August 29, 2025
는냉각 팬 은 누구나 잘 알고 있을 것입니다. 컴퓨터, 정수기, 냉장고, 에어컨, 공기 청정기, 자동차 등에는 이 장치가 들어 있으며, 많은 산업에서 인기 있는 냉각 장치입니다. 냉각 팬의 기본 사항에 대해 얼마나 알고 계십니까? 구조, 작동 원리 또는 다양한 유형의 냉각 팬의 성능은 무엇입니까?
냉각 팬의 회전 과정은 고정자 코일의 전기에 의해 생성된 회전하는 전자기장이 팬 블레이드에 압착된 영구 자석 링을 서로 밀어내는 과정입니다. 냉각 팬은 주로 로터, 고정자, 모터 및 외부 프레임의 네 부분으로 구성됩니다.
영구 자석 로터, 다극 권선 고정자, 위치 센서 및 전자 정류 구동 제어 회로로 구성됩니다.
모터 케이스 + 자석 링 + 샤프트 코어 + 팬 블레이드로 구성됩니다. 그 중 팬 블레이드는 기류를 생성하는 데 사용되며 샤프트 코어는 팬 블레이드의 회전을 지지하고 균형을 유지하는 데 사용됩니다.
자석 링은 잔류 자성을 가진 물체입니다. 강한 자기장에 의해 자화된 후, 외부 자기장 여기 없이도 물체는 자기적 특성을 유지합니다. 즉, 같은 극은 서로 밀어내고 다른 극은 서로 끌어당깁니다. 자석 링의 외부 프레임(모터 케이스)은 자석 링을 고정하는 데 사용됩니다.
고정자는 에나멜 와이어 + 플라스틱 코팅 실리콘 강판 + 베어링 + 홀 센서 감지 + 구동 회로 기판 + 베어링으로 구성됩니다. 베어링의 역할은 속도를 높이고 마찰을 줄이며 팬이 오랫동안 작동할 수 있도록 하는 것입니다. 지지 스프링은 베어링을 밸런스 샤프트에서 분리하는 데 사용됩니다. 고정 링은 전체 회전 부분을 고정하는 데 사용됩니다.
냉각 팬의 외부 프레임 부분은 주로 지지 및 기류 안내 역할을 합니다.
암페어의 오른손 법칙에 따르면, 전류가 도체를 통과하면 그 주위에 자기장이 생성됩니다. 도체가 다른 고정된 자기장에 배치되면 인력 또는 반발력이 생성되어 물체가 움직이게 됩니다.
냉각 팬 내부에는 실리콘 강판을 둘러싸는 고무 자석이 부착되어 있습니다. 두 세트의 코일이 고정자 코어 주위에 감겨 있으며, 홀 센서 구성 요소는 동기 감지 장치로 사용되어 일련의 회로를 제어합니다.
이 회로는 고정자 코어 주위에 감긴 두 세트의 코일이 번갈아 작동하도록 하여 실리콘 강판이 서로 다른 자극을 생성하여 고무 자석과 반발력을 생성합니다. 인력과 반발력이 팬의 정적 마찰보다 클 때 팬 블레이드가 자연스럽게 회전합니다.
냉각 팬의 속도는 분당 팬 블레이드가 회전하는 횟수를 의미하며, 단위는 rpm입니다. 팬 속도는 모터 내부 코일의 회전 수, 작동 전압, 팬 블레이드 수, 경사각, 높이, 직경 및 베어링 시스템에 의해 결정됩니다.
냉각 팬의 회전 속도는 내부 회전 속도 신호를 통해 측정하거나 외부에서 측정할 수 있습니다. 외부 측정은 다른 기기(예: 열선 풍속계)를 사용하여 팬이 얼마나 빨리 회전하는지 확인하는 것이고, 내부 측정은 BIOS에서 직접 확인하거나 소프트웨어를 통해 확인할 수 있습니다.
주변 온도가 변함에 따라 때로는 요구 사항을 충족하기 위해 다른 속도의 팬이 필요합니다. 일부 팬은 현재 작동 온도(예: 방열판의 온도)에 따라 팬의 속도를 자동으로 제어할 수 있습니다. 온도가 높으면 속도가 증가하고 온도가 낮으면 속도가 감소합니다.
냉각 팬의 풍량은 분당 공랭식 라디에이터 팬에서 배출되거나 흡입되는 총 공기량을 의미합니다. 입방 피트로 계산하면 단위는 CFM입니다. 입방 미터로 계산하면 CMM입니다. 라디에이터 제품에 자주 사용되는 풍량 단위는 CFM(분당 약 0.028 입방 미터)입니다.
동일한 방열판 재료의 경우 풍량은 공랭식 방열판의 방열 용량을 측정하는 가장 중요한 지표입니다. 분명히 라디에이터의 풍량이 클수록 냉각 팬의 냉각 용량이 높아집니다. 이는 공기의 열용량비가 일정하고 풍량이 클수록 즉, 단위 시간당 더 많은 공기가 더 많은 열을 제거할 수 있기 때문입니다.
물론 동일한 풍량에서 방열 효과는 바람의 흐름 모드와 관련이 있습니다. 풍량과 풍압은 두 가지 상대적인 개념입니다.
가장 일반적인 것은 2선 팬입니다. 2개의 전선은 전원선(빨간색)과 접지선(검은색)입니다. 2선 팬은 전원이 켜지면 최대 속도로 작동하며, 마더보드 CPU는 팬 속도를 제어할 수 없고 팬이 현재 작동 중인지 알 수도 없습니다.
조금 더 발전된 것은 3선 팬입니다. 3개의 전선은 전원선(빨간색), 접지선(검은색), 속도 측정선(노란색)입니다.
속도 측정선은 CPU에 신호를 출력하여 현재 팬 속도를 알려주는 출력선입니다.
마지막으로 4선 팬에 대해 이야기해 보겠습니다. 아래 그림과 같이 이것은 또한 가장 일반적으로 사용되는 속도 조절 가능 팬입니다.
4선 팬은 3선 팬보다 제어 신호가 하나 더 있으며, CPU는 PWM 파형(조절 가능한 듀티 사이클)을 출력하여 팬의 속도를 제어합니다.
다음은 냉각 팬의 출입 기류의 다른 방향에 따라 분류를 주로 소개합니다.
축류 팬의 블레이드는 공기를 샤프트와 동일한 방향(평행 방향)으로 흐르도록 밀어냅니다. 축류 팬의 임펠러는 프로펠러와 다소 유사합니다. 작동 시 대부분의 기류의 흐름 방향은 샤프트와 평행합니다.
축류 팬은 입구 기류가 정압이 0인 자유 공기일 때 전력을 가장 적게 소비합니다. 작동 시 전력 소비는 기류 배압의 증가와 함께 증가합니다.
축류 팬은 컴팩트한 구조, 공간 절약 및 쉬운 설치를 특징으로 하므로 널리 사용됩니다. 축류 팬은 일반적으로 전기 및 전자 장비의 캐비닛에 설치되며 때로는 모터에 통합됩니다.
축류 팬의 주요 특징은 높은 유량과 중간 풍압이며 일반 환경의 방열 요구 사항을 충족합니다.
크로스 플로우 팬은 넓은 영역의 기류를 생성할 수 있으며 일반적으로 장비의 넓은 표면을 냉각하는 데 사용됩니다. 이 팬의 입구와 출구는 샤프트에 수직입니다.
크로스 플로우 팬은 비교적 긴 배럴 모양의 팬 임펠러를 사용하여 작동합니다. 배럴 모양의 팬 임펠러의 직경은 비교적 큽니다. 직경이 크기 때문에 전체 공기 순환을 보장하는 것을 기반으로 비교적 낮은 속도를 사용하여 고속 작동으로 인한 소음을 줄일 수 있습니다. 엘리베이터, 에어컨, 자동차 및 기타 장비에 주로 사용됩니다.
크로스 플로우 팬의 주요 특징은 낮은 유량, 낮은 풍압 및 넓은 방열 면적입니다.
혼류 팬은 대각선 흐름 팬이라고도 합니다. 이러한 종류의 혼류 팬은 외관상 축류 팬과 다르지 않습니다. 실제로 혼류 팬의 공기 흡입 방향은 샤프트를 따라가지만 공기 배출 방향은 샤프트와 샤프트에 수직인 선 사이의 대각선 방향을 따라갑니다.
이 팬의 임펠러와 하우징의 원추형 모양으로 인해 풍압이 비교적 높습니다.
혼류 팬의 주요 특징은 높은 유량과 비교적 높은 풍압으로 더 나은 방열을 달성하는 것입니다.
원심 팬이 작동하면 블레이드가 공기를 샤프트에 수직인 방향(즉, 방사형 방향)으로 흐르도록 밀어냅니다. 공기 흡입 방향은 샤프트를 따라가고 공기 배출 방향은 샤프트 방향에 수직입니다.
대부분의 경우 축류 팬을 사용하여 냉각 효과를 얻을 수 있습니다. 그러나 때로는 기류를 90도 회전하여 배출하거나 더 큰 풍압이 필요한 경우 원심 팬을 사용해야 합니다.
원심 팬의 주요 특징은 바람의 흐름 방향을 변경하고, 비교적 제한된 유량, 높은 풍압입니다.
