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新型冰箱风机(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表:2007-07-02 人气:6

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电机通过低压线圈供电，外接电源通过一个电容性限流器直接供给低压线圈。一列电阻提供短路和过载保护。直流无刷电机的形状和安装方式和交流电机基本一致，在多数的产品中能够直接替代，从而达到A级节能标准。

节能

我们把两种新的设计与市场上标准的风机作了能耗比较。结果如图3所示，C型罩极电机带100mm风叶转速在每分钟2400转的时候，功率为6.9W，而EM2513LN只有4.8W，功率消耗减少了30%。继续提高效率可以把轴径减少到3.175mm (1/8英寸)以下。其实对于轴承来说，2mm的轴径就足够了，但是必须小心放置电机，因为轴过细容易受到损坏。如果使用更好的矽钢片和高纯度的铜，功耗可以进一步降到4W以下，当然成本会有所增加。

测试结果显示，直流无刷电机BG2012的节能效果更好，功耗2.4W, 只有标准电机的1/3。即使这样，很大一部分功率被起保护作用的电阻消耗掉了。如果使用外接装置替换电阻，功耗可以进一步降低到约1.8W。

图3：无霜风机的输入功率

噪音

电器中使用的电机和风机数量的增加要求降低噪音，尤其是家用电器，所以我们也对新型电机的噪音进行了测试。测试比较了不同的设计：4极和2极直流无刷电机以及2极罩极电机。虽然4极直流无刷电机采用了更为昂贵的材料，但是最后的结果还是2极直流无刷电机设计比较合理，因为2极直流无刷电机的噪音特性要远远好于4极直流无刷电机。

实验设置

把带100mm标准风叶的电机安装在1.84m高的立式商用冷柜中。风机上配有橡胶减震圈。实验中，风机通过外部电源直接供电，压缩机处于停机状态，这样消除了其他因素的影响，从而只测定、比较风机工作时的噪音。在每次试验之前，风机的转速调整到每分钟2400转。

声压通过一个放置在闭门状态的冰柜前1m处，高度在冰柜一半的位置的麦克测得。也可以采用带有录音装置立体声麦克（模拟人耳）记录分析声音效果。声音的测试在特殊的噪音实验室进行。噪音水平通过频率范围从16Hz～10kHz的1/24倍频程滤波器自动光谱仪显示。

分光光谱测试

图4显示了噪音测试的基本结果。电机的主要噪音，反映在基频也就是电机的转动频率40Hz分频。谐波（80、120、160、200Hz）分频的噪音水平也有差别。线频是引起100Hz分频噪音的主要原因，尤其是对罩极式电机而言。仅从基频来看，罩极式电机比其他两种直流无刷电机的噪音要大。但是人耳随着声音频率的升高感受越来越明显。从谐波来看，罩极式电机在人耳敏感的较高分频区域噪音较低，所以经验告诉我们，罩极式电机的噪音应当是最小的。在较高分频，2极和4极的直流无刷电机噪音变化较大。4极直流无刷电机在较高频段会发出令人不安的噪音。

图4：2400转/分钟单频噪音水平

另一方面线频产生的100Hz分频噪音只与罩极式交流电机相关，电压整流会优化直流无刷电机在此频段的噪音。当用普通A型滤波器测试噪音时，如图5所示，4极设计有明显的缺陷。而2极直流无刷电机产生的噪音水平与罩极式交流电机相差不大。这与经验基本一致。

图5：2400转/分钟单频噪音水平（A型滤波器）

综合考虑噪音和节能的因素，2极直流无刷电机是最理想的选择。外形尺寸与罩极式电机相似是2极直流无刷电机的另外一个优点，它可以用来直接替代现有设备中的交流电机而不需要任何的改动。

结论

冰箱的功能由于采用了新型风机得以改进。采用含硅润滑剂的含油轴承技术减少了在冰点温度的摩擦，使风机工作的温度范围更加广泛；防潮处理的直流无刷电机进一步降低了功率消耗，使风机达到新的能耗标准要求，并且不需要额外的装置来降低噪音。

注：文章中所有数据和图片来源于ebm-papst公司实验数据和资料。 (

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