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PWM Lüfter

PWM-Lüfter – Funktion und Einsatz

Unter einem Lüfter stellt man sich allgemein einen Motor vor, der beim Anlegen einer Betriebsspannung die auf der Welle befindlichen Schaufelblätter in Bewegung setzt und so einen Luftstrom erzeugt. Abhängig von der Höhe der angelegten Spannung dreht sich der Lüfter dabei mal schneller und mal langsamer. Doch was ist dann ein PWM-Lüfter?

Bei einem PWM-Lüfter handelt es sich es um eine spezielle Ausführung. Diese unterscheidet sich zunächst äußerlich kaum von einem herkömmlichen Lüfter – die mechanische Konstruktion ist nahezu identisch, auch die Performance hinsichtlich Luftstrom ist genau die selbe wie bei einem baugleichen Lüfter ohne PWM. Was aber auffällt ist, dass die Anschlussleitung nicht mehr nur zwei Litzen hat, sondern noch mindestens eine dritte Leitung benötigt wird. Diese dritte Leitung wird beim PWM-Lüfter zur Übermittlung des PWM-Signals benutzt.

Doch was ist ein PWM-Signal? “PWM” steht für “Pulsweitenmodulation”. Das PWM Signal ist dabei ein digitales Signal, das mit einer festen Frequenz Ein/Aus-Impulse überträgt. So bedeutet beispielsweise ein Verhältnis von 10:90 bei einer Frequenz von 100 Hz, dass 0,1 Sekunden lang ein Spannungssignal (EIN) über die PWM-Steuerleitung geht und nach 0,9 Sekunden Pause (AUS) wieder der nächste 0,1 Sekunden lange “EIN”-Impuls kommt. Über das Verhältnis von “EIN” und “AUS” lassen sich Informationen oder Befehle an den PWM-Lüfter übertragen. Meistens steht die Länge des “EIN”-Signals für eine bestimmte Solldrehzahl des Lüfters.

PWM-Lüfter werden u. a. in Rechenzentren eingesetzt, um eine gleichbleibende Kühlung Computer zu gewährleisten.

PWM-Lüfter werden u. a. in Rechenzentren eingesetzt, um eine gleichbleibende Kühlung Computer zu gewährleisten.

Wie aber ist ein PWM-Lüfter aufgebaut? Um die eintreffenden PWM-Signale in eine Drehzahl übersetzen zu können, verfügen PWM-Lüfter über eine entsprechende Interfaceelektronik. Diese wandelt das Signal/Pause-Verhältnis in eine Sollvorgabe für die eigentliche Drehzahlregelung um. Die Drehzahlregelung wird meist über einen kleinen integrierten Mikrocontroller realisiert, der die Sollvorgabe ständig mit der tatsächlichen Drehzahl vergleicht und den Motor entsprechend ansteuert. Auf diese Weise lassen sich sehr stabile und von der Belastung unabhängige Lüfterdrehzahlen einstellen.

Wann setzt man auf eine PWM-Lösung? PWM-Lüfter sind herkömmlichen Analog-Lüftern immer dann vorzuziehen, wenn selbst bei leicht schwankenden Betriebsspannungen oder elektrischen Störungen auf den Anschlussleitungen immer noch eine genaue Einhaltung der Lüfterdrehzahl gefordert ist oder sogar definierte Drehzahlprofile realisiert werden sollen.

Papst Lüfter

Papst Lüfter sind Lüfter der Marke ebm-papst. Sie sind seit Jahren wegen ihrer Qualität, Langlebigkeit und Effizienz beliebt. Die in Deutschland ansässige ebm-papst-Gruppe stellt neben ihren Papst Lüftern auch Elektromotoren und Ventilatoren her und vertreibt diese weltweit. Sie beschäftigt über 11 000 Mitarbeiter in 17 Produktionsstätten.

Pabst Lüfter kommen oft in PCs zum Einsatz

Papst Lüfter kommen oft in PCs zum Einsatz

Papst Lüfter sind besonders in der Computerszene bekannt. Sie werden dort vor allem zur CPU- und Gehäusekühlung eingesetzt. Im Vergleich zu günstigen Lüftervarianten haben sie ein hohes Durchsatzvolumen und sind dabei relativ leise. In der Produktion finden sich drei Arten von Papst Lüftern: Axial-, Radial- und Diagonallüfter. Jede Art ist für bestimmte Einsatzgebiete optimiert. So zeichnen sich Axiallüfter dadurch aus, dass sie aufgrund der parallel zur Rotationsachse verlaufenden Luftströmung besonders platzsparend sind. Dadurch ermöglichen sie ihren Einsatz in sehr schmalen Gehäusen. Des Weiteren beeindrucken sie durch ihre hohen Laufleistungen. Axiallüfter werden überwiegend als CPU/PC Lüfter auf Passivkühlkörpern eingesetzt oder dienen zur Luftzirkulation in einem Rechnergehäuse. Die großen Papst Lüfter (ab 120 mm Durchmesser) werden gern zur externen Kühlung von Wasskühlung-Radiatoren verwendet. Möchte man viel Luftdruck aufbauen, zum Beispiel beim Übertakten der CPU, so greift man zum Radiallüfter. Aufgrund ihrer Bauform, sowie der optimierten Laufräder, sind sie besonders effektiv. Eine Spezialität aus dem Hause ebm-papst stellen Diagonallüfter da, bei denen die Luftausströmung diagonal erfolgt. Daraus entwickelt sich eine stärkere Luftverdichtung, wodurch hoher Druckaufbau und größere Volumenströme möglich sind. Das Einsatzgebiet solcher Papst Lüfter sind Gehäuse mit hoher Dichte an Komponenten.

Für jeden Einsatzzweck bietet die ebm-papst-Produktpalette den passenden Lüfter in geeigneter Größe. Zudem kann man sie in der GreenTech Ausführung erwerben, welche besonders energiesparend ist.

Was ist ein Lüfter?

Ein Standventilator ist auch ein Lüfter

Ein Standventilator ist auch ein Lüfter

Als Lüfter werden prinzipiell alle Maschinen bezeichnet, die mit einem rotierenden Laufrad gasförmige Medien befördern. Somit zählen zu den Lüftern zum Beispiel auch Decken- und Standventilatoren, Absaugvorrichtungen und Haartrockner. Lüfter sind aus dem modernen Leben nicht mehr wegzudenken. Sie kühlen hitzeentwickelnde Komponenten, trocknen nach dem Waschen Hände oder Haare, verteilen warme Luft in Heizungselementen, ziehen Schmutzpartikel oder unangenehme Gerüche ab oder blasen riesige Heißluftballons auf.

Es gibt drei Hauptbauarten von Lüftern: Axial-, Radial- und Tangentiallüfter. Dabei stellen Axiallüfter die gebräuchlichste Lüfterform dar. Sie sind besonders platzsparend und entwickeln einen hohen Luftdurchsatz bei mittlerem Druckaufbau. Im Computer sind diese Lüfter in einem Gehäuse verbaut, bei Stand- oder Deckenventilatoren wird auf ein solches zumeist verzichtet. Des Weiteren finden sie Anwendung in Dunstabzugshauben, Klimaanlagen und Umluftgeräten, aber auch in vielen anderen Bereichen.

Radiallüfter entwickeln bei gleicher Luftmenge wesentlich mehr Druck. Deshalb werden sie häufig in der Industrie eingesetzt; so zum Beispiel in großen Küchen, wo sie für den Abtransport der öl- und fetthaltigen sowie heißen und feuchten Luft zuständig sind. Oder sie sorgen in chemischen Labors für den Abtransport giftiger oder explosiver Stoffe.

Tangential- oder Querstromlüfter zeichnen sich durch ihre hohe Effektivität bei niedrigen Drehzahlen aus. Dadurch sind sie nicht nur besonders leise, sie befördern auch einen großen Volumenstrom. Hinzu kommt ihre Temperaturunempfindlichkeit, die einen Einsatz in thermisch beanspruchten Anlagen ermöglicht.

Generell sorgen Lüfter nicht nur für die funktionelle Kühlung von beanspruchten Komponenten. Sie sind in Form von Deckenventilatoren oder in Klimaanlagen für ein angenehmes Raumklima zuständig. Ferner sind sie in der Lage, Feuchtigkeit aus Stoffen zu entfernen oder schwebefähige Stoffe kostengünstig zu transportieren.