关于电脑散热风扇常见“共振”现象的分析解读

iris_

既然发了就都发一遍吧

开头直接说结论

连续不断的嗡嗡声存在是共振的可能性。

一阵一阵成波动的 类似拍子的现象 并非是共振 而是拍频。

1.共振异响与拍频

共振异响： 指当物体或系统（如风扇扇叶或扇框筋条）的固有频率被外部一个相近或相同的周期性驱动力激发时，物体振幅显著增大的振动现象。通俗地说，就像一直推秋千，让秋千越变越高。在电脑风扇中，表现为持续的、音调基本不变的嗡嗡声。

拍频： 指两个频率相近但不完全相同的声波叠加后，合成声波的振幅呈现周期性强弱变化的现象。因其听起来像有节奏的beat，所以叫做拍频或拍音。在机箱内安装多把风扇时，常表现为一阵阵、不连续的“嗡~嗡~嗡~”声。


2. 风扇共振和拍频的产生原因和差异

共振异响的成因：主要由于外部频率激发了风扇（如扇叶或筋条）的固有频率。风扇的固有频率由其材料、几何形状等因素共同决定。对于常见的12-14cm风扇，其扇叶或筋条的固有频率范围，恰好容易被某些类型电机（如十字电机或部分6槽4极三相电机）运行时产生的转矩脉动（主要由齿槽转矩脉动引起，少数情况涉及霍尔信号异常或永磁体充磁异常产生的低次谐波）所激发。
共振异响的关键点：必须有匹配的外部激励频率，才会引发持续的共振异响。
拍频的成因：多把风扇转速的细微差异。即使同一型号的风扇，在生产装配过程中（如永磁体充磁、线圈匝数）的微小差异，也会导致其实际转速无法做到完全相同（即使采用闭环控制）。当这些转速略有不同的风扇在机箱内同时运行时，它们发出的声音频率相近但不相等，叠加后便产生了拍频现象。
拍频的关键点：只要有相近的旋转噪音频率，就可以合成一个beat。
假设两把同型号9叶风扇（不同型号风扇同样有拍频风险）：

风扇1转速：2000 RPM → 扇叶基频 = 300 Hz, 二次谐波 = 600 Hz
风扇2转速：2020 RPM → 扇叶基频 = 303 Hz, 二次谐波 = 606 Hz
合成后
基频拍频：音调(300+303)/2=301.5 Hz ，波动频率303-300=3 Hz
二次谐波拍频：音调(600+606)/2=603 Hz ，波动频率 606-600=6 Hz
人耳会听到音调分别为301.5Hz和603Hz，每秒3和6次的嗡~嗡~嗡~声。


3. 共振的解决方案

共振异响的解决方法：核心思路是改变风扇特性或激励源，避免固有频率被激发（基本只能在厂商手中进行改进）。
主要方法为
更换更高强度和刚性的材料（用PPA-GF, PPS-GF, LCP-GF等特种工程塑料替代PC和PBT-GF）。
将单相方波驱动改为单相正弦波驱动。
将单相电机改为三相电机
为电机定子增加辅助槽
提高三相电机的槽数/极数
降低磁负荷
以上做法能提供更平稳的转矩输出，减少激发共振的风险。
举个例子：Arctic P12 Ver.4 相较老版本，通过改用CC6420单相正弦波驱动，有效降低了转矩脉动，从而解决了其老版本存在的扇叶共振异响问题。

4. 拍频的解决方案

理想方案： 让所有风扇转速完全同步。但实际应用时，精准的转速同步非常困难。
实用方案：将风扇间的转速差拉大（建议差值在±50 RPM以上）。人耳较难分辨15Hz以上的beat，嗡~嗡~声会显著减弱或消失。
同样举个例子：两把在1500 RPM下运行并产生拍频的风扇，将转速分别调整为1450 RPM和1550 RPM（相差100 RPM），即可大幅缓解拍频。三把或更多风扇的情况同理，需设置不同的目标转速。

而且市场同样有这类思路的产品，猫头鹰A14G2设置了25RPM的转速偏移，使基频差为7.5Hz，A12G2偏移转速提高到了50RPM，进一步缓解了拍频的影响。

momoka

感觉除了少数人比如我很在意这个问题，其他人不怎么care

我回贴机器有4个a12x25和4个t30，这些同型号风扇在多个频率段会拍频

然后机箱本身很容易和风扇引起共振。

所以我直接用手动调速器控制4个a12x25的转速，避开各种拍频的转速。

然后机箱上不装进风扇（之前装过，超级容易共振）。

4个T30事先测试了容易在1500~2200转和冷排形成共振还不是拍频我也搞不清，总之烦的要死，干脆都限制在1500转以下，实际400~1200转来避免。

总之安泰了。

momoka

另外就是我测试用的冷排（还是直接放在硬质地面上的）上装3个同型号风扇，从t30，到b12，到gt2150,都嗡嗡嗡。不仅风扇之间拍频，和冷排还会共振，我试过不同的风扇个体，有些动平衡特别好的，共振就轻很多。

不得已开始搭配不同型号风扇，比如2个tryx加一个gt，或2个b12/1个c12等，都不能避免。

最后找了一个手上动平衡特别好的gt2150搭配2个素质很好的p12e，几乎全程没嗡嗡嗡了，解决一个心病。

qjj2857

pk620装了一堆t30 转速设2000听了一会没听到共振，倒是风切声很大

cast

其实有一个解决方法，就是厚一点的（0.1以上）吕铂、铜铂胶带，

根据震动大小，先估算剪一块，然后帖在扇页远近端选个位置帖上，先乱贴一个，结果倍增，那就说明方向在对面，

如果微大或微小，那就左右变一下，调几次就能找到点的，最后剪个新的完好的平整贴好就OK了，如正面看到可贴扇页背面，

这样美观又不破坏原风扇

momoka

qjj2857 发表于 2025-6-19 21:23
pk620装了一堆t30 转速设2000听了一会没听到共振，倒是风切声很大

别的转速段试了没，或者不定速，让它自动温控，在我说的比如1500~2200转之间，加速和减速过程中，是否明显有这个问题。我是装冷排上的。

qjj2857

momoka 发表于 2025-6-19 21:39
别的转速段试了没，或者不定速，让它自动温控，在我说的比如1500~2200转之间，加速和减速过程中，是否明 ...

日常分开控的，放一起的肯定不会一个头级联分出来

qjj2857

cast 发表于 2025-6-19 21:35
其实有一个解决方法，就是厚一点的（0.1以上）吕铂、铜铂胶带，

根据震动大小，先估算剪一块，然后帖在扇 ...

什么鬼，贵一点的风扇都做过动平衡的，你这么一搞，不如买20块的

gladiator

并排用同型号风扇的话，手动错开一点转速就行了比如5%PWM，猫头鹰A14G2直接卖了PP套装避免共振，两个风扇转速有点差距，一个1475RPM一个1525RPM，标准A14G2是1500RPM

archxm

太艺术了，特别最后提到的品牌，猫头鹰。
7-8 个风扇就两三千了，抵得上普通人的整机还带显示器。
话说，买 20 个 idcooling 便宜风扇，换着用，会死？

archxm

用用这个，散热风扇音质变好