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解決事例
開發計劃的障礙。

在維持高冷卻性能的同時挑戰“低噪音、低振動化”!

IT機器制造·信息服務業J公司 (職員數:約450名)

Problem

面向專業用途,廣泛應用於CAD、圖形設計、高級技術計算和事務處理等領域的高性能商用計算機“工作站”。為了滿足大量用戶的要求,高“穩定性”和“可靠性”適用於惡劣的使用環境,例如安裝高性能CPU以實現長時間連續使用,高可擴展性和高速處理比以前更需要。

過去由於基於UNIX且價格昂貴,普通用戶買不起,但近年來隨著基於Windows的“PC工作站”的普及,從企業辦公室到店鋪、SOHO等,已經成為眾多用戶的身邊之物。

“高冷卻性能”對於提高性能至關重要。兩個風扇應該足夠...?

J公司主要從事計算機係統、外設及軟體產品的開發和生產,從事IT設備制造及信息服務業。開始開發新PC工作站的公司決定為下一代型號採用新的高性能CPU,以滿足市場需求,例如大量數據處理和計算密集型應用程序的使用是的。

然而,在高密度封裝的設備內部,熱量的產生會降低處理速度,導致設備故障,甚至導致故障。為了發揮CPU原有的性能,提高設備的“穩定性”和“可靠性”,“高散熱性能”是必不可少的。

該公司在開發目前型號時審查了冷卻性能,並安裝了兩個40毫米見方28毫米厚的風扇。這個規格應該足以滿足下一個型號所需的冷卻性能。然而,這需要對冷卻風扇規格進行重大審查。

“冷卻性能”和“低噪音、低振動”——相互矛盾的要求成為產品開發的壁壘...

現有機型經常被用戶指出「噪音大,影響業務」,而且有的安裝位置還會因共振而增大振動音。

因此,J公司將“低噪音化”和“低振動化”視為新一代車型開發的課題。問題是如何在保持高冷卻性能的同時實現這些要求。該公司開發部的D經理說:。

「PC工作站對於使用者來說已經成為身邊的東西,不是設置在專用的伺服器機房,而是設置在事務所內的情況越來越多。因此,高性能化自不必說,對用戶來說不刺耳的“靜音化”也是非常重要的因素。為了在競爭中取勝,新一代車型必須實現低噪音。」

為了克服當前風扇的挑戰,我們確定有必要大幅改變零件的佈局並提高裝置的剛性,以減少共振引起的噪音,但考慮到開發進度,這並不是必需的。面臨著一堵大牆。
*有關風扇噪音的更多信息,山洋小教室風扇基礎知識:風扇噪音和聲壓級

挑戰
  • 為了提高“穩定性”和“可靠性”,必須具備去除設備內部熱量的高冷卻性能。
  • 在保持高性能的同時,必須降低設備噪音。
  • 在大幅調整部件配置、提高裝置剛性的同時,也給開發日程帶來了壓力。

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Solution

“2個40mm見方”改為“1個60mm見方”!在保持冷卻性能的同時降低噪音的提案

幾天后,山洋電氣銷售代表來到公司,與D先生等人進行了詳細訪談,整理了降噪要點。

  • 在保持冷卻性能的同時降低噪音
  • 無論設置場所如何,均可抑制共振產生的振動音
  • 我想在待機狀態下降低噪音
  • 無法更改開發計劃

「為了在相同尺寸(40毫米見方、28毫米厚)的情況下實現更低的噪音而不降低冷卻性能,我們必須重新審查構成風扇的所有部件並開發新風扇。但是,由於我們無法改變J公司在的開發計畫中,我們建議改變山洋電氣的尺寸。

J 公司收到了一份配置一個「60 毫米方形、25 毫米厚」型DC冷卻風扇的提案,與現有的兩個「40 毫米方形、28 毫米厚」型DC冷卻風扇風扇的配置形成鮮明對比。透過反覆試驗,我們檢查了下一個工作站中每個零件的放置位置,發現最大可以安裝60平方毫米。

“比衣服摩擦的聲音更安靜”?實現30%的低噪音。還成功實現了低振動!

山洋電氣立即向J公司交付了60mm方形DC冷卻風扇的評估樣品。該公司將開始評估粉絲。
我們在原型機上進行了測試,並確認風扇的性能符合預期。透過僅用一台設備提供足夠的冷卻性能,我們成功克服了低噪音和振動的挑戰。

「風扇的特性比想象的要好,噪音和振動方面也沒有問題,發揮了預期的效果。因此,開發時間表得以縮短。除此之外,開關雜訊也大大降低。現有風扇在低速旋轉時會產生“咯吱咯吱”的磁噪音,不過由於配備了軟開關IC,因此沒有問題。」(D先生)

透過安裝風扇,我們能夠使用一台風扇實現 0.58 m 3 /min 的風量,而目前使用兩颱風扇的風量為 0.48 m 3 /min。此外,噪音從 33db (A) 降低至 24db (A)。此外,我們不僅能夠降低風扇的風噪聲,還能降低與外殼共振產生的振動噪音。 D先生將DC冷卻風扇的介紹總結如下。

「24dB比衣服摩擦的聲音要小。太安靜了,我很吃驚。與此前的風扇相比,噪音降低了30%。而且,盡管是1臺,風量卻提高了0.10mm3/min。另外,通過從2臺變成1臺,還降低了成本。」

該公司的產品在滿足用戶需求的同時,成功地提高了性能,確立了市場優勢,今後有望進一步擴大市場份額。

效果
  • 佈局進行了修改,配置由2個40mm見方28mm厚的風扇改為1個60mm見方25mm厚的DC冷卻風扇。
  • 儘管減少了風扇的安裝數量,但與傳統風扇相比,風量增加了0.10mm 3 /min。
  • 實現了30%的低噪音。
  • 通過降低振動,我們成功地降低了與外殼共振產生的振動聲音。

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發布日期:

風扇
【粉絲基礎知識】 第7節課
設備的通風阻力
風扇
【粉絲基礎知識】 第6節課
風扇噪音和聲壓級
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【粉絲基礎知識】 第5節課
風扇電流
風扇示例列表