Разновидности регуляторов скорости вращения вентиляторов

Разновидности регуляторов скорости вращения вентиляторов

Асинхронные двигатели переменного тока довольно часто используются в самых различных целях как в бытовой, так и профессиональной жизни человека. Они применяются в системах вентиляции, для управления различными механизмами и прочее. Если пересмотреть даже самое простое жилье, то найдется несколько таких устройств:

• Газовые котлы и нагреватели. В конструкции современных котлов имеются вентиляторы турбинного типа и помпы для прокачки воды с питанием от сети 220 В.
• Холодильники и морозильники. Компрессор бытовой холодильной камеры представляет собой асинхронный двигатель, имеющий 2 обмотки: пусковую и рабочую.
• Системы вентилирования помещений. Асинхронные двигателя отлично работают в качестве приточно-вытяжных вентиляторов, обеспечивая эффективный воздухообмен внутри помещений, что позволяет поддерживать оптимальный микроклимат и, соответственно, здоровье проживающих в нем людей.

Сфер использования асинхронных двигателей много, но довольно часто требуется обеспечить плавное регулирование оборотов двигателя. В частности, всевозможные бытовые вентиляторы как мобильного типа, так и встраиваемые. Не всегда требуется максимальная мощность воздухообмена. Во многих случаях необходимо уменьшить частоту вращения двигателя, снизив шум и интенсивность движения воздушного потока. Но как организовать управление скоростью вращения двигателя, чтобы обеспечить необходимые режимы работы и интенсивность воздухообмена?

Способы регулирования скорости вращения асинхронного двигателя

Сегодня можно купить регулятор скорости вращения вентилятора нескольких типов в зависимости от конструкции или способа регулирования. Выбор конкретного устройства зависит от основных параметров системы, ее функциональных характеристик. Есть много практических схем регуляторов, основанных на различных принципах управления:

Регулирование напряжением – принцип регулирования оборотов основан на изменении питающего напряжения с определенного уровня до максимума. Нижний порог зависит от характеристик самого двигателя, его конструкции и параметров обмоток. Этот режим является более простым в реализации, для чего можно использовать автотрансформаторы, симисторы или транзисторные схемы с регулированием напряжения. К нюансам работы подобных схем относится то, что двигатель, кроме скорости вращения, теряет и часть своей мощности. Кроме этого, существенно нагреваются обмотки двигателя, что говорит не о снижении мощности, а о ее подавлении на компонентах схемы, поэтому и об экономичности этих решений говорить не стоит.

Частотные регуляторы – самый эффективный метод управления скоростью вращения, позволяющий сохранять момент двигателя. Также частотный принцип изменения оборотов может обеспечить со снижением скорости вращения и экономию мощности, поэтому такая схема является более эффективной. Но из-за сложности реализации конструкции стоимость аппаратуры становится довольно высокой. По этой причине многие предпочитают использовать более простые устройства с регулированием напряжения.

Диммеры или схемы с автоматическим включением вращения. Представляют собой устройства, изготовленные на фотоэлементах или на звуковых датчиках, которые включат вентилятор по хлопку или по появлению объекта в зоне видимости сенсоров. Такие устройства актуально использовать в туалете, когда постоянно забываешь выключать свет.

Трансформаторные системы регулирования скорости вращения двигателей

На регулятор скорости вращения вентилятора 220в схема достаточно проста. Ступенчатое изменение осуществляется при помощи автотрансформаторов с дополнительными обмотками. Количество ступеней может быть любым, что зависит от плавности и дискретности переключения режимов. Трансформаторные устройства регулирования являются достаточно надежными и практичными.

Но сложность заключается в том, что переключение ступеней обычно выполняется механическим способом посредством 5-ступенчатого переключателя. В более дорогих устройствах применен принцип ступенчатого управления, но с использованием электронных ключей. Благодаря отсутствию скользящих контактов исключается вероятность искрения и прогорания контактных площадок на больших мощностях. Плюс ко всему осуществляется полностью беззвучное переключение между режимами.

К нюансам подобных устройств следует отнести:

• Большие габариты – используемый трансформатор обычно имеет существенный вес, даже при выполнении регулирования скорости оборотов небольшого по размерам и мощности вентилятора.
• Сложность изготовления системы регулирования для более мощных двигателей. При использовании мощных асинхронных моторов габариты автотрансформатора существенно увеличиваются, что делает систему регулирования тяжелой и неудобной.
• Стационарность. Трансформаторные системы в основном являются монтируемыми на месте и непереносными, что исключает возможность мобильности.

Электронные схемы управления скоростью вращения асинхронными двигателями

Существует много вариантов реализации электронных систем регулирования угловой скоростью и все они имеют свои особенности. Отличительной чертой всех является сложность реализации, но при этом стоимость меньше, чем трансформаторных систем.

На практике используются следующие разновидности схем управления оборотами:

• симисторные устройства;
• тиристорные схемы;
• транзисторные аппараты.

Симисторные схемы

Симисторные устройства регулирования – наиболее простые в реализации и довольно практичные решения. Для регулирования угла отпирания симисторов используется динистор, что сокращает количество используемых компонентов для реализации управления.

Благодаря способности компонента проводить ток в двух направлениях, обеспечивая тем самым регулирование переменного напряжения. А это, по сути, и является фактором дешевизны, простоты устройств. Регуляторы могут быть реализованы в небольших корпусах, непосредственно вместе с рычагами и переключателями. Довольно часто такие схемы исполняются в виде стандартных выключателей, только вместо клавиши-качельки применен вращающийся регулятор.

Симисторные схемы позволяют обеспечивать плавное регулирование скорости, но за счет изменения входного напряжения, а не частоты, КПД оказывается невысоким. Невзирая на это, многие производители бытовой техники предпочитают именно такие схемы, потому что они являются более дешевыми в исполнении. К тому же с их помощью можно выполнять регулирование оборотов мощных вентиляторов.

Тиристорный регулятор скоростью вращения вентилятора

Тиристорный регулятор скорости вращения вентилятора по принципу работы сход с симисторными устройствами, но он более детальный. Для управления асинхронным двигателем необходимо использовать либо 2 тиристора, либо мощный выпрямительный мост и 1 тиристор, не учитывая схему отпирания его посредством сдвига фазы. Стоимость и сложность реализации устройства управления выше и сложнее, но при этом она является более доступной, потому что силовых компонентов можно найти много в старой советской аппаратуре.

Транзисторные схемы

Они могут осуществлять как изменение напряжения, так и частоты управления скорости вращения вентилятора. Особой разницы в схеме реализации замечено явно не будет, потому что изготовить генератор импульсов и обеспечить ключевой режим работы транзистора не так уж и сложно, но для обеспечения необходимой надежности работы аппарата лучше использовать IGBT или высококачественные полевые транзисторы с изолированным затвором и диодом Шоттки. Стоимость таких компонентов будет высокая, не учитывая сложность программы управления работой транзисторов.

Купить или сделать своими руками?

Любые из представленных вариантов устройств всегда можно купить, а при желании сделать своими руками. Но существует такой фактор, как целесообразность, потому что качественные схемы найти сложно, а стоимость готовых устройств меньше, чем если бы вы его изготовили своими руками.

Более того, сегодня купить регулятор скорости вращения вентилятора на 220 В можно на любую мощность, но стоит понимать, что использование диммера для автоматического включения освещения не целесообразно, так как он не вытянет по току нагрузки.

Если все же вы решили купить диммер для вентилятора, то на рынке вы найдете массу предложений от различных производителей. Притом устройства изготавливаются на различную мощность. Но в основном эти аппараты рассчитаны на небольшие двигатели, устанавливаемые в вентиляции санузлов и кухонь.

Подключение регулятора скорости вращения вентилятора

Подключение регулятора скорости вентилятора осуществляется достаточно просто. Каждый производитель предусматривает на корпусе аппарата схему, в которой четко прописаны выводы, куда необходимо подавать фазу, ноль и подключать сам двигатель. Фактор ошибки минимален, поэтому не придется обращаться к услугам квалифицированных электриков.

Трехфазные вентиляторы

Больше осложнений возникнет с трехфазными вентиляторами, потому что управление необходимо организовать по всем 3 проводам. Здесь можно также использовать как изменение входного напряжения, так и частоты. В любом случае более качественным и энергоэффективным является именно частотный метод. Поэтому для подключения трехфазного вентилятора лучше покупать готовые преобразователи.

Источник: remontoni.guru