냉각팬이란? 종류, 구조, 제어 방법, 트러블 대책을 해설

1. 냉각 팬이란?

팬이라고 하면, 가정에서 사용되는 선풍기나 환기 팬을 이미지하는 사람은 많다고 생각합니다만, 여기서 소개하는 「냉각 팬」은, 장치 속에 설치되어 장치를 식히는 팬입니다. 최근에는 냉각팬을 환기나 공기의 순환 등 냉각 이외의 목적으로 사용하는 경우도 늘고 있습니다.

2. 냉각 팬의 종류

팬의 종류는 입력 전원과 팬의 형태로 나누는 경우가 많습니다.
입력전원은 교류의 AC전원과 직류의 DC전원의 2종류가 있으며, 일반적으로 AC팬과 DC팬 이라고 불립니다. 팬의 형상으로 나누는 경우는 크게 나누어, 축류 팬· 원심팬 ·블로어의 3개가 됩니다.
제품을 검색할 때 "DC 축류 팬"과 같은 제품명을 보면 입력 전원이 DC의 축류 팬이라고 알 수 있습니다. 물론, 메이커에 의해, 부르는 방법이 다른 경우도 있습니다만, 나누는 방법에 큰 차이는 없습니다.

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3. 냉각 팬 구조

팬의 단면도를 사용하여 설명합니다.
냉각 팬은 기본적으로 그림 1과 같은 부품으로 구성되지만, 그 중에서도 특히 중요한 것이 「볼 베어링」입니다.
산요전기 에서는 전 기종 2 볼 베어링 구조를 채용하고 있습니다. 이를 통해 베어링 하중을 줄이고 팬의 신뢰성과 수명을 향상시킬 수 있습니다.

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4. 냉각 팬의 회전 속도 제어 방법

팬의 회전 속도를 제어하려면 PWM 컨트롤 기능을 사용할 수 있습니다. PWM 컨트롤 기능 제어 신호의 펄스 폭을 바꾸어 회전 속도를 제어하는 기능으로, 전압으로 제어하는 경우와 비교하여 폭넓게 제어할 수 있습니다.
PWM 컨트롤 기능 사용하려면 PWM 신호를 발생시키는 회로가 필요합니다. 자작이 어려운 경우, 산요전기 에서는 「PWM 컨트롤러」로 회로 설계를 하지 않고 PWM 컨트롤 사양팬 활용할 수 있습니다. 또한 팬의 회전 속도를 원격으로 감시·제어할 수 있는 IoT 제품 「San Ace 컨트롤러」도 준비하고 있습니다.

5. 이음·소음이 발생할 때의 대처법

팬이 장치에 장착될 때 소음이 나면 팬이 회전할 때 장치에 닿을 수 있습니다. 대처법으로서 방진 고무 등을 붙여 진동을 흡수하는 방법이 있습니다. 또 다른 가능성은 장치가 팬과 공진하는 것입니다. 이 경우에는 장치의 강성을 올리는 등하여 팬의 회전 속도와 장치가 공진하지 않도록 할 필요가 있습니다.

한편, 팬의 본체에서 소리가 나오는 경우의 요인은 주로 3가지가 있습니다.
바람 소리: 날개가 회전할 때 공기를 자르는 소리.
전자기 소리 : 주로 모터의 스위칭 소리 등.
기계음: 회전체(로터)의 언밸런스에 의한 진동음.
이들은 팬의 제작 과정에서 정해지는 것입니다만, 「풍절음」은 PWM 컨트롤 기능 등을 사용해 회전 속도를 조정하는 것으로, 내릴 수 있습니다. 팬은 회전 속도에 따라 음압 레벨이 변화하기 때문에, 가장 소리가 낮을 때의 회전 속도로 설정해 두면 됩니다만, 그에 따라, 풍량 등도 바뀌어 버리므로, 냉각 성능과의 밸런스를 취한다 어려울 것입니다.

따라서 최적의 냉각 성능을 유지하면서 정음화하고 싶은 경우는 역시 팬 자체를 선정할 때에 장치의 통풍 저항과 팬의 풍량-정압 특성을 맞추어 최적의 동작점을 검토하는 것이 번 추천입니다.

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6. 냉각팬의 사례 일람

팬을 장치에 실장했을 때의 「풍량의 수치화」를 실현하는 수단이란?

AC 전원으로 DC팬의 성능을 실현한 「ACDC 팬」이란! ?

팬 대수의 삭감과 냉각 성능 업을 양립한 「원심팬」이란

고정압의 “방유팬 ”으로 공장의 가혹한 환경하에서도 냉각 성능을 확보

업계 톱 클래스의 고정압으로 고밀도의 장치를 효율적으로 냉각하는 「San Ace 이중반전팬」

게시일: 2022-03-08 00:00