這篇文章主要講變頻技術在電腦散熱風扇中的應用，從各方面詳細說明其構造，原理，電路組成，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法，接線等相關知識。

一、變頻電機工作原理

圖1（a）是拆開的風扇電機的照片，風扇采用的是變頻電機，這從線圈所在的位置就可以辨認出來。圖1（b）是變頻電機控制電路板，控制芯片將集DSP功能與驅(qū)動器于一體，簡化了電路結(jié)構。通過對控制芯片編程，可改變電機轉(zhuǎn)速。

變頻電機具有直流電機特性、卻采用交流電機的結(jié)構。也就是說，雖然外部接入的是直流電，卻采用直流-交流變壓變頻器控制技術，電機本體完全按照交流電機的原理去工作的。因此，變頻電機也叫“自控變頻同步電機”，電動機的轉(zhuǎn)速n取決于控制器的所設定的頻率f。

三相星形接法的變頻電機控制電路，直流供電經(jīng)MOS管組成的三相變流電路向電機的三個繞組分時供電。每一時刻，三對繞組中僅有一對繞組中有電流通過，產(chǎn)生一個磁場，接著停止向這對繞組供電，而給相鄰的另一對繞組供電，這樣定子中的磁場軸線在空間轉(zhuǎn)動了120°，轉(zhuǎn)子受到磁力的作用跟隨定子磁場作120°旋轉(zhuǎn)。將電壓依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上，定子中便形成旋轉(zhuǎn)磁場，于是電機連續(xù)轉(zhuǎn)動。

變頻電機的驅(qū)動電路由主回路和控制回路兩部分組成，現(xiàn)在已經(jīng)將這兩部分集成到同一個芯片中，這樣只要使用一個器件便可實現(xiàn)變頻電機的全部控制功能，簡化了電路結(jié)構，常用的控制芯片有日本三洋公司的LB1964、美國MAXIM公司的MAX6625、和意法半導體公司的ST72141等。隨著工業(yè)界對節(jié)能和噪聲抑制的日益重視，許多工業(yè)產(chǎn)品都趨向采用無刷電機，對電機微控制器提出了更高要求。作為新一代電機控制DSP芯片，TI公司高性價比的TMS320C240 非常適合于完成這一任務。

二、變頻電機的電路組成

為了對風扇電機的運行狀況進行監(jiān)控，需要從風扇電機向主板輸出速度信號，實現(xiàn)風扇運行情況的監(jiān)控。監(jiān)控電路用來顯示風扇轉(zhuǎn)速，并可實現(xiàn)報警和電腦的自動停機，以防止因風扇停轉(zhuǎn)而燒毀CPU或其它器件的情況出現(xiàn)。現(xiàn)在變頻電機普遍采用集成功率器件來實現(xiàn)這一功能，使控制線路大為簡化。

為了實現(xiàn)精確控制效果，必須向集成功率器件輸入反映轉(zhuǎn)子位置的信號，因此變頻電機必須具有電機位置反饋機制。目前通常使用霍爾元件或和光電傳感器兩種手段進行位置和轉(zhuǎn)速檢測。

霍爾器件是一種基于霍爾效應的磁傳感器，霍爾效應是美國科學家愛德文·霍爾于1879年發(fā)現(xiàn)的。目前，使用霍爾效應的磁傳感器產(chǎn)品已得到廣泛的應用。

在一塊通電的半導體薄片上，加上和片子表面垂直的磁場B，在薄片的橫向兩側(cè)會出現(xiàn)一個電壓（圖中的Vh稱為霍爾電壓）。

霍爾效應

變頻電機利用霍爾器件測量轉(zhuǎn)子的相對位置，所獲得的信號輸入到控制芯片中，驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)。同時，還可將該信號通過主板輸出，作為測速信號使用，可謂一箭雙雕。由于換向脈沖為方波信號，在主板上經(jīng)過簡單處理便可輸送給主板進行顯示和控制。由于電機的相數(shù)一般在2個以上，換向信號的頻率為電機的轉(zhuǎn)速的若干倍，因此，如果利用換向脈沖作為測速信號，必須經(jīng)過除法運算才能得到真實的電機轉(zhuǎn)速。enen