Статьи www.modd1ng.com

Лечение треска моторов вентиляторов: общие принципы

Здесь пойдет речь о второй составляющей вибраций связанной с работой двигателя. Возникает она в конструктивных элементах мотора, находящихся под воздействием импульсных (c большой скважностью) полей. Содержит в основном высокочастотные гармоники и воспринимается как звонкий "цокот, стрекот или треск".
Заметность на фоне остальных шумов, как правило, возрастает с понижением частоты вращения крыльчатки и уменьшением аэродинамического шума.
Характерно мгновенное пропадание при отключении питания двигателя.
Первопричиной высокочастотного треска моторов является выброс обратного напряжения на катушках мотора при запирании ключевых элементов. В появлении таких выбросов обычно ви-новаты упрощения в схемотехнике моторов.
Все дело в отсутствии не только элементов демпфирования выбросов напряжения на обмотках при коммутации, но и даже элементарных блокировочных конденсаторов. Хотя на многих платах китайских моторов даже отверстия для них предусмотрены, но они не впаиваются.

Рисунок 1 Схема одного из вариантов мотора

Эти выбросы прекрасно видны на осциллограмме напряжения на коллекторе ключевого транзистора (VT1 или VT2) в схеме типового двигателя.

Рисунок 2 Осциллограмма напряжения на катушке типового двигателя

При наличии в схеме диода VD1, защищающего мотор от переполюсовки питающего напряжения и уменьшающего уровень помех в цепи питания +12 В, выбросы наблюдаются так же в плюсовом проводе мотора (точка А).

Рисунок 3 Выбросы в плюсовом проводе мотора

Такие схемы лечатся всего одним блокировочным конденсатором.

Рисунок 4 Схема с блокировочным конденсатором

На рисунке вся схема управления заменена одним квадратиком. На рассмотрение способов “лечения” это не влияет. Тем более, что во многих современных моторах используется одна единственная микросхема, в kоторой умещается вся схема управления

Рисунок 5 Емкость блокировочного конденсатора маловата

Даже небольшая емкость (0,33 мкФ) способна резко уменьшить треск мотора. Лучший результат дает емкость до нескольких мкФ.

Рисунок 6 Нормальная емкость блокировочного конденсатора

Еще лучшие результаты дает использование шунтирующих диодов включаемых параллельно катушкам мотора.

Рисунок 7 Схема с шунтирующими диодами

Это гораздо лучший вариант на только потому, что обеспечивает идеальное подавление треска, но и потому, что диоды имеют меньшие размеры и легко могут быть размещены внутри мотора.

Рисунок 8 Идеальное подавление выбросов диодами

А еще это работает при отсутствии защитного диода, а блокировочный конденсатор в таком случае будет бесполезен.

Рисунок 9 Мотор без защитного диода

А еще позволяет добиться импульсов практически идеальной прямоугольной формы на коммутирующих элементах и снизить вероятность выхода их из строя по причине пробоя.

Рисунок 10 Импульсы прямоугольной формы на коммутирующих элементах

В некоторых моторах, например GlacialTech SilentBlade GT12252BDL-1, для подавления треска достаточно на предусмотренные места впаять демпфирующие элементы. Помогает даже в упрощенном виде (вместо последовательной RC цепочки впаян только конденсатор емкостью 0,33 мкФ).

Рисунок 11 Подавления треска демпфирующими элементами

Рассмотренные способы устранения треска рассмотрены на примере наиболее распространенных моторов с четырехполюсным магнитопроводом.
Существуют, конечно, как другие способы устранения треска, так и другие конструкции моторов, к которым рассмотренные способы могут быть и неприменимы. К примеру, оригинальные конструкции Sunon.


Рисунок 12 Другая конструкция мотора

Ссылки по теме:

Обсуждение доработки моторов и прочих неочевидных способов утишения вентиляторов на форуме iXBT

vvc1
05.11.2007