Regulator prędkości wentylatora na 220 V: obwody i zasada działania

Do wydajnej pracy wentylatora, który jest zasilany z sieci przemysłowej, zastosowano regulator prędkości obrotowej. Wentylator 220 V z regulacją może stać się praktycznie cichy i zwiększyć komfort lokalu przez niego obsługiwanego. Aby regulować prędkość, nie trzeba kupować gotowego urządzenia, nawet bez specjalnej wiedzy łatwo jest je samodzielnie zmontować.

Jak działa wentylator

Zgodnie z definicją techniczną wentylator to urządzenie, które służy do przemieszczania gazu tworząc nadciśnienie lub próżnię. Zgodnie ze swoją konstrukcją dzieli się na osiowe i promieniowe. Prawie wszystkie wentylatory używane w życiu codziennym mają konstrukcję osiową. Zastosowanie tego typu charakteryzuje się wygodą uzyskania ukierunkowanego powietrza o różnej sile i ciśnieniu. Udostępnianie fanów w miejscu użytkowania, Mogą być:

• wielostrefowy;
• kanał;
• piętro;
• sufit;
• okno.

Osiowe, inna nazwa osiowe, wentylatory używane jako jednostka główna

Koło robocze. Koło to znajduje się na osi silnika elektrycznego, zawiera wirnik zewnętrzny i ma w swojej konstrukcji łopatki ustawione pod kątem uwzględniającym właściwości aerodynamiczne. Dzięki takiemu układowi następuje tworzenie i formowanie przepływu powietrza.

Jako silnik elektryczny stosowany jest silnik jednofazowy. silnik asynchroniczny, którego oś powtarza ruchy wtłaczanego lub odprowadzanego przez nią strumienia powietrza. Taki silnik elektryczny składa się z wirnika umieszczonego wewnątrz stojana. Odstęp między nimi nie przekracza dwóch milimetrów. Stojan ma postać rdzenia z rowkami, przez które nawijane jest uzwojenie. Wirnik wygląda jak ruchoma część z wałem, zawierająca rdzeń ze zwartym uzwojeniem. Ten projekt przypomina koło wiewiórki.

Po przyłożeniu prądu przemiennego do uzwojenia stojana, zgodnie z prawami fizyki, pojawia się przemienny strumień magnetyczny. Na zamkniętym przewodzie umieszczonym w tym przepływie powstaje indukcja elektromagnetyczna (EMF), co oznacza, że ​​pojawia się również prąd. Z tego powodu przewodnik z prądem pojawia się w zmiennym polu magnetycznym. Prowadzi to do obrotu przewodnika, czyli wirnika.

Tak więc, aby stworzyć regulator prędkości wentylatora na 220 V, konieczna będzie zmiana wartości działającej na wirnik pole magnetyczne. Z kolei wartość pola magnetycznego zależy od wielkości prądu, co oznacza, że ​​wraz ze spadkiem jego wielkości maleje również prędkość obrotowa.

Kolejnym parametrem, od którego zależy liczba obrotów silnika elektrycznego, jest Częstotliwość napięcia AC. Przetwornice częstotliwości zmieniające częstotliwość charakteryzują się złożonością produkcji i wysokimi kosztami w porównaniu ze zmianą poziomu napięcia. W środowisku domowym są rzadko używane, chociaż pozwalają osiągnąć lepsze wyniki w dokładności ustawień.

Ze względu na rodzaj zastosowanego obwodu urządzenia kontrolujące prędkość obrotową dzielą się na:

• tyrystor;
• transformator.

Wzory rotacji

Ponieważ działanie wentylatora opiera się na zjawisku EMF, prowadzi to do tego, że pasożytnicze prądy wirowepodgrzewanie metalowych części silnika elektrycznego, gdy zmienia się przebieg napięcia sieciowego. Stosowanie ściemniaczy, które służą do kontrolowania natężenia światła jasności lamp, nie jest zalecane ze względu na zwiększone nagrzewanie się silnika. Dlatego w produkcji regulatora prędkości wentylatora 220 V stosuje się elementy półprzewodnikowe.

Triak regulator prędkości

Półprzewodnik regulacyjny służy jako triak. Działa w trybie klucza, czyli włączonym lub wyłączonym. Triak składa się z dwóch tyrystorów połączonych przeciwnie równolegle. Każdy tyrystor przechodzi przez siebie tylko jedną półfalę sygnału. Taki obwód jest niewielki i tani.

Taki regulator wykorzystuje zasadę sterowania fazowego, zmieniając moment włączenia i wyłączenia triaka w odniesieniu do przejścia fazowego w punkcie zerowym.

Triak jest sterowany za pomocą zmienny rezystor, w zależności od obrotu tego ostatniego, ustawiany jest próg działania urządzenia półprzewodnikowego. W rezultacie część sygnału sinusoidalnego dostarczanego do silnika wentylatora zostaje odcięta, spada wartość napięcia i odpowiednio zmniejsza się również prędkość obrotowa silnika.

Podczas sterowania częstotliwością obrotów silnika elektrycznego, praca tyrystora jest monitorowana przez długie impulsy.

Dzięki temu krótkotrwałe odłączenia obciążenia czynnego nie ulegają zmianie tryb pracy obwodu. Schemat polega na rozdzieleniu włączenia silnika elektrycznego z tyrystorem VS2 i napięciem zasilania 220 woltów przez mostek diodowy.

Tyrystor jest sterowany przez generator zamontowany na tranzystorze VT1. Generator zasilany jest sygnałem trapezowym uzyskiwanym po przejściu przez diodę Zenera VD1 o częstotliwości 100 kHz. Gdy na kondensatorze C1 pojawi się napięcie, którego wartość będzie wystarczająca do otwarcia tranzystora, do elektrody sterującej tyrystora zostanie wysłany sygnał dodatni. Tyrystor VS2 otworzy się i odbierze napięcie silnikaprowadzące do jego uruchomienia.

Rezystory R1, R2, R3 tworzą łańcuch rozładowania dla kondensatora C1. Kontrolując wartość rezystancji R1, która jest wykorzystywana jako rezystor zmienny, szybkość rozładowywania kondensatora zmienia się, a tym samym prędkość wentylatora. Dioda VD2 podłączona równolegle do uzwojenia L1 zapobiega fałszywemu wyzwoleniu tyrystora, które następuje w wyniku zastosowania obciążenia indukcyjnego.

Sterowanie autotransformatorem

Jako główny element obwodu stosowany jest autotransformator. Jest to transformator, w którym połączenie uzwojenia pierwotnego i wtórnego odbywa się bezpośrednio. W rezultacie komunikacja magnetyczna i elektryczna odbywa się jednocześnie. Uzwojenie autotransformatora ma kilka odczepów z różnymi wartościami napięcia. Zaletą tego zastosowania jest to, że wyższa wydajność osiągana jest poprzez konwersję tylko ułamka mocy.

Zasada działania regulatora, prędkość wentylatora jest następująca. Napięcie sieciowe podawane jest na uzwojenie pierwotne autotransformatora T1. Uzwojenie ma co najmniej trzy gałęzie z części zwojów. Gdy obciążenie jest podłączone do różnych odczepów, uzyskuje się obniżone napięcie zasilania. Za pomocą przełącznika SW1 silnik wentylatora M jest przełączany na jedną z części uzwojenia, a jego prędkość obrotowa jest zmieniana. Dzięki tej operacji sygnał wyjściowy nie zmienia swojego kształtu, pozostając sinusoidalnym, co ma pozytywny wpływ na uzwojenia silnika.

Przełącznik jest podziałką schodkową, nie pozwalającą na płynną kontrolę prędkości obrotowej. Urządzenia tego typu są duże i ciężkie w porównaniu z innymi typami.

Ulepszonym modelem jest zastosowanie sterowania elektronicznego.

Praca opiera się na zasadzie modulacji szerokości impulsu. Zmieniając stan trybu pracy kluczowych tranzystorów, powstają impulsy, które umożliwiają płynną regulację sygnału wyjściowego. Im krótszy czas trwania impulsu i im dłuższy czas, tym mniej mocy jest przekazywane do wentylatora, co oznacza, że ​​zmniejsza się jego prędkość obrotowa. Jako przełączniki stosuje się niskoszumowe tranzystory polowe, które mają znacznie wyższe rezystancje wejściowe w porównaniu z bipolarnymi.

Ze względu na słabą odporność na hałas, autotransformator jest wykonywany bezpośrednio w pobliżu wentylatora, ale ma kompaktowy rozmiar i niski koszt.

Zakup gotowego regulatora

Sterowniki są połączone szeregowo przed silnikiem wentylatora w obwodzie otwartym. W zależności od typu urządzenie może być umieszczone w dowolnym dogodnym miejscu, wbudowane w panel na szynie DIN, montowane zamiast gniazdka lub wolnostojące. W takim przypadku samą jednostkę sterującą i panel sterowania można połączyć lub rozdzielić w przestrzeni.

W punktach sprzedaży prezentowane są regulatory różnych typów i wartości cenowych, w zależności od płynności regulacji, lokalizacji, funkcji dodatkowych. Najpopularniejsi producenci to:

• Selpo.
• Otwory wentylacyjne.
• Wir.
• Soler i Palau.
• Wenmatika.
• ERA.

Niektóre urządzenia wyposażone są w dodatkowe funkcje w postaci podświetlenia lub ekranu cyfrowego pokazującego procent ustawionej prędkości od maksymalnej. Przełączanie prędkości w zależności od obwodów urządzenia odbywa się poprzez przekręcenie pokrętła za pomocą przełącznika lub przycisków.

Istnieją urządzenia, które pozwalają na sterowanie jednym regulatorem jednocześnie wielu fanów, ważne jest, aby całkowity prąd nie przekraczał prądu regulatora. Za ich pomocą można ustawić czas wyłączenia regulatora, zwykle w zakresie jednej godziny. Podłączone urządzenie zapamiętuje i zapisuje ustawienia, nawet jeśli jest wyłączone.

Możesz sterować prędkością wentylatora za pomocą prostych urządzeń, które są łatwe do samodzielnego montażu. Poświęcając trochę czasu, możesz zaoszczędzić na zakupie gotowego urządzenia.

Oczywiście przy samodzielnym wytwarzaniu ważne jest, aby przestrzegać Inżynieria bezpieczeństwaponieważ istnieje możliwość narażenia na niebezpieczne napięcie sieciowe. W przypadku braku chęci lub możliwości kupowane jest gotowe urządzenie, którego działanie poparte będzie gwarancją producenta. Zakupione urządzenie wygląda jak urządzenie całkowicie wykończone i estetycznie zaprojektowane.