由于叶片数目总是有限的，分析发现当叶片数目减少时，叶轮内气体所受约束也减少，气流不再是紧贴着叶片表面流动，根据速度三角形，出口气流角β2∞偏移一定角度成β2t，定义K＝（u－W2ut）/（u－W2u∞），其中W2u为出口相对速度在u方向上的投影。从系统运算分析可以发现K是一个关于β2t的函数，而β2t又决定于叶片数Z、叶片宽度B、叶片型面指数α和叶片包角θ等一些叶轮结构参数。也就是说，叶轮结构参数的变化，会引起风机内部流动特性变化，并最终集中反映在K的变化上。
（2）实际工况下的气动计算
在实际情况中，由于边界层的存在、出口气流偏转等许多因素，使得有限叶片数的理论全压Pt有一定损失，也就是存在风机全压效率问题。
风机的最小流量Qmin和最大流量Qmax在设计计算中也是两个重要参考量，它们决定了风机的使用范围，低于最小流量则风机的效率太低，而高出最大流量又会不切实际。
风机的设计流量也不能超出这个范围，因此有必要来确定它们。
3.9Q系列风扇设计实例
基于上述轴流风机的设计计算方法，可以建立轴流风机优化设计软件系统，并应用于大型变压器冷却风机各种型号产品的设计。若冷却风机设计要求为：Q＝4.2m3/s，p＝92Pa，n＝480r/min，r2＝0.45m，LA＝60dB。则首先通过反命题设计得到风机叶轮的结构参数和叶片集合造型；然后根据该设计结果来预测和分析风机的气动特性，最后对设计风机进行了实际测量，气动参数曲线。综合设计要求值、设计工况下的气动计算值和实际测量值三者进行比较，可以发现该风机的设计结果完全符合设计要求，各项气动指标的实际测量值均达到要求。同时也可以看到气动计算值和实际测量值之间的误差在合理范围之内。
9Q系列变压器风扇总体结构由电机、叶轮、导流罩、支架、机壳和防护罩等六个主要部分构成。电机位于风机的进口端，由支架支撑，外面套有导流罩，导流罩为中空的锥形柱体，底端面的直径和轮毂的直径相等，机壳在进口端略呈喇叭口状，以使气流平顺地进入风机的流道，在风机的进口端端面上有防护罩，以避免杂物进入风机流道和叶片发生撞击。风机叶轮的直径为900mm，轮毂比为0.5。叶片为三维的扭曲叶片，其特征为叶片不等厚，型面连续光滑，任一相贯面与型面相割，得到的相贯线呈流线形状的机翼形，以使得风机具有优良的气动性能。在本文所给出的设计样品中，风机所采用的部分其他结构参数如下：风机宽度：480mm，机壳直径910mm，轮毂宽度120mm，叶片安装角31°，叶片数目五片。
6.4风扇性能的优化
目前变压器风扇导风筒使用的直径通常在400～1200之间，流量范围为3100～26000m3/h，全压为：30～230Pa，噪声为50～75dB（A）各种规格，由于近年来，国内外制造厂不断采用新材料、新技术、新工艺，风扇技术性能指标不断优化。
1.本体性能
由于采用全新结构的高强度铝合金压铸与型材拉伸电动机壳体，重量下降40%；拉伸成型的机座断面散热面积比原系列提高34%；热传导效率提高一倍，结构机械强度提高，声阻尼效果良好，能有效抑制电磁场径向力波传导电磁噪音。电机外形轻巧美观，结构坚固，可以说，变压器风扇电机从此上了一个新的台阶。目前国内轴流式风扇普遍采用整体压铸和叶片压铸动叶可调结构，不仅确保整体性能的提高，而且使气动与声振性能的长期稳定可靠得到了保障。
2.气动性能
由于叶轮全部采用铝合金压铸和高强度耐幅照、耐低温脆裂、耐高温老化的增强型聚炳材料，叶片气动性能全部采用计算机辅助设计，叶片部分采用LS和Gottingen翼型。
确保全系列空气动力性能普遍提高，全压效率平均提高2%～10%。
3.电气性能状况
性能优化要求应具有以下4点：
（1）采用“九五”国家科技成果重点推广项目——异步电动机多目标设计软件系统进行电磁设计。采用B级以上绝缘材料，耐电压强度≥2500V/min，耐匝间冲击电压可达7000V/0.5μs。η、cos力能指标提高，节能效果显着。
（2）专用电动机具备各型风扇气动力在各种气候环境工况下相适应的运行特性。启动力矩、最大转矩、最小转矩满足变压器风扇的特殊运行要求。
（3）采用新型铝型材电机座，散热面积和热导率提高，电动机温升一般控制在45K以下。确保电动机经济使用寿命十年以上。
（4）采用长春试验机研究所专门研制的微处理机动平衡设备，使专用电动机转子动平衡精度大幅度提高，全系列电机平均震动速度达1.8mm/s以下。确保电机运转的平稳性。
4.防护性能
变压器风扇电机不同于普通电机的最突出的一点就是防护分级高。目前风扇根据JB/T9642－1999采用IP55防护分级设计。经砂尘、淋雨及湿热、烟雾、霉菌三防试验考验，其材料、结构、涂饰防护水平可以达到IEC和GB标准的要求。对于TH型湿热带产品，风筒、支护、防护网采用整体热浸镀锌，所有标准件、紧固件及电动机轴采用不锈钢材料。防护网符合IEC529.1976或BS5490.1977设计。
5.噪声水平
变压器风扇是以低噪声、高可靠性、高防护分级作为设计的基本指导思想，以低噪声作为最终设计目标值。在降低噪声方面采取了如下一些具体措施：
（1）全部采用翼型叶片设计。鉴于通风机的噪声与周速的6次方成比例关系，全系列以低转速设计原则追踪空气动力性能目标值，采用有限元数值计算方法，利用计算机进行等环量气动性能计算，以求尽量减少气流冲击和附面层分离现象，避免或减少冲击噪声和涡流噪声的发生。
（2）CAD电机多目标电磁设计软件，在力能指标、运行特性满足的条件下，将降低气隙磁密和最大限度降低谐波磁震荡引起的径向脉动力波作为目标函数。在设计哂纳感抑制电磁径向力波幅值，提高其阶数，使其远离定子的固有频率，取得了显着的效果。
（3）采用结构刚度、草料声学特性以及机械阻抗优良的铝合金型材机座断面设计，使电磁铁传递给电机壳的振动削弱到最小限度。
（4）采用日本NSK或瑞典SKF推荐的轴承及轴承装配工艺和配合精度要求，并结合低噪声机械加工配合精度工艺方案功率在0.75kW以下，H≤112mm，2p＝4～10的电机机座，内圆免切削工艺技术，使电机同轴度、径向跳度等位置度公差精度大幅度提高。保证了电机机械噪声的有效抑制。
以上是从风扇设计中采用新材料、新工艺来提高产品可靠性技术水平、降噪，以及防护性能如果在材料和工艺不变的情况下，来提高风扇效率，降低风扇噪声，则应采取以下两个措施。
（1）提高风扇效率措施
空气效率是风扇输出作的功与输入的机械功之比，即：
η＝PQ/102Nz（6‐17）
式中 η、ηst——全压效率，静压效率；
P、Pst——全压，静压，mmH2O；
Q——风量，m3/s；
NZ——轴功率，kW。
①根据需要的风量、风压；按生产厂家所提供的风量-效率曲线，选用效率高的风扇，现已能制造出静压效率超过65%的风扇。
