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风冷散热技术

风扇寿命的计算方法

来源:      2023/8/16 15:14:44      点击:

散热风扇的寿命计算是一个复杂的过程,会涉及到多种因素,包括设计、材料、运行环境等,需要基于可靠性工程原理和实验数据进行评估。所以没有一个通用的公式可以精确计算风扇的寿命,但是有经验法则和模型可以用来预估风扇的使用寿命范围。

一个常见的经验法则是MTTF(平均故障时间)。MTTF是在一定条件下,设备平均工作时间到第一次故障的时间。虽然这不是一个精确的计算公式,但也是可以计算风扇寿命的一种方式,并且MTTF的计算需要设计大量的实验数据的统计分析,因此在实际应用中可能比较复杂。

另一种可行的方法是根据可靠性工程原理进行分析,使用故障率(Failure Rate)来估计风扇的寿命。故障率是单位时间内发生故障的频率,同样需要大量的时间数据和统计分析。

以下的任意一个都可定义为产品不良:

1) 风扇停转不工作

2) 转速RPM降至原始30%

3) 额定电流增至原来的 30%

4) 任何由于外框变形引起的噪音,或其他的异常噪音,当然此时并不会测试噪音的实际dB。通常,一批测试样品是用以确保测试的可信赖性。

当发现风扇失效时,必须对最后一次检测结果作好记录。当失效直流风扇样品从高温中移出后,必须仔细检查与分析,并且找出引起风扇失效的真正原因,而其他风扇继续进行测试直至失效。

散热风扇的平均寿命是基于如下加速因子来 计算的:公式为:寿命=1.65^〔(Ttest-T/10〕,即为当工作环境温度每减少10℃,产品寿命就增加1.65倍。转速对寿命的影响如:进行寿命测试得出的试验数据,转速每增加12%,寿命减少25%,注意、一般轴承的最大寿命为150000小时,原因是轴承的寿命限制(轴承疲劳)。

测试风扇寿命的步骤:

准备风扇样品: 准备要进行测试的风扇样品,对它们的初始电流、转速和噪音进行测量。这些初始值将成为后续测试的参考点。

设置测试环境: 将风扇并联后按照原理图所示连接好各设备,并调整输出电压,以及设置高温箱的温度。确保所有设备都正确连接和调整。

开始测试: 启动测试后,开始记录时间并观察风扇的总电流值。稳定的电流值表明风扇已经运行在一定的工作状态,并记录下该值。

定期测试: 在规定的时间间隔内,对所有风扇进行定期测试,包括噪音、转速和电流的测量。这有助于观察风扇在寿命测试期间的性能变化。

试验终止一定数量(例如10%)的样品失效或试验时间达到一定阈值时终止实验。这有助于确保测试在可接受的时间内完成。

寿命计算: 通过收集测试数据,使用公式计算出风扇的寿命值,例如MTTF(平均故障时间)和L10(在10%失效率下的寿命)。