعالجة المركزية لإخبار السرعة الحالية للمروحة.
أخيرًا، دعنا نتحدث عن المروحة ذات 4 أسلاك. كما هو موضح في الشكل أدناه، هذه هي أيضًا المروحة الأكثر استخدامًا القابلة لضبط السرعة.
تحتوي المروحة ذات 4 أسلاك على إشارة تحكم واحدة أكثر من المروحة ذات 3 أسلاك، وتخرج وحدة المعالجة المركزية موجات PWM (دورة عمل قابلة للتعديل) للتحكم في سرعة المروحة.
يقدم ما يلي بشكل أساسي التصنيف وفقًا للاتجاهات المختلفة لتدفق الهواء داخل وخارج مروحة التبريد.
تدفع شفرات المروحة المحورية الهواء ليتدفق في نفس اتجاه العمود (الاتجاه المتوازي). يشبه دافع مروحة التدفق المحوري إلى حد ما المروحة. عند العمل، يكون اتجاه تدفق معظم تدفق الهواء موازيًا للعمود.
تستهلك المراوح المحورية أقل قدر من الطاقة عندما يكون تدفق الهواء الداخل هو هواء حر عند ضغط ثابت صفري. عند التشغيل، ستزداد استهلاك الطاقة مع ارتفاع الضغط الخلفي لتدفق الهواء.
نظرًا لأن مروحة التدفق المحوري تتميز بهيكل مضغوط وتوفير المساحة وسهولة التركيب، فهي تستخدم على نطاق واسع. عادة ما يتم تثبيت المراوح المحورية على خزانة المعدات الكهربائية والإلكترونية، وأحيانًا يتم دمجها في المحرك.
الخصائص الرئيسية للمراوح المحورية هي معدل التدفق المرتفع، وضغط الرياح المتوسط، وتلبية متطلبات تبديد الحرارة للبيئة العامة.
يمكن لمراوح التدفق المتقاطع توليد تدفق هواء كبير المساحة وعادة ما تستخدم لتبريد الأسطح الكبيرة للمعدات. مدخل ومخرج هذه المروحة متعامدان مع العمود.
تستخدم مروحة التدفق المتقاطع دافع مروحة أسطواني الشكل نسبيًا للعمل. قطر دافع المروحة الأسطواني الشكل كبير نسبيًا. نظرًا للقطر الكبير، من الممكن استخدام سرعة منخفضة نسبيًا على أساس ضمان دوران الهواء العام، وبالتالي تقليل الضوضاء الناتجة عن التشغيل عالي السرعة. يستخدم في الغالب في المصاعد ومكيفات الهواء والسيارات وغيرها من المعدات.
الخصائص الرئيسية لمراوح التدفق المتقاطع هي معدل التدفق المنخفض، وضغط الرياح المنخفض، ومنطقة تبديد الحرارة الكبيرة.
تسمى مروحة التدفق المختلط أيضًا مروحة التدفق القطري. هذا النوع من مروحة التدفق المختلط لا يختلف عن مروحة التدفق المحوري في المظهر. في الواقع، يكون اتجاه سحب الهواء لمروحة التدفق المختلط على طول العمود، ولكن اتجاه مخرج الهواء على طول الاتجاه القطري بين العمود والخط العمودي على العمود.
نظرًا للشكل المخروطي لدافع المروحة والغلاف الخاص بهذه المروحة، فإن ضغط الرياح مرتفع نسبيًا.
الخصائص الرئيسية لمراوح التدفق المختلط هي معدل التدفق المرتفع وضغط الرياح المرتفع نسبيًا لتحقيق تبديد حرارة أفضل.
عندما تعمل مروحة الطرد المركزي، تدفع الشفرات الهواء ليتدفق في اتجاه عمودي على العمود (أي الاتجاه الشعاعي). يكون اتجاه سحب الهواء على طول العمود، ويكون اتجاه مخرج الهواء عموديًا على اتجاه العمود.
في معظم الحالات، يمكن تحقيق تأثير التبريد باستخدام مروحة محورية. ومع ذلك، في بعض الأحيان إذا كان تدفق الهواء يحتاج إلى تدويره 90 درجة للتفريغ أو إذا كان مطلوبًا ضغط رياح أكبر، فيجب استخدام مروحة طرد مركزي.
الخصائص الرئيسية للمراوح الطاردة المركزية هي تغيير اتجاه تدفق الرياح، ومعدل تدفق محدود نسبيًا، وضغط رياح مرتفع.
