Регулятор скорости вращения вентилятора: виды устройства и правила подключения

Схема подключения регулятора скорости вентилятора

Нередко в домашнем хозяйстве требуется установка регулятора скорости вращения вентилятора. Сразу следует отметить, что обычный диммер для регулировки яркости освещения не подойдет для вентилятора

Современному электродвигателю, особенно асинхронному, важно иметь на входе правильной формы синусоиду, но обычные диммеры для освещения искажают ее довольно сильно. Для  эффективной и правильной организации регулировки скорости вентиляторов необходимо:

1. Использовать специальные регуляторы, предназначенные для вентиляторов.
2. Учитывайте, что эффективно и безопасно регулировке поддаются только специальные модели асинхронных электромоторов, поэтому перед покупкой узнавайте из технических характеристик о возможности регулировки числа оборотов методом понижения напряжения.

Способы регулировки скорости вращения бытовых вентиляторов

Существует достаточно много различных способов регулировки частоты вращения вентилятора, но практически применяются в домашних условиях только два из них. В любом случае Вы сможете только понизить число оборотов вращения двигателя только ниже максимально возможной по паспорту к устройству.

Разогнать электродвигатель возможно только с использованием частотного регулятора, но он не применяется в быту, потому что у него высокая как собственная  стоимость, так и цена на услугу по его установке и наладке. Все это  делают использование частотного регулятора не рациональным в домашних условиях.

К одному регулятору допускается подключение нескольких вентиляторов, если только их суммарная мощность не будет превышать величину номинального тока регулятора. Учитывайте при выборе регулятора, что пусковой ток электродвигателя в несколько раз выше рабочего.

Способы регулировки вентиляторов в быту:

1. С использованием симисторного регулятора скорости вентилятора- это самый распространенный способ, позволяющий постепенно увеличивать или уменьшать скорость вращения в пределах от 0 до 100 %.
2. Если электродвигатель вентилятора на 220 Вольт оборудован термозащитой (защитой от перегрева), тогда для управления оборотами применяется тиристорный регулятор.
3. Наиболее эффективным методом регулировки скорости вращения электродвигателя является применение моторов с несколькими выводами обмоток. Но многоскоростные электродвигатели в бытовых вентиляторах Я пока не встречал. Но В интернете можно найти схемы подключения для них.

Очень часто электродвигатель гудит на низких оборотах при использовании первых двух методов регулировки- старайтесь не эксплуатировать долго вентилятор в таком режиме. Если снять крышку, то при помощи находящегося под ней специального регулятора, Вы сможете, его вращая, установить нижний предел частоты вращения мотора.

Схема подключения симисторного или тиристорного регулятора скорости вентилятора

Практически во всех регуляторах стоят внутри плавкие ставки, защищающие их от токов перегрузки или короткого замыкания, при возникновении которых она перегорает. Для восстановления работоспособности необходимо будет заменить или отремонтировать плавкую ставку.

Подключается регулятор довольно просто, как обычный выключатель. На первый контакт (с изображением стрелки) подключается фаза от электропроводки квартиры. На второй (с изображением стрелки в обратном направлении) при необходимости подключается прямой вывод фазы без регулировки. Он используется для включения, например дополнительно освещения при включении вентилятора. На пятый контакт (с изображением наклонной стрелки и синусоиды) подключается фаза, отходящая на вентилятор. При использовании такой схемы необходимо использовать для подключения распределительную коробку, с которой Ноль и при необходимости Земля заводятся напрямую на вентилятор, минуя сам регулятор, для подключения которого понадобится всего-то 2 провода.

Но если распределительная коробка электропроводки находится далеко, а сам регулятор стоит рядом с вентилятором, тогда рекомендую использовать вторую схему. На регулятор приходит кабель электропитания, а затем с него уходит сразу на вентилятор. Фазные провода подключаются аналогично. А 2 нуля садятся на контакты № 3 и № 4 в любой последовательности.

Подключение регулятора скорости вращения вентилятора довольно просто сделать и своими руками, не вызывая специалистов. Обязательно изучите и всегда соблюдайте правила электробезопасности- работайте только на обесточенном участке электропроводки.

Популярные схемы, использующие снижение величины напряжения

Главное достоинство таких контроллеров – невысокая стоимость, что позволяет применять их в быту. Недостаток – слабая экономичность. При снижении оборотов уменьшается только шум, потребление электроэнергии фактически не меняется. Еще один недостаток – невозможность подключения мощных устройств, но для бытового использования это не критично.

Варианты схемных решений контроллеров:

• ступенчатые регуляторы, с применением автотрансформатора;
• автотрансформаторы с электронным управлением;
• симисторные или тиристорные контроллеры.

ВНИМАНИЕ! При использовании регулятора скорости, необходимо устанавливать вентилятор с мощностью несколько выше той, на которую рассчитано помещение. Это продлит срок его эксплуатации

Ступенчатое управление с применением автотрансформатора

Принцип работы этого контроллера состоит в следующем. На вход автотрансформатора Т1 подается питающее напряжение 220 В. Обмотка имеет несколько ответвлений от части витков. При подключении нагрузки к ответвлениям, потребитель получает уменьшенное напряжение питания. С помощью переключателя SW1 мотор вентилятора M подключается к нужной части обмотки и скорость его вращения меняется. При понижении питающего напряжения снижается потребление электроэнергии. Сигнал на выходе – чистая синусоида, что благотворно влияет на состояние обмотки двигателя. Недостатком является большой размер блока управления. Ручка регулировки имеет ступенчатую шкалу, как правило, не более пяти положений. Плавно управлять скоростью вращения невозможно.

Автотрансформатор с электронным управлением

Электронный автотрансформатор работает по принципу широтно-импульсной модуляции. Транзисторная схема, модулируя импульсы – плавно изменяет выходное напряжение.  Достоинства такого контроллера – компактные размеры и невысокая стоимость. Недостаток –длина кабеля от контроллера до мотора ограничена. Поэтому блок автотрансформатора, как правило, выполнен в отдельном корпусе от ручки управления и располагается в непосредственной близости к вентилятору.

Симисторный (тиристорный) контроллер

Не вдаваясь в подробности принципа фазного управления, по которому работают регуляторы этого типа, вкратце опишем схему. Каждый тиристор «срезает» полуволну переменного тока, уменьшая выходное напряжение. Величина регулируется при помощи блока управления. Достоинства– низкая цена, компактные размеры. Обороты можно регулировать практически от ноля. Недостаток – искрение обмотки двигателя, ограниченная мощность нагрузки.

ВАЖНО!

1. Двигатель вентилятора должен иметь автоматическую термозащиту.
2. Недопустимо применять в качестве регулятора скорости вентилятора диммеры для осветительных приборов.

Подключение контроллера к вытяжке

Монтаж прибора осуществляется внутри помещения. Он производится с учетом рециркуляции воздушных масс для охлаждения внутренних цепей.

Запрещено размещать регулятор в зоне с плохой конвекцией воздуха, прямым попаданием солнечных лучей, над отопительным прибором. Рабочее положение устройства — строго вертикальное, так выделяемое тепло будет рассеиваться

Чтобы правильно установить регулятор, необходимо внимательно ознакомиться с инструкцией к устройству.

Большинство моделей рассчитаны на самостоятельный монтаж пользователем и не требуют специальных знаний.

Контакты на фирменных изделиях промаркированы, а в комплект поставки включены рекомендации по подключению, эксплуатации, техобслуживанию устройства. Схемы у разных устройств отличаются

Монтаж настенных и внутристенных приборов производится шурупами и дюбелями, которые подобраны в соответствии с габаритами и весом аппарата. Крепежные элементы обычно поставляются в комплекте, как и схема подключения контроллера вентилятора.

Общая закономерность и последовательность действий следующая:

Регулятор сначала монтируется, затем подключается к кабелю, который подает ток на вентилятор.
Провода делятся на «фазу», «ноль», «землю» и разрезаются, подсоединяются к входным и выходным клеммам

Важно не перепутать их местами и сделать все подключения по инструкции.
Последний этап — проверка размера сечения питающего кабеля и соединения на соответствие максимально разрешенному напряжению прибора.. Процесс установки настенных регуляторов аналогичен принципу подключения розеток, выключателей освещения

Можно использовать старое посадочное место выключателя вентилятора для монтажа контроллера. При этом выключатель нужно демонтировать

Процесс установки настенных регуляторов аналогичен принципу подключения розеток, выключателей освещения. Можно использовать старое посадочное место выключателя вентилятора для монтажа контроллера. При этом выключатель нужно демонтировать.

Когда модуль управления и сам регулятор размещены в разных корпусах, установка устройств осложняется. Блок управления питается от электрощита, а исполнительный модуль подсоединяется посредством слаботочного провода

Если контроллер с термоконтактами, рекомендуется подключать его к двигателям с вынесенными контактами тепловой защиты, подсоединяемые к клеммам ТК регулятора. Такая схема надежно защитит основное устройство.

Когда термоконтакты размыкаются в случае перегрева, цепь контроллера разрывается, двигатель сразу останавливается и зажигается аварийная лампочка.

Двигатель без термоконтактов требует установки отдельной тепловой защиты. Дополнительно в схему можно добавить перемычку на ТК, но при этом номинальный ток регулятора должен быть больше максимального тока двигателя на 20%.

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 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.

Модель выбранного реобаса также имеет инструкцию и рекомендации по подключению от изготовителя

Важно придерживаться схем, приведенных на ее страницах при самостоятельной установке прибора

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.

Для вентиляторов компьютера и других, используемых в домашних условиях, можно собственноручно изготовить регулятор

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.

Симисторный регулятор скорости вращения вентилятора

Симисторный регулятор скорости вращения вентилятора выполняет функцию плавного изменения скорости вентилятора, которое выполняется при помощи установленного потенциометра.

Не сложная принципиальная схема данного устройства, предназначена для конструирования прибора регулировки скорости вращения напольного вентилятора. Печатная плата изготавливалась с таким расчетом, чтобы свободно вместилась в корпус зарядного устройства для телефона. Компактно выполненная конструкция дала возможность добавить туда еще клеммы от стандартной электрической розетки.

Принципиальная схема прибора:

Предложенная здесь система регулировки выполнена по схеме стандартного регулятора фазы. Ну это можно сказать, что приблизительно. Вначале у меня были попытки организовать управление вентилятором с помощью не сложной схемы. В которую были включены такие полупроводниковые приборы как, двух электродный тиристор (динисторы) и симметричный тиристор «симистор», но она мне не понравилась. Так как правильного управления скоростью у меня не получилось. Потом стал тщательнее разбираться, в чем причина некорректной работы устройства.

А оказывается все было элементарно. В напольном вентиляторе используется асинхронный двигатель, в принципе это всего лишь навсего две катушки индуктивности. Если вспомнить лекции по физике, то становится ясно, что в катушках индуктивности приложенное напряжение всегда опережает токовую фазу на 90 градусов. Работа симистора происходит в следующей последовательности. На управляющий вывод подается напряжение, причем независимо какой полярности, при превышении мощности сигнала определенного порога — открывается симистор. Удерживается открытое состояние проходящим через него ток нагрузки. Поэтому для нормальной регулировки, необходимо было управляющую фазу сдвинуть на 90 градусов относительно входящего напряжения и тогда получится плавная регулировка.

Для меня легче всего это было сконструировать на микросхеме PIC10F222, которая является недорогим, высокопроизводительным, 8-битным микроконтроллером, причем изготовлен он совершено на статической основе флэш-CMOS.

Кстати, устройство для программирования микроконтроллеров (программатор) вполне можно изготовить по схеме показанной ниже:

Передача данных осуществляется через COM-порт. Напряжение питания схемы получает от источника 5v, которое можно снять с портов USB либо PS/2.

Чтобы изменять количество оборотов вентилятора, в промышленности используются преобразователи частоты. С их помощью можно повышать либо снижать частоту вращения вентилятора. Но ввиду дороговизны такого устройства в бытовых условиях его применение не целесообразно.

Прошивка и печатная плата: Скачать

Предыдущая запись Датчик цвета ардуино
Следующая запись Ремонт автомагнитолы пионер

Способы подключения и регулировки скорости

Итак, чтобы организовать экономный режим работы вентилятора, а как следствие и его скорость выполняется изменение основных параметров питающей сети посредством двух способов:

• Частота питающего напряжения.
• Напряжение питания электродвигателя.

Что касается непосредственно регулировки оборотов агрегата, то дополнительно можно подключать такие устройства:

1. Тиристорные.
2. Ступенчатые.
3. Электронные автотрансформаторы.

Ниже мы рассмотрим важные особенности каждого из этого регулятора, которые подключается к вентилятору. Но, а сначала разберемся, по каким причинам возникает потребность в регулировке скорости.

Почему нельзя регулировать скорость вращения вентилятора диммером

Для регулирования скорости вращения однофазных электродвигателей на напряжение питания 220 В применяются симисторные регуляторы скорости вращения.

Диммер (симисторный светорегулятор), в свою очередь, разработан для управления резистивной нагрузкой и должен применяется только как регулятор яркости свечения ламп.

В паспортах и руководствах по эксплуатации обычно есть указание на недопустимость использования диммера для управления двигателем.

Например, в описании диммера 300W фирмы Eljo (Швеция) указано: индуктивная и емкостная нагрузка (обычные трансформаторы, флуоресцентные лампы и электродвигатели) не могут работать с данными диммерами.

Различия в схемах управления:

В диммерах и симисторных регуляторах скорости применены близкие схемы управления. Обе используют принцип фазового управления, когда изменяется момент включения симистора относительно перехода сетевого напряжения через ноль. Для простоты обычно говорят, что изменяется выходное напряжение.

Схема симисторного регулятора отличается от схемы диммера в следующем:

· Установлен нижний порог напряжения подаваемого на двигатель вентилятора

· Мощность симистора выбирается так, чтобы его максимальный рабочий ток превышал рабочий ток вентилятора не менее, чем в 4 раза. При резистивной нагрузке в 2 А достаточно взять симистор также на 2 А.

· Предохранитель подбирается исходя из мощности электродвигателя. Обычно максимальный ток предохранителя должен быть на 20% больше рабочего тока двигателя.

· Для более правильного формирования синусоиды установлен дополнительный фазосдвигающий демпфирующий конденсатор.

· Для уменьшения сетевых помех используется дополнительный конденсатор помехоподавления

Для чего это необходимо:

1. Вращающий момент асинхронного двигателя падает пропорционально квадрату подаваемого напряжения. При достижении нижнего порога по напряжению двигатель может не запуститься. Для однофазных осевых и канальных вентиляторов нижним значением являются 40-60 В.

Ввиду того, что двигатель не вращаясь, все равно потребляет ток, обмотки вентилятора начинают нагреваться. Двигатель начинает издавать характерный звук (гудеть). В результате, если двигатель не оснащен надежной внутренней термозащитой, перегорает в течение часа.

В симисторных регуляторах, минимальное напряжение, подаваемое на вентилятор, устанавливается на заводе-изготовителе. Обычно это 80-100 В. Это гарантирует нормальную работу вентилятора при низких напряжениях.

2. При запуске двигатель кратковременно потребляет ток, в 6-7 раз больше максимального рабочего (пусковой ток). Для надежной работы при пуске двигателя применяется симистор с большим рабочим током.

3. Для правильной защиты двигателя от перегрузки по току (повышенное напряжение сети, перегрев подшипников и т.п.) величина максимального тока предохранителя должна быть подобрана по типу двигателя. Для симисторных регуляторов это значение на 15-20% выше максимального тока двигателя.

4. При подаче уменьшенного напряжения мощность двигателя падает и ротор начинает проскальзывать относительно поля статора. При определенных оборотах происходит фазовый сдвиг и двигатель начинает кратковременно потреблять ток выше, чем максимальный рабочий. Для недопущения такой ситуации в схему симисторного регулятора устанавливается дополнительный демпфирующий конденсатор и более мощный симистор.

5. Форма синусоиды при фазовом регулировании индуктивной нагрузки более сложна, чем при управлении активной нагрузкой, поэтому необходим дополнительный конденсатор подавляющий высокочастотный спектр помех. Диммер, управляющий вентилятором, может создавать помехи видимые на экране компьютера или телевизора.

Нередко в домашнем хозяйстве требуется установка регулятора скорости вращения вентилятора. Сразу следует отметить, что обычный диммер для регулировки яркости освещения не подойдет для вентилятора

Современному электродвигателю, особенно асинхронному, важно иметь на входе правильной формы синусоиду, но обычные диммеры для освещения искажают ее довольно сильно. Для эффективной и правильной организации регулировки скорости вентиляторов необходимо:

1. Использовать специальные регуляторы, предназначенные для вентиляторов.
2. Учитывайте, что эффективно и безопасно регулировке поддаются только специальные модели асинхронных электромоторов, поэтому перед покупкой узнавайте из технических характеристик о возможности регулировки числа оборотов методом понижения напряжения.

Разновидности и особенности приборов

Трансформаторные регуляторы оптимально подходят для ситуаций, когда нужно контролировать скорость вращения лопастей вытяжки вручную. Их популярность обусловлена и умеренной стоимостью, а также самой высокой надежностью среди «коллег».

Благодаря широкому диапазону мощности выпускаемых устройств легко подобрать модель для совмещения с вентиляторами от нескольких Вт до нескольких кВт. Но модели не универсальны, они подбираются под типы вытяжек

Отличие ступенчатых контроллеров от других видов регуляторов — способность долго непрерывно работать на не обслуживаемых объектах.

Основные технические характеристики аппаратов:

• поступенчатое напряжение: 65-110-135-170-230 или 80-105-130-160-230 (цифры отличаются в зависимости от модели);
• однофазные и трехфазные — 220 и 380 В соответственно;
• вес может быть вплоть до 30 кг (все приборы достаточно громоздкие);
• частота тока: 50–60 Гц;
• класс защиты устройства: 00, 20, 54 IP.

Корпуса устройств выполнены из прочного пластика и способны выдерживать температуры до +40 градусов. Некоторые группы регуляторов относятся к классу В с запасом выдержки до 130 градусов.

Есть приборы со встроенными защитными устройствами, которые прекращают подачу напряжения на вентилятор, если его термоконтакты активизируются. Перезапуск производится установкой рукоятки в нулевое положение на 10 сек

В некоторых моделях предусмотрены лампы сигнализации работы оборудования и аварийные индикаторы. Есть и уникальные аппараты с опцией гальванической развязки с сетью. Такие контроллеры можно использовать в медицинских учреждениях.

В качестве дополнительных опций контроллер может иметь клеммы для подсоединения и управления внешними устройствами (например, под приводы воздушных заслонок).

По конструкции и виду обслуживаемых вентиляторов контроллеры делятся на устанавливаемые:

• на стенах;
• внутри стен;
• внутри вентиляционной установки;
• отдельном специальном шкафу, если работает система «умный дом».

Некоторые модели монтируются на Din-рейку, управляются дистанционно.

Если нужно регулировать скорость на нескольких вентиляторах, целесообразно купить многоканальный контроллер. Есть модели, способные обслуживать одновременно до четырех и более устройств.

В случае использования одного регулятора для нескольких канальных вентиляторов суммарный потребляемый ток последних не должен превышать значение номинального тока контроллера (плюс запас 20-30%)

Но, если вентиляторы расположены в разных помещениях, а регулятор будет один, то и параметры на вытяжках установятся одинаковые. В случае, когда нужен разный микроклимат в разных комнатах, удобнее подключить несколько контроллеров.

Большой вес и габариты таких устройств, сложность внешнего управления перекрываются их преимуществами при стационарном размещении. Выбор конкретной модели зависит от технических особенностей вентиляционной системы.