Можно ли регулировать обороты вентилятора диммером?

Понижаем шум и обороты кулера

Здравствуйте, сегодня я расскажу как просто понизить обороты и шум кулера.
Обойдемся без дерева и флешек.

Это мой первый пост, в последующих я расскажу о том как сделать видео наблюдение, систему жидкостного охлаждения, автоматизированное(программируемое) освещение и еще много чего вкусного, будем паять, сверлить и прошивать чипы, а пока начнем с самого простого, но тем не менее, весьма эффективного приема: монтаж переменного резистора.

Шум от кулера зависит от количества оборотов, формы лопастей, типа подшипников и прочего. Чем больше количество оборотов, тем эффективнее охлаждение, и тем больше шума. Не всегда и не везде нужны 1600 об.

и если мы их понизим, то температура поднимется на несколько градусов, что не критично, а шум может исчезнуть вовсе! На современных материнских платах интегрировано управление оборотами кулеров, которые питаются от нее. В БИОСе можно выставить «разумный» режем, который будет менять скорость кулеров в зависимости от температуры охлаждаемого чипсета.

Теперь нам понадобится переменный резистор с сопротивлением в 100 — 300 Ом и мощностью в 2-5 Вт. Мой кулер рассчитан на 0.18 А и 1,7 Вт. Если резистор будет рассчитан на меньшую мощность, чем мощность в цепи, то он будет греться и в конце концов — сгорит. Как подсказывает, exdeniz, для наших целей отлично подойдет ППБ-3А 3Вт 220 Ом. У такого как у меня переменного резистора, 3 контакта. Не буду вдаваться в подробности, просто припаяйте 1 провод к среднему контакту и одному крайнему, а второй к оставшемуся крайнему(Подробности можете узнать при помощи мультиметраомметра. Спасибо guessss_who за комментарий).

Теперь монтируем вентилятор в корпус и находим подходящее местечко для крепления резистора.Я решил его вставить вот так:

У резистора есть гаечка для крепления к плоскости.

Обратите внимание, что корпус металлический и может замкнуть контакты резистора и он не будет работать, так что вырежьте из пластика или картона прокладку-изолятор.

У меня контакты не замыкаются, к счастью, так что на фото нет прокладок.

Теперь самое главное — полевое испытание.

Я включил систему, вскрыл корпус БП и пирометром нашел самый горячий участок(это элемент, похоже транзистор, который охлаждается радиатором). Затем закрыл, выкрутил резистор на максимальные обороты и подождал 20-30 минут… Элемент нагрелся до 26.3 °C.

Затем выставил резистор на половину, шума уже не слышно, снова подождал 30 минут… Элемент нагрелся до 26,7 °C.

Опять понижаю обороты до минимума(~100 Ом), жду 30 минут, не слышу вообще никакого шума от кулера… Элемент нагрелся до 28,1 °C.

Я не знаю, что это за элемент и какая у него рабочая температура, но думаю, что он выдержит еще градусов 5-10.

Но если учитывать, что на «половине» резистора шума уже не было, то больше нам ничего и не нужно! =) Теперь Вы можете сделать такую панель, как я привел в начале статьи и это Вам обойдется в копейки. Спасибо.

UPD: Спасибо господам из комментариев, за напоминание о ваттах.

UPD: Если Вас заинтересовала тема и Вы знаете, что такое паяльник, то Вы можете запросто собрать аналоговый реобас.

Как подсказывает нам fleshy, в статье Аналоговый реобас, описывается это чудное устройство. Даже если Вы никогда не паяли платы, Вы можете собрать реобас. В статье много текста, который и я не понимаю, но главное: Состав, Схема, Мотаж(в этом параграфе есть ссылки на все необходимые статьи по пайке).

Источник: https://habr.com/post/89951/

Регулятор скорости вращения вентилятора: модели приборов

Вентилятор является одним из малозаметных, но чрезвычайно важных приборов, помогающих создавать благоприятные условия для работы, отдыха и просто приятного проведения времени.

Без него не смогут функционировать компьютеры, холодильники, кондиционеры и другая техника. Для максимально эффективной работы различных устройств используют регулятор скорости вращения вентилятора.

Из нашего материала вы узнаете о том, какие бывают регуляторы, особенностях их работы. Также мы расскажем, как своими руками собрать прибор и что для этого потребуется.

Виды и особенности устройства

Существует множество видов вентиляторов, они задействованы в работе систем климат-контроля, компьютеров, ноутбуков, холодильников, многой другой офисной и бытовой техники.

Чтобы контролировать скорость вращения его лопастей, часто применяется небольшой элемент – регулятор. Именно он позволяет продлить срок использования оборудования, а также, значительно снизить уровень шума в помещении.

Назначение прибора для управления скоростью

Когда кондиционер или вентилятор постоянно работает в режиме максимальной мощности, предусмотренной производителем, это неблагоприятно сказывается на сроке эксплуатации. Отдельные детали просто не могут выдержать такой ритм и быстро ломаются.

Поэтому часто можно встретить рекомендации делать запас по мощности при выборе различного рода оборудования, чтобы оно не работало на пределе.

Для замедления скорости вращения вентилятора применяют регулятор. Причем, есть модели, обслуживающие как одно, так и несколько каналов одновременно.

Например, 6-канальный

Также часто в холодильных установках, компьютерах и другой технике определенные элементы перегреваются в процессе работы.

Но не все выполняемые задачи требуют максимальной скорости движения вентилятора/кулера. При офисной работе компьютера или поддержании постоянной температуры в холодильной установке нагрузка значительно меньше, чем при выполнении сложных математических вычислений или заморозке соответственно. А вентилятор, не имеющий регулятора, будет вращаться с одинаковой скоростью.

Производители предлагают различные модели регуляторов, которые можно установить своими руками, используя рекомендации из инструкции

Скопление большого количества мощной техники, функционирующей в одном помещении, способно создавать шум на уровне 50 децибел и более за счет одновременно работающих вентиляторов на максимальных оборотах.

В такой атмосфере человеку сложно работать, он быстро утомляется. Поэтому целесообразно использовать приборы, способные снизить уровень шума вентилятора не только в производственных цехах, но и в офисных помещениях.

Одной из важных деталей умных приборов потолочного вентилирования помещения являются регуляторы оборотов. Их работу обеспечивают показатели датчиков температуры, влажности, давления. Вентиляторы, используемые для перемешивания воздуха в помещении спортзала, производственного цеха или офисного кабинета, помогают экономить средства, затрачиваемые на отопление.

В мощных системах вентилирования используются трансформаторные регуляторы оборотов. Их основной недостаток – высокая стоимость

Это происходит за счет равномерного распределения нагретого воздуха, циркулирующего в помещении.

Регуляторы в таких системах следят за скоростью вращения, замедляя и ускоряя скорость движения лопастей.

Основные разновидности регуляторов

Контроллеры оборотов вентилятора востребованы. Рынок изобилует различными предложениями и рядовому пользователю, не знакомому с особенностями устройств, легко потеряться среди различных предложений.

Выбирать регулятор следует с учетом мощности оборудования, к которому его предстоит присоединять

Регуляторы отличаются по принципу действия.

Выделяют такие типы устройств:

• тиристорные;
• симисторные;
• частотные;
• трансформаторные.

Первый тип приборов применяется для корректировки оборотов однофазных приборов, имеющих защиту от перегрева. Изменение скорости происходит за счет влияния регулятора на мощность подаваемого напряжения.

Второй тип является разновидностью тиристорных устройств. Регулятор может одновременно управлять приборами постоянного и переменного тока. Характеризуется возможностью плавного понижения/повышения скорости оборотов при напряжении вентилятора до 220 В.

Для управления скоростью движения 2-х и более вентиляторов можно воспользоваться 5-канальным регулятором

Третий тип устройств изменяет частоту подаваемого напряжения. Основная задача – получить питающее напряжение в пределах 0-480 В. Контроллеры применяются для трехфазного оборудования в системах вентилирования помещений и в мощных кондиционерах.

Трансформаторные контроллеры могут работать с одно- и трехфазным током. Они изменяют выходное напряжение, регулируя работу вентилятора и защищая прибор от перегрева. Могут использоваться в автоматическом режиме для регулировки оборотов нескольких мощных вентиляторов, учитывая показатели датчиков давления, температуры, влажности и прочие.

Трансформаторные регуляторы надежные. Они способны работать в сложных системах, регулируя обороты вентилятора без постоянного вмешательства пользователя

Чаще всего в быту применяются симисторные регуляторы. Их относят к типу XGE. Можно обнаружить много предложений от разных производителей – они компактные и надежные. Причем диапазон цен также будет весьма широк.

Трансформаторные же устройства довольно дорогие – в зависимости от дополнительных возможностей они могут стоить 700 долларов и более. Они относятся к регуляторам типа RGE и способны регулировать обороты очень мощных вентиляторов, используемых в промышленности.

Особенности использования приборов

Регуляторы оборотов вентилятора используются в промышленном оборудовании, в офисных помещениях, спортзалах, кафе, других местах общественного пользования. Также часто можно встретить такие контролеры в системах климат-контроля для домашнего использования.

Чтобы воспользоваться прибором изменения скорости, достаточно его просто подключить к вентилятору

Системы вентилирования, используемые в фитнес-центрах, а также, кондиционеры, включаемые для обогрева в офисных помещениях, чаще всего содержат регулятор скорости вращения. Причем это не простой дешевый вариант, а дорогостоящее трансформаторное устройство, способное регулировать скорость вращения мощных приборов.

В зависимости от конструкционных особенностей контроллеры бывают:

• механического управления;
• автоматического.

Автотрансформаторные регуляторы чаще всего применяются в сложных системах, где командой к действию служат показатели, полученные от датчика температуры, давления, движения, влажности или фотодатчика. Замедляя скорость вращения, устройства позволяют уменьшить потребление энергии.

Регуляторы с механическим управлением подключаются согласно инструкции и схеме. Ими можно заменить привычный выключатель, вмонтировав контроллер в стену

Механическое управление контроллерами осуществляется вручную – прибор содержит колесико, позволяющее плавно или ступенчато менять скорость вращения. Это часто можно встретить в симисторных моделях.

Среди регуляторов, использующихся для оптимизации работы промышленного и бытового оборудования, можно отметить такие устройства, как Vents, СеВеР, Vortice, ЭнерджиСейвер, Delta t°, Telenordik и другие.

Наиболее распространенный вариант применения регулирующего оборудования в бытовых условиях – компьютер и ноутбук. Именно здесь чаще всего используется регулятор, контролирующий и изменяющий обороты кулера. За счет этого устройства техника создает значительно меньше шума во время работы.

Для компьютеров можно подобрать самый подходящий вариант исходя из личных предпочтений – предложений на рынке огромное количество

Контроллеры для кулера бывают как простые, так и с дополнительными возможностями. Это могут быть модели с подсветкой, с датчиком температуры, с сигналом оповещения, с аварийным отключением и др.

По внешнему виду выделяют регуляторы с дисплеем и без. Первый вариант более дорогостоящий, а второй – дешевле. Это устройство часто называют реобас.

Регулятор для кулера, не имеющий дисплея, стоит значительно дешевле. Но дополнительных функций у него нет

Использование контроллера в работе компьютера существенно снижает уровень шума, что положительно влияет на самочувствие и настроение пользователя – ничего не гудит и не ревет. Также, что немало важно, помогает избежать перегревания самой техники, продлевая этим ее срок службы.

Правила подключения контроллера

Чтобы подключить регулятор оборотов вентилятора, можно воспользоваться услугами специалистов или попытаться справиться своими силами. Принципиальных особенностей в подключении нет – вполне реально справиться с такой задачей своими силами.

Все добросовестные производители обязательно прилагают инструкцию по использованию и монтажу своей продукции

В зависимости от конструкционных особенностей и типа обслуживаемого оборудования контролеры могут устанавливаться:

• на стену, как накладная розетка;
• внутрь стены;
• внутрь корпуса оборудования;
• в специальный шкаф, управляющий умными устройствами дома. Это, как правило, клеммная колодка;
• подсоединяться к компьютеру.

Чтобы собственноручно подключить регулятор, предстоит сначала внимательно ознакомиться с инструкцией, предлагаемой производителем. Такой документ обычно идет в комплекте с прибором и содержит полезные рекомендации как по подключению, так по использованию и обслуживанию.

Настенные и внутристенные модели предстоит крепить шурупами и дюбелями к стене. Комплектующие чаще всего поставляются производителем вместе с основным прибором. Также в инструкции к регулятору можно увидеть схему его подключения. Это значительно облегчит дальнейшие работы по правильной его установке.

Схемы по подключению регуляторов у различных производителей могут отличаться. Поэтому следует внимательно изучить рекомендации перед монтажом

Регулятор скорости подсоединяется к кабелю, питающему вентилятор, согласно схеме производителя.

Основная цель – разрезать провод фазы, ноля и земли и подсоединить провода к входному и выходному клеммникам, соблюдая рекомендации.

В случае, когда вентилятор имеет свой отдельный выключатель, его предстоит заменить на регулятор, демонтировав первый по ненадобности.

Не стоит забывать, что сечение у питающего и соединительного кабелей должно соответствовать максимальному току напряжения подключаемого прибора.

Важно отыскать на подключаемом приборе входные и выходные отверстия для подведения питающего кабеля соответствующего сечения.

В этом поможет схема, прилагаемая производителем

Если предстоит подключать контроллер к ПК или ноутбуку, то сначала предстоит узнать, какая предельно допустимая температура отдельных составляющих техники.

В противном случае можно безвозвратно потерять компьютер, у которого перегреются и сгорят важные детали – процессор, материнская плата, графическая карта и прочие.

Если есть потребность подключать более 1-го вентилятора, то можно купить многоканальный реобас

Бывают встроенные в корпус регуляторы и устройства, которые покупаются отдельно. Чтобы их подключить правильно, следует придерживаться инструкций.

Например, встроенный контроллер имеет кнопки включения/выключения снаружи системного блока. Провода, идущие от регулятора, соединяются с проводами кулера. В зависимости от модели реобас может контролировать обороты 2, 4 и более вентиляторов параллельно.

Отдельный регулятор для кулера устанавливается в 3,5 или 5,25-дюймовые отсек.

Его провода также подключаются к кулерам, а дополнительные датчики, если они идут в комплекте, присоединяются к соответствующим компонентам системного блока, за состоянием которого им предстоит следить.

Сборка прибора своими руками

Регулятор оборотов вентилятора можно собрать своими силами. Для этого понадобятся простейшие составляющие, паяльник и немного свободного времени.

Чтобы изготовить своими руками контроллер, можно использовать различные комплектующие, выбрав наиболее приемлемый для себя вариант

Так, для изготовления простого контроллера предстоит взять:

• резистор;
• переменный резистор;
• транзистор.

Базу транзистора предстоит припаять к центральному контакту переменного резистора, а коллектор – к его крайнему выводу. К другому краю переменного резистора нужно припаять резистор сопротивлением 1 кОм. Второй вывод резистора следует припаять к эмиттеру транзистора.

Схема изготовления регулятора, состоящего из 3-х элементов, наиболее простая и безопасная

Теперь остается припаять провод входного напряжения к коллектору транзистора, который уже скреплен с крайним выводом переменного резистора, а «плюсовой» выход – к его эмиттеру.

Для проверки самоделки в действии понадобится любой рабочий вентилятор. Чтобы оценить самодельный реобас, предстоит подсоединить провод, идущий от эмиттера, к проводу вентилятора со знаком «+». Провод выходного напряжения самоделки, идущий от коллектора, присоединяется к блоку питания.

Провод со знаком «–» подсоединяется напрямую, минуя самодельный регулятор. Теперь остается проверить в действии спаянный прибор.

Для уменьшения/увеличения скорости вращения лопастей кулера нужно крутить колесо переменного резистора и наблюдать изменение количества оборотов.

При желании можно своими руками создать контроллер, управляющий сразу 2-мя вентиляторами

Это самодельное устройство безопасно для использования, ведь провод со знаком «–» идет напрямую. Поэтому вентилятору не страшно, если в спаянном регуляторе вдруг что-то замкнет.

Такой контролер можно использовать для регулировки оборотов кулера, вытяжного вентилятора и других.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик об особенностях подключения и использования регулятора оборотов вентилятора от компании Vents:

Подробное видео о типах регуляторов, принципах их работы и особенностях подключения:

Видео инструкция с пояснениями каждого шага при выполнении работ по сборке контроллера оборотов кулера своими руками. Причем для выполнения этих действий не требуется быть специалистом – все достаточно просто:

Видео информация о создании контроллера скорости вентилятора:

Обзор электронного автотрансформаторного регулятора оборотов вентилятора:

Ознакомившись с видами регуляторов оборотов вентилятора и правилами их подключения, можно подобрать наиболее оптимальный вариант, способный удовлетворить потребности пользователя. При желании можно доверить вопросы монтажа специалистам. Если же хочется испытать свои силы, то простой прибор несложно собрать самостоятельно.

Остались вопросы по теме статьи, нашли недочеты или есть информация, которой вы хотите поделиться с нашими читателями? Пожалуйста, оставляйте комментарии внизу статьи.

Источник: http://sovet-ingenera.com/vent/cond/regulyator-skorosti-vrashheniya-ventilyatora.html

Диммер для регулирования скорости вентилятора

?plantalog (plantalog) wrote,
2015-01-17 23:53:00plantalog
plantalog
2015-01-17 23:53:00

Как известно, регулировать скорость мотора диммером идея не самая лучшая. Но одна из самых просто реализуемых на практике. К делу.

Имеется канальный вентилятор с мотором, работающим от 220В переменного тока. Судя по тому, что у него есть конденсатор, делаю вывод что мотор, скорей всего, двухфазный со смещением фазы конденсатором.

В сети много примеров кода для Ардуины, с неё и начнём разбираться в вопросе димминга.

Гугл привёл на cxem.net где нашёлся перевод вот этой замечательной статьи.

В статье дана схема

Рисунок 1. Схема диммера для света

В одном из даташитов к оптопарам MOC306x была типовая схема включения, на которой значились резистор на 39ом (помощней, я тогда взял на 2 ватта) и конденсатор на 0.01микрофарады (по-моему, так). Резистор этот я и взял, а конденсатор нашелся на 15нФ 400В. Окей, попробуем.

Припоминая опыт с BT139 и MOC3061/63 я добавил снаббер прямо параллельно терминалам симистора. И оно работает, несмотря на то, что в даташите к MOC306x на самом деле была приведена такая схема

Рисунок 2.

Типовая схема включения оптопары MOC306xКакие есть варианты для MOC302x? В даташите от Fairchild есть такая схема

Рисунок 3. Типовая схема включения нагрузки с оптопарой MOC302xВероятно, автор статьи про диммер для Ардуино взял за основу изменеий для индуктивной нагрузки подобную схему (верхняя половина рисунка).В итоге, первый вариант собрался по такой схеме

Рисунок 4. Тестовая (рабочая) схема диммера для мотора вентилятораBR1 – Bridge Rectifier, по-русски “диодный мост”. Попался на 2ампера.Вместо 4N25 нашёлся 4N35, который тоже заработал.

Симистор как и в оригинале нашёлся TIC206.На схеме диодный мост выпрямляет напряжение сети и передаёт его через сопротивления на оптопару.

Оптопара, при колебаниях переменного тока, генерирует для контроллера сигнальные импульсы.

Теория управления мотором.

Обычно, однофазные (и двухфазные в однофазной сети) моторы вентиляторов расчитаны на определённое число оборотов. Но если хочется, то можно поискать способы снихить обороты, понизив мощность, передаваемую на мотор.

Говорят, можно использовать трансформатор с несколькими отводами, чтобы снизить мощность, снизив напряжение питания. Но, очевидно, это громоздко и неудобно.Ток в сети – переменный. Форма его – синусоида.

Чтобы знать, когда резать, надо научится рапознавать начало или конец синусоиды и вовремя щёлкать “релешкой”. Вместо релешки у нас беззвучный симистор. А для определения момента старта нового периода нужно сделать так называемый “детектор нуля”. За всем этим будет следить контроллер.

Детектор нуля даёт сигнал на вход контроллера. Сигнал вызывает функцию-прерывание, которая на короткое (в пределах одного периода синусоиды) время отключает/включает симистор, отрезая тем самым часть синусоиды. Регулируя длительность отрезанного участка можно варьировать мощностью и, соответственно, скоростью мотора вентилятора.

Сборка и отладка
На деле всё оказалось довольно просто и лаконично.

Пришлсь только вспомнить про то, что терминалы симистора не совсем равноценны (насколько я понял, в гейт должно заряжаться напряжение той же полярности, что и на терминале, подключенному к креплению радиатора симистора).

Во избежание всяких, напомню, что один из терминалов симистора подключен к этому креплению и стоит избегать контакта с симистором или его радиатором в рабочем состоянии.

Источник: https://plantalog.livejournal.com/20630.html

Регулятор скорости вращения вентилятора на 220 В: схемы и принцип работы

Для эффективного режима работы вентилятора, получающего питание от промышленной сети, применяют регулятор скорости вращения.

Вентилятор на 220 Вольт, использующий регулировку, может стать практически бесшумными и повысить комфортность обслуживаемого им помещения.

Чтоб регулировать обороты, необязательно покупать готовый прибор, даже без специальных знаний его несложно собрать самостоятельно.

Практически все вентиляторы, применяемые в быту, представляют собой осевой тип конструкции. Использование этого вида характеризуется удобством получения направленного воздуха различной силы и давления.

Вентиляторы разделяют по месту использования, они могут быть:

• многозональные;
• канальные;
• напольные;
• потолочные;
• оконные.

Осевые, иное название аксиальные, вентиляторы в качестве основного узла используют рабочее колесо. Это колесо располагается на оси электродвигателя, содержит внешний ротор и имеет в своей конструкции лопатки, расположенные под углом с учётом аэродинамических свойств. Благодаря такому расположению и происходит создание и формирование воздушного потока.

В качестве электродвигателя применяют однофазный асинхронный двигатель, ось которого повторяет движения нагнетаемого или разряжаемого им потока воздуха. Такой электромотор состоит из ротора, размещённого внутри статора.

Промежуток между ними составляет не более двух миллиметров. Статор имеет вид сердечника с пазами, через которые намотана обмотка. Ротор выглядит как подвижная часть с валом, содержащая в своём составе сердечник с короткозамкнутой обмоткой.

Такая конструкция напоминает беличье колесо.

При подаче переменного тока на обмотку статора, согласно законам физики, появляется переменный магнитный поток. На помещённом внутрь этого потока замкнутом проводнике возникает электромагнитная индукция (ЭДС), а значит, появляется и ток. Благодаря чему в переменном магнитном поле оказывается проводник с током. Это приводит к вращению проводника, то есть ротора.

Таким образом, чтоб создать регулятор оборотов вентилятора на 220 В, понадобится изменять величину воздействующего на ротор магнитного поля. В свою очередь, значение магнитного поля зависит от величины тока, а значит при снижении его величины уменьшается и скорость вращения.

Ещё один параметр, от которого зависит число оборотов электродвигателя, является частота переменного напряжения. Частотные преобразователи, изменяющие частоту, характеризуются сложностью изготовления и дороговизной, по сравнению с изменяющими уровень напряжения. В бытовых условиях применяются редко, хоть позволяют достигать лучших результатов в точности настройки.

По виду используемой схемотехники приборы, управляющие скоростью вращения, разделяются на:

• тиристорные;
• трансформаторные.

Схемы вращения

Так как в основе работы вентилятора используется явление ЭДС, то это приводит к тому, что возникают паразитные вихревые токи, нагревающие металлические части электродвигателя, при изменении формы сигнала напряжения сети. Использование диммеров, служащих для управления светосилой яркости ламп, не рекомендуется из-за повышенного нагрева двигателя. Поэтому при изготовлении регулятора скорости вентилятора на 220 В, применяются полупроводниковые элементы.

Регулятор скорости на симисторе

Регулирующим полупроводником служит симистор. Работает он в ключевом режиме, то есть или включён, или выключен. Симистор состоит из двух тиристоров, включённых встречно – параллельным способом. Каждый тиристор пропускает через себя только одну полуволну сигнала. Такая схема обладает маленькими размерами и имеет низкую стоимость.

В таком регуляторе используется принцип фазового управления, изменение момента включения и выключения симистора относительно фазового перехода в нулевой точке.

Управление симистором осуществляется с помощью переменного резистора, в зависимости от поворота последнего задаётся порог срабатывания полупроводникового прибора. В результате чего отсекается часть синусоидального сигнала, поступающего на электродвигатель вентилятора, величина значение напряжения уменьшается и соответственно обороты двигателя тоже уменьшаются.

Благодаря чему, кратковременные отключения активной нагрузки не изменяют режим работы схемы. Схема подразумевает разделение включения электродвигателя с тиристором VS2 и питающего напряжения 220 вольт, через диодный мост.

Управление тиристором осуществляется с помощью генератора, собранного на транзисторе VT1. Питание генератора реализуется сигналом трапециевидной формы, полученным после прохождения через стабилитрон VD1 с частотой 100 кГц.

В то время как на конденсаторе C1 появится напряжение, величины которого станет достаточно для открытия транзистора, на управляющий электрод тиристора поступит положительный сигнал.

Тиристор VS2 откроется и с него поступит напряжение на электродвигатель, приводящее к его запуску.

Резисторы R1, R2, R3, образуют цепочку разряда конденсатора C1. Управляя значением сопротивления R1, в качестве которого используется переменный резистор, изменяется скорость разряда конденсатора, а значит и частота оборотов вентилятора. Диод VD2, подключённый параллельно к обмотке L1, предотвращает ложное срабатывание тиристора, возникающее из-за использования нагрузки индуктивного рода.

Управление с использованием автотрансформатора

В качестве основного элемента схемы используется автотрансформатор. Он представляет собой трансформатор, в котором соединение первичной и вторичной обмотки выполнено напрямую.

В результате чего одновременно осуществляется магнитная и электрическая связь. Обмотка автотрансформатора имеет несколько ответвлений с разными на них значениями величины напряжения.

Преимущество такого использования заключается в достижении более высокого коэффициента полезного действия из-за преобразования лишь части мощности.

Принцип работы регулятора, скорости вращения вентилятора состоит в следующем. На первичную обмотку автотрансформатора T1 поступает питающее напряжение сети. Обмотка имеет как минимум три ответвления от части витков.

При подсоединении нагрузки к разным ответвлениям получается уменьшенное напряжение питания. Используя переключатель SW1, двигатель вентилятора M коммутируется к одной из части обмотки, при этом его скорость вращения меняется.

При такой работе выходной сигнал не изменяет своей формы, оставаясь синусоидальным, что положительно влияет на обмотки двигателя.

Усовершенствованной моделью является использование электронного управления.

В основе работы лежит принцип широтно-импульсной модуляции. Изменяя состояние режима работы ключевых транзисторов, образовываются импульсы, позволяющие совершать плавную регулировку выходного сигнала.

Чем меньше длительность импульса и длиннее период, тем меньше мощности передаётся вентилятору, а значит и обороты вращения его снижаются.

Из-за плохой помехозащищенности узел автотрансформатора выполняется непосредственно в близости от вентилятора, но обладает компактными размерами и невысокой стоимостью.

Покупка готового регулятора

Подключение регуляторов осуществляется последовательно перед электродвигателем вентилятора в разрыв цепи.

В зависимости от своего вида, прибор может располагаться в любом удобном месте, встраиваться в щиток на DIN рейку, монтироваться вместо розетки, быть отдельно стоящим блоком.

В торговых точках представлены регуляторы различного вида и ценовой стоимости в зависимости от плавности регулировки, места расположения, дополнительных функций. Наиболее популярными производителями являются:

• Selpo.
• Vents.
• Vortice.
• Soler & Palau.
• Venmatika.
• ЭРА.

Некоторые приборы оснащаются дополнительными функциями в виде подсветки или цифрового экрана, показывающего процентное содержание установленной скорости от максимума. Переключение скорости, в зависимости от схемотехники устройства, производится поворотом ручки с помощью галетного переключателя или кнопками.

Существуют устройства, позволяющие одним регулятором управлять сразу несколькими вентиляторами, при этом важно, чтобы общий ток не превышал ток регулятора. В них можно установить время выключения регулятора, обычно в диапазоне одного часа. Подключённое устройство запоминает и сохраняет настройки даже при его выключении.

Управлять скоростью вращения вентилятора можно используя несложные приборы, которые легко собираются самостоятельно. Затратив немного времени, получится сэкономить на покупке готового устройства.

При самостоятельном изготовлении, конечно, важно соблюдать технику безопасности, так как существует возможность попадания под опасное напряжение сети. При отсутствии желания или возможности приобретается готовое устройство, работа которого будет подкреплена гарантией от производителя. Купленное устройство имеет вид полностью законченного и эстетически оформленного прибора.

Источник: https://220v.guru/bytovaya-tehnika/ventilyatory/shemy-regulyatorov-skorosti-vrascheniya-ventilyatora-na-220-v.html

Управление скоростью вращения однофазных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели питаются от обычной сети переменного напряжения 220 В.

Наиболее распространённая конструкция таких двигателей содержит две (или более) обмотки – рабочую и фазосдвигающую. Рабочая питается напрямую, а дополнительная через конденсатор, который сдвигает фазу на 90 градусов, что создаёт вращающееся магнитное поле. Поэтому такие двигатели ещё называют двухфазные или конденсаторные.

Регулировать скорость вращения таких двигателей необходимо, например, для:

• изменения расхода воздуха в системе вентиляции
• регулирования производительности насосов
• изменения скорости движущихся деталей, например в станках, конвеерах

В системах вентиляции это позволяет экономить электроэнергию, снизить уровень акустического шума установки, установить необходимую производительность.

Способы регулирования

Рассматривать механические способы изменения скорости вращения, например редукторы, муфты, шестерёнчатые трансмиссии мы не будем. Также не затронем способ изменения количества полюсов обмоток.

Рассмотрим способы с изменением электрических параметров:

• изменение напряжения питания двигателя
• изменение частоты питающего напряжения

Регулирование напряжением

Регулирование скорости этим способом связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя – разностью между скоростью вращения магнитного поля, создаваемого неподвижным статором двигателя и его движущимся ротором:

S=(n1-n2)/n2

n1 – скорость вращения магнитного поля

n2 – скорость вращения ротора

При этом обязательно выделяется энергия скольжения – из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя.

Данный способ имеет небольшой диапазон регулирования, примерно 2:1, а также может осуществляться только вниз – то есть, снижением питающего напряжения.

Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.

На практике для этого применяют различные схемы регуляторов.

Автотрансформаторное регулирование напряжения

Автотрансформатор – это обычный трансформатор, но с одной обмоткой и с отводами от части витков. При этом нет гальванической развязки от сети, но она в данном случае и не нужна, поэтому получается экономия из-за отсутствия вторичной обмотки.

 На схеме изображён автотрансформатор T1, переключатель SW1, на который приходят отводы с разным напряжением, и двигатель М1.

Регулировка получается ступенчатой, обычно используют не более 5 ступеней регулирования.

 Преимущества данной схемы:

• неискажённая форма выходного напряжения (чистая синусоида)
• хорошая перегрузочная способность трансформатора

 Недостатки:

• большая масса и габариты трансформатора (зависят от мощности нагрузочного мотора)
• все недостатки присущие регулировке напряжением

Тиристорный регулятор оборотов двигателя

В данной схеме используются ключи – два тиристора, включённых встречно-параллельно (напряжение переменное, поэтому каждый тиристор пропускает свою полуволну напряжения) или симистор.

Схема управления регулирует момент открытия и закрытия тиристоров относительно фазового перехода через ноль, соответственно “отрезается” кусок вначале или, реже в конце волны напряжения.

Таким образом изменяется среднеквадратичное значение напряжения.

Данная схема довольно широко используется для регулирования активной нагрузки – ламп накаливания и всевозможных нагревательных приборов (так называемые диммеры).

Ещё один способ регулирования – пропуск полупериодов волны напряжения, но при частоте в сети 50 Гц для двигателя это будет заметно – шумы и рывки при работе.

Для управления двигателями регуляторы модифицируют из-за особенностей индуктивной нагрузки:

• устанавливают защитные LRC-цепи для защиты силового ключа (конденсаторы, резисторы, дроссели)
• добавляют на выходе конденсатор для корректировки формы волны напряжения
• ограничивают минимальную мощность регулирования напряжения – для гарантированного старта двигателя
• используют тиристоры с током в несколько раз превышающим ток электромотора

Достоинства тиристорных регуляторов:

• низкая стоимость
• малая масса и размеры 

  Недостатки:

• можно использовать для двигателей небольшой мощности
• при работе возможен шум, треск, рывки двигателя 
• при использовании симисторов на двигатель попадает постоянное напряжение
• все недостатки регулирования напряжением

Стоит отметить, что в большинстве современных кондиционеров среднего и высшего уровня скорость вентилятора регулируется именно таким способом.

Транзисторный регулятор напряжения

Как называет его сам производитель – электронный автотрансформатор или ШИМ-регулятор.

Изменение напряжения осуществляется по принципу ШИМ (широтно-импульсная модуляция), а в выходном каскаде используются транзисторы – полевые или биполярные с изолированным затвором (IGBT).

Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность.

Выходной каскад такой же как и у частотного преобразователя, только для одной фазы – диодный выпрямитель и два транзистора вместо шести, а схема управления изменяет выходное напряжение.

 Плюсы электронного автотрансформатора:

• Небольшие габариты и масса прибора
• Невысокая стоимость
• Чистая, неискажённая форма выходного тока
• Отсутствует гул на низких оборотах
• Управление сигналом 0-10 Вольт

 Слабые стороны:

• Расстояние от прибора до двигателя не более 5 метров (этот недостаток устраняется при использовании дистанционного регулятора)
• Все недостатки регулировки напряжением

Частотное регулирование

Ещё совсем недавно (10 лет назад) частотных регуляторов скорости двигателей на рынке было ограниченное количество, и стоили они довольно дорого. Причина – не было дешёвых силовых высоковольтных транзисторов и модулей.

Но разработки в области твердотельной электроники позволили вывести на рынок силовые IGBT-модули. Как следствие – массовое появление на рынке инверторных кондиционеров, сварочных инверторов, преобразователей частоты.

На данный момент частотное преобразование – основной способ регулирования мощности, производительности, скорости всех устройств и механизмов приводом в которых является электродвигатель.

Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.

Однофазные двигатели могут управляться:

• специализированными однофазными ПЧ
• трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора

Преобразователи для однофазных двигателей

В настоящее время только один производитель заявляет о серийном выпуске специализированного ПЧ для конденсаторных двигателей – INVERTEK DRIVES.

Это модель Optidrive E2

Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.

При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:

Xc=1/2πfC

f – частота тока

С – ёмкость конденсатора

 В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:

Преимущества специализированного частотного преобразователя:

• интеллектуальное управление двигателем
• стабильно устойчивая работа двигателя
• огромные возможности современных ПЧ:
• возможность управлять работой двигателя для поддержания определённых характеристик (давления воды, расхода воздуха, скорости при изменяющейся нагрузке)
• многочисленные защиты (двигателя и самого прибора)
• входы для датчиков (цифровые и аналоговые)
• различные выходы
• коммуникационный интерфейс (для управления, мониторинга)
• предустановленные скорости
• ПИД-регулятор

 Минусы использования однофазного ПЧ:

• ограниченное управление частотой
• высокая стоимость

Использование ЧП для трёхфазных двигателей

Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:

Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:

Фазовый сдвиг трёхфазного напряжения -120°, как следствие этого – магнитное поле будет не круговое , а пульсирующее и его уровень будет меньше чем при питании со сдвигом в 90°.

При работе без конденсатора это приведёт к:

• более сильному нагреву обмотки (срок службы сокращается, возможны кз и межвитковые замыкания)
• разному току в обмотках

Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна

 Преимущества:

• более низкая стоимость по сравнению со специализированными ПЧ
• огромный выбор по мощности и производителям
• более широкий диапазон регулирования частоты
• все преимущества ПЧ (входы/выходы, интеллектуальные алгоритмы работы, коммуникационные интерфейсы)

Недостатки метода:

• необходимость предварительного подбора ПЧ и двигателя для совместной работы
• пульсирующий и пониженный момент
• повышенный нагрев
• отсутствие гарантии при выходе из строя, т.к. трёхфазные ПЧ не предназначены для работы с однофазными двигателями

Источник: https://MasterXoloda.ru/4/upravlenie-skorostyu-vrashheniya-odnofaznyh-dvigatelej

Как уменьшить скорость вращения бытового вентилятора?

Многие наивно полагают, что могут использовать обыкновенный диммер в качестве регулятора скорости вращения бытового вентилятора. Ведь это устройство по своей сути является симистроным регулятором.

Вентилятор купить по Киеву не составит труда. Однако обыкновенный диммер явно не подходит для использования. Потребуется применение специального симисторного регулятора, который подходит по техническим характеристикам.

Как подобрать симисторный регулятор для бытового вентилятора?

Необходимо понимать, что означенное устройство будет регулировать в первую очередь скорость вращения однофазного двигателя. От этого и необходимо отталкиваться.

Ниже представлены основные различия рабочего симисторного регулятора от обыкновенного диммера:

• имеется нижний порог напряжения;
• мощность устройства должна превышать рабочий ток однофазного двигателя в 4 раза;
• предохранитель выбирается на основании мощности электродвигателя;
• правильное формирование синусоиды возможно благодаря демпфирующему конденсатору.

Опасность использования самостоятельно созданного симисторного регулятора заключается в возможности сгорания двигателя вентилятора. Суть заключается в следующем.

При низких напряжениях. К примеру в 60 В, в обмотках всё равно течёт ток, но он недостаточен, чтобы начать вращение вентилятора. В результате катушки начинают перегреваться и в конце концов перегорают.

Для чего необходим демпфирующий конденсатор?

Обыватели наивно полагают, что он спасает от электромагнитных помех, которые имеют место быть практически в любой квартире. Но это не так. Дело в том, что во время работы симистора может возникнуть ситуация, когда ротор начнёт проскальзывать относительно статора двигателя.

В результате наблюдается существенное увеличение потребления тока ротором. Опять же это может привести к удручающим последствиям.

Однако демпфирующий конденсатор не позволяет случится вышеозначенной ситуации. Для подавления помех используется обыкновенный высокочастотный конденсатор.

Кроме того, в техническом описании к диммеру можно ясно прочитать, что он не может эффективно работать с индуктивной и емкостной нагрузкой. Другими словами, диммер работает исключительно с сопротивлением. Что в условиях регулирования однофазного двигателя вентилятора бесполезно.

Специалист расскажет о том, как собрать простейший регулятор оборотов вентилятора:

Источник: http://classical-news.ru/kak-umenshit-skorost-vrashheniya-byitovogo-ventilyatora/

Как уменьшить скорость вентилятора вытяжки с помощью подключения вентилятора к выключателю

Вентилятор присутствует во многих видах бытовых приборов. В частности, в ванной комнате или туалете он нужен для быстрого удаления влажного воздуха через вытяжку.

Естественная вентиляция в старых домах чаще всего работает недостаточно интенсивно, потому что разрабатывалась она с учетом установки деревянных окон (современные стеклопакеты не пропускают воздух). Чтобы наладить проветривание в квартире, устанавливают вытяжные вентиляторы.

А для того, чтобы это устройство прослужило долго, изобретен специальный регулятор, способный снизить или увеличить скорость вращения пластин.

Виды и особенности устройства

По типу конструкции выделяют 2 вида вентилятора:

1. Осевой. Здесь имеется двигатель с внешним ротором. К нему прикрепляется крыльчатка. Перемещение воздушных масс совпадает с осью ротора. Этот тип вентилятора имеет преимущество – компактность. Производительность же у него средняя. Подходит для маленьких и средних комнат. То есть, место монтажа вентилятора не должно быть дальше, чем 2 метра от вентиляционного выхода.
2. Радиальный (центробежный). Здесь пластины крепятся к специальному кольцу. Воздух поступает на устройство с фронтальной стороны, а выходит сбоку под прямым углом. В отличие от осевого, радиальный вентилятор более производительный. Монтируется в больших помещениях, площадью более 12 кубических метров.

Виды вытяжных вентиляторов

Для ванной комнаты в основном выбирают осевой вид, потому что мало кто может похвастаться просторной площадью в этом помещении. Стоимость таких приборов небольшая. Вентилятор хорошо справляется со своей задачей, если расстояние до вентиляционного выхода подобрано правильно. Но если оно превышает максимальное значение – 2 метра, то стоит рассмотреть радиальный вариант прибора.

Вытяжные вентиляторы классифицируются также по тому, как конструкция была установлена. Монтаж может производится:

• на стену;
• на потолок;
• и на стену, и на потолок (нужно выбрать куда);
• в вентиляционный канал.

Характеристика канального типа требует особого внимания. Такие приборы монтируются в разрыв вентиляционного канала. Используется, когда имеется лишь один канал, а подключить к нему нужно больше комнат. Однако это не означает, что его нельзя приобретать и при подключении одного помещения.

Канальный вытяжной вентилятор

Выбор в сторону канального вентилятора делают в редких случаях, потому что процесс дольше, и дальнейшее обслуживание (чистка, замена) затруднительны. Это не относится к частным домам, потому что там его можно проложить на чердаке, что значительно облегчает задачу.

Зачем регулировать скорость

Регулятор скорости (контроллер скорости) – устройство, функцией которого является снижение и увеличение количества оборотов вытяжного вентилятора. Это обеспечивается изменением напряжения, которое подается на прибор. Для работы он должен подсоединятся к вентилятору по особой схеме (о ней поговорим позже).

Вентилятор по специфике своего устройства всегда работает на полной мощности, что существенно влияет на срок его службы в меньшую сторону – происходит быстрое изнашивание элементов и их поломка.

Помимо повышения износостойкости, вентилятор с контроллером начинает дуть тише, электроэнергия потребляется в меньшей степени.

Основные виды регуляторов

Разделить все контроллеры можно по принципу регулирования:

1. Трансформаторный регулятор скорости. Предназначен для мощных вентиляторов. Двигатель – одно- или трехфазный. Снижение скорости происходит плавно и может осуществляться на нескольких приборах одновременно.
2. Электронный регулятор скорости
3. Тиристорный регулятор скорости. Предотвращает перегревание корпуса, эффективно работает в однофазном оборудовании.
4. Частотный регулятор скорости.
5. Симисторный регулятор скорости. Наиболее распространен. Способен охватить не один, а сразу несколько двигателей. Очень важно, чтобы показатель тока не превышал предельное значение, большинство моделей – бесшумные.
6. Частотный регулятор скорости. Эти модели могут применяться исключительно в диапазоне от 0 до 480 Вольт. Подходит для 3-фазных двигателей с мощностью не выше 75000 Вт.

Особенности использования приборов

Сначала нужно разобраться в общем принципе работы. Она направлена на изменение мощности воздушного потока и влияет воздухообмен в целом. Управление скоростью достигается одним из способов:

• изменением поступающего на обмотку напряжения;
• изменением частоты тока.

На практике всегда используют приборы первого типа, потому что основанный на изменении частоты регулятор порой стоит дороже самого вентилятора. Такое приобретение в дальнейшем не оправдывается какими-то преимуществами.

Как ни странно, но применение контроллеров очень широко: промышленное оборудование, общественные места (рестораны, спортивные залы, офис). Везде, где нужна интенсивная вентиляция и ее регулирование.

Управление может быть механическое и автоматическое. Управление механическое производится с помощью специального колесика, позволяющего как ступенчато, так и плавно снизить обороты вентилятора вытяжки. Такой способ управления характерен для симисторных моделей.

Правила подключения контроллера

Разберемся, как подключить регулятор в зависимости от его вида.

Начнем с самых распространенных видов – симисторного и тиристорного. Их монтаж очень прост. Если имеется нужная схема, любой человек сможет по ней сориентироваться (см. ниже). Регулирование осуществляется за счет блока управления. У каждой модели есть своя мощность – большего напряжения она не сможет выдержать.

Схема подключения симисторного и тиристорного контроллеров

Второй тип – трансформаторный. Напряжение на входе составляет 230 Вольт. У обмотки есть некоторое количество ответвлений. Для снижения напряжения к ним необходимо подключить нагрузку. После того, как напряжение уменьшилось, потребление энергии становится ниже. Переключатель позволяет подключить мотор к нужному участку обмотки, и тогда происходит смена напряжения.

Схема подключения трансформаторного типа

Если рассматривать модели электронного принципа действия, схема подключения будет иная. Здесь с помощью моделирования импульсов напряжение изменяют плавно. Чем длина импульсов больше и время паузы меньше, тем напряжение выше, и наоборот – короткие импульсы с длинными паузами свидетельствуют о низком напряжении.

Схема моделей электронного принципа действия

Если у вентилятора присутствует таймер, то он работает по другому принципу – освещение включается вместе с вентилятором. После выключения света прибор продолжает работать определенное время. Схема и пример подключения вытяжного вентилятора с таймером на картинке ниже.

Схема подключения вытяжного вентилятора с таймером

В распределительную коробку протаскивается питающий кабель (ФЗН), от нее до выключателя проводится двужильный кабель. Тройной провод к источнику освещения, а к вентилятору подключаются 4 провода. Теперь нужно сделать их соединение в питающей коробке.

Берется провод синего цвета, который проводится к светильнику, и синий провод, который идет к N-контакту. Они зачищаются и скручиваются между собой. Далее нужно взять, зачистить фазовый провод, коричневый от выключателя и коричневый от вытяжного вентилятора (L-контакт) и скрутить эти 3 провода между собой.

Далее берем желтый-питающий, желтый от светильника, желтый от вентилятора с заземлением контакта – зачищаем и скручиваем.

Следующим шагом – паяние и опрессовывание проводов, изоляция и укладка их в коробку. Есть множество вариантов соединения, но описанный – самый популярный и проверенный временем. Заключительный этап – подача напряжения и проверка функциональности схемы.

Регулятор: сборка своими руками

Уделив час-два свободного времени, можно соорудить регулятор самостоятельно. Понадобится:

• резистор (далее – Р);
• переменный резистор (далее – ПР);
• транзистор (далее – Т).

База Т припаивается к серединному контакту ПР, коллектор – к стороннему выходу. К обратному краю ПР нужно присоединить резистор с сопротивлением 1000 ОМ. Второй выход Р припаивается к эмиттеру Т.

Сборка регулятора

Осталось присоединить провод вводного напряжения к Т (он уже сцеплен с крайним выходом ПР). Выход «+» припаивается к эмиттеру ПР.

Чтобы проверить, как работает самодельный регулятор, потребуется вентилятор. Его плюсовой провод соединяется с проводом, идущим от эмиттера. Провод выводного напряжения подсоединяется к блоку питания.

Конструкция безопасна (минусовой провод подключается напрямую) – если произойдет замыкание в контроллере, с вентилятором ничего не случится.

Процесс проверки выглядит примерно так:

Проверка регулятора

При желании можно синхронизировать контроллер сразу с двумя вентиляторами, как показано на схеме:

Синхронизация контроллера с двумя вентиляторами

Установка не отнимает много времени, особенно если работать по готовым схемам. Главное – правильно выбрать устройство под помещение. Не стоит жалеть о потраченных деньгах, ведь чистый воздух важнее. Тем более, всегда можно сэкономить, смастерив регулятор самостоятельно.

Источник: https://TechnoSova.ru/klimaticheskaja-tehnika/ventiljator/obzor-kak-podkljuchit-vytjazhnoj-ventiljator-i-umenshit-skorost/