冷却风扇的特性与噪音的测定和计算
冷却风扇
风量．静压特性 压力损失
欲将空气流入某一流路当中时，该流路当中即会产生妨碍其风流之风阻。
比如将图1与图2作个比较，可以发现图1的设备内由于几乎是空洞的，因此风阻较小，风量也几乎都没有减少。然而图2则由于设备内阻
碍风流的东西较多，因此风阻增大并且风量也减少。此点与电流相当相似，当电阻值越小时则可流过越大的电流，相对的电阻值越大时
则可流过的电流越小。此风阻是使设备内的静压上升之压力能源所在，称做压力损失，以下列算式表示之。
风量．静压特性
风扇的特性一般是以风量．静压特性曲线表示之，其表示的是欲送出某种程度风量时与其所需静压值之间的关系。比如所需之风量为Q1
时，其设备之压力损失假设为P1，则如图3之风扇的特性所示，可以得知此风扇所拥有的静压值为P2，比所需之静压值P1更大，因此可获
得所需之充分的风量。
由于压力损失是与风量的平方成正比，因此需要两倍风量时则不单纯只是增加两倍的风量即可，同时还必须选用静压为4倍之风扇。
风量．静压特性的测定方法
测定风量．静压的方法一般有使用皮托管测试之风管测定方式及使用双室测定两种方法。
其中双室方式比风管方式精度更高并且在海外各地也被广泛使用，因此本公司采此种方式测定。
另外，本公司的测定装置是采用世界上被广泛认可之风扇测定方法的规格－AMCA标准210为基准。此种方法如图4所示，是测定排气管前
后之压力差ΔP与暗室内的压力Ps以求得被测定风扇之风量．静压特性。
（AMCA ： The Air Moving and Conditioning Association ）
风扇并列运转所产生之风量．静压特性的变化
将2台特性相同的风扇并列使用时，会产生不同的特性变化。
安装选购配件时风量．静压特性的变化
将风扇组装于机器时，使用护网或滤网等选购配件可提升机器整体的安全性及可靠性。然而选购配件本身即为风阻，因此会影响风扇的
特性面及噪音面等，因此在选用风扇及选购配件时必须要将这些要点列入考虑。
就安装尺寸为119mm的风扇用选购配件所测得的压力损失为图7所示，就损失而言滤网最大，而护网几乎没有造成任何损失。
噪音
一般会让我们感到不快的声音称为噪音。当风扇回转扇叶时会造成空气压力变化而产生噪音。此一空气的压力变化越大则噪音越高。
噪音的测定
本公司的噪音值是由风扇吸风口1m处（吸风口中心线）以A波段所测得的值。
噪音的合成
有关噪音的程度我们就以使用2台40[dB]（分贝）的风扇时产生之噪音值来考虑。
由于噪音值是以分贝表示之，因此并非单纯的算术上之加法运算。为表示此一噪音值必须先将声音转换成能量，并算出其音压所增加的
部份。
声音之能量J与音压P之间关系为 （ρ＝空气的密度、c＝声音的传播速度）
使用此一关系式将噪音值以分贝[dB]表示如下。
噪音值＝20logP／P0
＝10logJ／J0
P：实际的音压
J：测得噪音之能量
P0, J0： 人类耳朵所能分辨之最小噪音能量
亦即此一算式乃是将噪音值以能量J0为基准，并以[dB]表示。若以此算式算出音压的话，由于风扇有n台因此声音的能量则为n倍，即
噪音值＝10log n．J／J0
＝10logJ／J0＋10log n
亦即同时运转n台风扇时其噪音增加之部分为10log n[dB]。
于此因风扇有2台，所以n＝2，即噪音程度增加10log2，即增加了3[dB]，同时运转2台40[dB]的风扇时其噪音值为43[dB]。
接下来让我们来看看同时运转1台40[dB]的风扇和1台50[dB]的风扇时之噪音值，此时亦非由算术之加法即可求得合成噪音值。
其求法如右：
距离与噪音
噪音值会随着距离声音的来源越远而越小。
以公式来表示的话，如下列式子所示：
SPL2＝SPL1－20log r2/r1
SPL2：在距离r2的噪音值
SPL1：在距离r1的噪音值
在此我们将距离吸风口处1m处测得40dB的风扇，在2m处测定其噪音值。
由于r2＝2m r1＝1m SPL1＝40dB代入之后
SPL2＝40－20log2/1
＝34 [dB]
在距离2m的地方噪音值降低了6dB。
上列算式中的20log r2/r1指的是两者的距离比，例如我们拿3m和6m来比较的话结果可能也是一样的。由此可知，只要我们了解某个距离
的噪音值的话，就可以推断在其它距离的噪音值。
关于电容器
电容器式马达的主线圈及辅助线圈以90°电气角将极轴以不同方向绕线。电容器是以串联方式与辅助线圈连接，其功用为促使辅助线圈
之电流相位超前。
马达所使用之电容器主要以JIS C 4908电气机械用电容器所规定之蒸着电极电容器为主。此种电容器于组件上因使用金属蒸着纸或塑料
薄膜，具有自动恢复功能，因此一般而言称之为SH（Self healing）电容器。以往大都是纸组件的机型，近年来随着对电容器小型化的
要求升高，塑料薄膜组件机型已跃升为主流。
容量
电容器之容量有误时，可能造成马达的振动及发热相当明显，亦或造成转矩下降而使运转产生不安定之状况。因此务必使用规定容量之
电容器。电容器容量的单位以μ F（微法拉）表示。
额定电压
使用超过额定电压使用时，电容器有冒烟、产生火花之虞。因此务必使用规定容量之电容器。电容器的额定电压单位以V表示。
电容的额定电压标示在电容器外壳的表面，与风扇马达本身的额定电压不同，请特别注意。
额定通电时间
额定通电时间是在电容的额定负载、额定电压、额定温度、额定周波数下运转时之设计上的最低寿命，是以25,000小时为标准。接近寿
命结束发生电容损坏时，会发生冒烟或是起火的现象。最好以额定通电时间为标准更换电容。
请检讨另外的保护方案，防止电容发生异常时对设备造成影响。
过热保护装置
风扇因过负载而受到拘束或因环境温度急遽上升，或是因为某些原因而造成输入增加时风扇的温度就会急剧的上升。如果放置不管，风
扇的内部之绝缘性能就会劣化，而使寿命缩短，严重时甚至会使线圈烧毁而引起火灾。为了保护风扇不使其产生以上之异常现象，本公
司取得UL规格、CSA规格、EN规格和IEC规格的风扇皆具备有以下之过热保护装置。
自动复归型过热保护装置
MRS系列、MRW型、MB系列（滚筒径H80mm以上之规格认定品）、MF系列的风扇皆内藏有自动复归型过热保护装置，其构造如下图所示。
自动复归型过热保护是采双金属片方式，其接点处是使用金属中电阻最低且热传导仅次于铜的纯银。
过热保护装置作动温度
open 120℃±5℃
close 77℃±15℃
（过热保护装置作动时风扇的线圈温度会比上述之作动温度较高一些。）
双金属片纯银接点导线图11 自动复归型过热保护装置之构造
阻抗式保护装置
适用于MU系列、MB系列（MB520、MB630型）之风扇。
阻抗式保护风扇是将风扇的线圈之电阻设定成较大之阻值，当风扇受到拘束时，电阻值会变大以抑制输入电流，使温度不至于过度上
升。
用语解说 风量．静压特性
风量．静压特性是以横轴为风量，以纵轴为静压，表示要获得某风量时，风扇必须能够产生多少静压的图表。
下图A点的地方静压是0，也就是说在完全没有压力损失的状态下，风扇所能生出最大的风量。相对的B点则是表示风扇所能产生的最
大静压值，称做最大静压。但是考虑到风扇的实际使用状况，可以
说几乎没有使用到最大风量或是最大静压的时候。因此，最大风量以及最大静压值只是当作风扇的规格之来使用，可以说只是一种比较
特性用的基准值而已。
噪音频率分析
本公司在噪音频率的分析上，是采用1/3音阶频宽带率分析。它是以每隔1/3音频带的音压量（平均值）来表示出噪音是由怎样的频率成分所组成的。
即使频率有些微的不同，人类的耳朵也不能分辨出其间差异，要到大约1/3音频带左右的频率产生不同时，才能隐约听出其差别。因此这个1/3音频带频率分析可以说是配合人类听觉的噪音分析数据。
dB（分贝）
噪音值是以[dB]来表示的。
如果要以线性比例尺来表示噪音的话，假设人类能听到最小的噪音量为1，那么能够忍受的最大噪音量则有500万那么大的数字，实
在很难表示。因此噪音（音压程度）就以分贝来表示、
音压程度＝20log P/P0
P ＝实际的音压
P0＝人类耳朵所能听到的音压的最小值
人类可以听到的音量范围可以0～130dB表示，一看就很容易明白的。
A波段
人类耳朵一般只能听到20Hz～20kHz的声音，而且还有一种特性是对于低频率以及非常高的频率并不感到怎么刺耳。如果光是测量音压而不理会频率的话，就无法表现出人类的刺耳感觉的程度。因此当我们要测量音压程度时，必须利用频率来修正音压程度，以接近人类的听觉。进行过这种修正的就是A波段。
将实际以A波段所测量的值与音压程度的测定值（C波段）做比较，可以右表表示。
不易燃等级
这是针对机器的零件用塑料材料表示其不易燃烧的程度，一般是以UL规格（UL94, STANDARD FOR TESTS FOR FLAMMABILITY OF PLASTIC MATERIALS FOR PARTS IN DEVICES AND APPLIANCES）来规定的。UL规格是就燃烧速度、发出火焰燃烧
时间、滴下物引发火等项目来做评估的。
可分为下方之4个阶段。
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