Електронни регулатори на скоростта на вентилатора

 

Електронните регулатори на скоростта се наричат също регулатори с променлива скорост или регулатори на скорост TRIAC. Те регулират скоростта на променливотокови двигатели с непрекъсната променлива чрез намаляване на напрежението на двигателя без стъпки. Електронните регулатори на скоростта работят напълно безшумно и не изискват конфигурация преди употреба. Те обикновено се използват за регулиране на скоростта на вентилатора. Повечето клиенти са готови да приемат недостатъка на малко по-ниската енергийна ефективност (в сравнение с честотните инвертори), тъй като предимството на удобството за потребителя и лесното пускане в експлоатация е по-важно за тях.

 

 

 

Електронният регулатор на скоростта на вентилатора използва електронни компоненти за намаляване на напрежението на двигателя и за регулиране на скоростта на двигателя. Поради тази причина те работят напълно безшумно за разлика от трансформаторните регулатори на скоростта на вентилатора. Електронните компоненти не генерират никакви звуци за разлика от електрически трансформатор (който генерира меко бръмчене, причинено от електрическия трансформатор). Поради това електронните регулатори на скоростта могат да се използват в приложения, където шумът от регулатора на скоростта на трансформатора би се възприел като смущаващ.

 

 

Скоростта на двигателя се регулира чрез намаляване на напрежението на двигателя. Това се осъществява чрез блокиране на части от захранваното напрежение. От техническа гледна точка тази техника се нарича „контрол на фазовия ъгъл“. Технологията за контрол на фазовия ъгъл води до това, че напрежението на двигателя вече няма перфектна синусоидална форма, тъй като има липсващи части. Разбира се, при ниска скорост напрежението на двигателя следователно ще бъде по-малко синусоидално. Това несинусоидално напрежение на двигателя прави двигателя по-шумен. В зависимост от марката на двигателя, тези шумове на двигателя могат да бъдат по-изразени. В повечето случаи ще бъде по-забележимо при ниска скорост.

 

С трансформаторен регулатор на скоростта, самият контролер ще издава бръмчащ звук, но моторът ще работи тихо. При електронен регулатор на скоростта е обратното. Тук моторът издава повече шум, докато контролерът е тих.

 

 

Електронните регулатори на скоростта регулират скоростта на вентилатора, като намаляват непрекъснато променливото напрежение на двигателя (без стъпки). Регулаторите на скоростта на вентилатора на трансформатора също регулират скоростта на двигателя чрез намаляване на напрежението на двигателя. Разликата е, че трансформаторният регулатор на скоростта на вентилатора прави това на стъпки, докато електронните регулатори на скоростта на вентилатора правят това непрекъснато. И двата вида регулатори на скоростта са подходящи за двигатели с контрол на напрежението. Това са електрически двигатели, при които скоростта може да се контролира чрез понижаване на напрежението на двигателя, докато честотата остава постоянна. Повечето вентилатори с AC двигател могат да се управляват по този начин. 

 

Както TRIAC, така и трансформаторните регулатори на скоростта на вентилатора могат да се използват в приложения, където въртящият момент намалява със скоростта, като например контрол на скоростта на вентилатора.

 

 

Електронните регулатори на скоростта на вентилатора използват електронни компоненти за управление на скоростта на двигателя. Най-важният е TRIAC или TRiode за променлив ток. TRIAC се визуализира на изображението от дясната страна. Това е черният електронен компонент с трите щифта. Електронните регулатори на скоростта на вентилатора се наричат също TRIAC контролери. TRIAC е триелектроден полупроводник, който може да се разглежда като превключвател. Или позволява на електрическия ток да преминава, или блокира потока на електрически ток.

 

Колкото по-прецизно се управляват TRIAC, толкова по-малко забележим ще бъде допълнителният шум от двигателя. Поради тази причина най-новите електронни регулатори на скоростта на вентилатора Sentera са оборудвани с усъвършенствани микропроцесори. Това прави възможно намаляването на допълнителния шум от двигателя до абсолютен минимум. По-евтините варианти на електронни регулатори на скоростта на вентилатора обикновено контролират TRIAC с много по-ниска точност. Това води до допълнителни шумове на двигателя и по-бързо износване на електродвигателя.

Обикновено TRIAC могат да превключват електрически токове с максимален ток до 10 A. Поради тази причина този тип контролер обикновено се предлага само за еднофазни двигатели.

 

 

TRIAC има специалното свойство, че се нуждае от минимално натоварване, преди да може да функционира. Ако към регулатора на скоростта не е свързан товар (мотор, електрическа крушка, ...), той няма да функционира. Само когато може да протича минимален електрически ток (обикновено 10% от максималния ток), електронният регулатор на скоростта ще функционира нормално. Така че, ако искате да проверите дали регулаторът на скоростта функционира правилно, трябва да бъде свързан товар! Без това натоварване изглежда, че регулаторът на скоростта е дефектен, защото TRIAC не могат да провеждат. Това не е случаят с трансформаторен регулатор на скоростта. Трансформаторните регулатори на скоростта работят без натоварване.

 

 

Електронната схема, която управлява TRIAC, дава възможност за предлагане на допълнителни опции за настройка. Тези допълнителни опции за настройка обикновено не са налични при по-малко модерни регулатори на скоростта на трансформатора. Например, повечето TRIAC контролери позволяват промяна на минималната или максималната скорост според нуждите на приложението. Тъй като вентилаторите обикновено са големи, в много приложения е важно да се регулира максималната скорост. Благодарение на тези допълнителни възможности за настройка, този тип контролер може да бъде по-добре оптимизиран за приложението, отколкото трансформаторните регулатори на скоростта на вентилатора. Някои регулатори на скоростта TRIAC са съзнателно опростени, за да поддържат цената ниска, други серии предлагат повече опции за настройка. Има два начина за регулиране на настройките на електронните контролери на скоростта Sentera: чрез Modbus RTU комуникация (софтуер) или чрез тример (малък потенциометър, монтиран на печатната платка).

 

В повечето продукти на Sentera настройките могат да се променят чрез софтуер чрез коригиране на стойност в регистрационен регистър на Modbus. Мрежата Modbus се състои от главно устройство и поне едно подчинено устройство. Главното устройство може да бъде компютър със софтуер за конфигурация, подчиненото устройство може да бъде регулатор на скоростта. Главното устройство Modbus може да промени определени стойности в подчиненото устройство и да прочете други стойности. Това дава възможност, например, да се промени минималната скорост чрез регулиране на стойността на съответния Modbus Holding регистър.

 

Друг пример: в някои електронни регулатори на скоростта на вентилатора методът на работа е регулируем. Това дава възможност да се промени поведението на регулатора на скоростта на вентилатора чрез записване на различна стойност в съответния регистър на Modbus Holding. По подразбиране режимът на работа е „от нисък към висок (стойност 1)“, но може да бъде променен на „от висок към нисък“ чрез регулиране на стойността на регистъра за задържане към 2. Ако контролерът на скоростта на вентилатора е свързан към облака SenteraWeb, дори е възможно да се прочетат или да се коригират стойностите на регистрите за задържане на Modbus дистанционно. Това може да стане само от конфигуратора на инсталацията.

 

Някои основни регулатори на скоростта Sentera TRIAC не разполагат с Modbus комуникация, за да поддържат цената ниска. При тези устройства обикновено е възможно да се регулира минималната или максималната скорост чрез тример, монтиран на печатната платка.

 

 

Каква е разликата между честотен инвертор и електронен регулатор на скоростта? Накратко, контролерът TRIAC е по-евтин и по-лесен за използване, докато честотният инвертор ще управлява електрическия мотор по по-енергийно ефективен начин, особено при ниска скорост.

 

Но какви са истинските разлики? Това не е толкова лесно да се обясни по нетехнически начин. Ето един опит: TRIAC контролер на скоростта регулира скоростта на двигателя, като намалява количеството на входящата мощност, преди да я изпрати към двигателя (намалява напрежението на двигателя). От друга страна, честотният инвертор не само намалява мощността, но също така променя скоростта на цикъла на захранване (променя и честотата на напрежението на двигателя). Чрез регулиране както на честотата, така и на напрежението, въртящият момент на двигателя може да се контролира в допълнение към скоростта на двигателя. Моментът на двигателя означава силата на електродвигателя. Така честотният инвертор може да контролира както скоростта на въртене на двигателя, така и колко силен е той. Чрез оптимизиране на скоростта и въртящия момент на двигателя може да се пести енергия при по-ниски скорости.

 

Обяснението на разликата между честотния инвертор и регулатора на скоростта на TRIAC по по-технически начин би звучало така: Честотният инвертор не само намалява напрежението на двигателя, но също така променя честотата на напрежението на двигателя. Това прави възможно съотношението между напрежението на двигателя (V) и честотата (f) да се поддържа постоянно. Този контролен алгоритъм се нарича също постоянно V/f управление.

 

Ако напрежението на двигателя се намали без регулиране на честотата - това прави регулаторът на скоростта TRIAC - магнитният поток намалява. Тъй като въртящият момент на двигателя е пряко свързан с магнитния поток в двигателя, това води до намаляване на въртящия момент на двигателя при по-ниска скорост. Моторът може да се затруднява да задвижи товара, особено при по-ниски скорости, и дори може да спре при тежки условия на натоварване. Този проблем няма да възникне при приложения, изискващи нисък стартов въртящ момент. Тъй като вентилаторът обикновено изисква относително нисък начален въртящ момент, този тип приложения обикновено могат да се управляват от TRIAC регулатор на скоростта.

 

Има и приложения, които изискват висок начален въртящ момент. Например приложенията за повдигане изискват максимален въртящ момент на двигателя от минимални скорости. Веднага щом механичната спирачка бъде освободена, електрическият мотор трябва незабавно да достави пълен въртящ момент, за да поддържа товара под контрол. За такива приложения е необходим честотен контролер. Тук не е достатъчен регулатор на скоростта TRIAC.

 

С контролерите за скорост TRIAC ние се стремим към приложения в HVAC индустрията, като управление на вентилатори или центробежни помпи. Повечето вентилатори следват квадратична крива на въртящия момент. Това означава, че необходимият въртящ момент на двигателя се увеличава квадратично с увеличаване на скоростта. При ниски скорости е лесно да накарате вентилатора да работи. Тъй като скоростта на вентилатора се увеличава, е необходим повече въртящ момент на двигателя за допълнително ускоряване на вентилатора. Това увеличение на необходимия въртящ момент на двигателя не е линейно, а квадратично. Поради тази причина може да се спести много енергия чрез намаляване на скоростта на вентилатора, ако е възможно.

 

Оптимизирането на магнитния поток е причината, поради която честотният инвертор може да управлява двигателя по по-енергийно ефективен начин. Намаляването на напрежението на двигателя при поддържане на постоянна честота кара двигателя да черпи повече електрически ток при ниска скорост, за да компенсира намаления магнитен поток. Този увеличен ток води до по-високи загуби в намотките на двигателя, което води до прекомерна топлина. Поддържането на съотношението V/f постоянно гарантира, че моторът работи по-енергийно ефективно, с оптимални нива на ток. Моторът произвежда достатъчен въртящ момент, без да черпи прекомерен ток, което минимизира генерирането на топлина и избягва прегряване.

 

 

Регулаторите на скоростта Sentera TRIAC все още се използват широко за регулиране на скоростта на вентилатора. Лекотата на използване, простата конструкция и атрактивната цена са основните им предимства. Скоростта на вентилатора може да се регулира непрекъснато (без стъпки). Регулаторът на скоростта на вентилатора работи напълно безшумно. Недостатъците на тази технология са по-ниската енергийна ефективност в сравнение с честотните инвертори и възможността от шумове на двигателя при ниска скорост. Регулаторите на скоростта Sentera TRIAC са проектирани да минимизират тези недостатъци, доколкото е възможно. Благодарение на много точното управление на TRIAC с помощта на микроконтролери, шумовете на двигателя в повечето случаи са едва забележими.

 

 

 

Sentera е един от водещите производители на контролери за скорост на вентилатора. В продължение на две десетилетия нашите електронни регулатори на скоростта на вентилатора са стандарт в света на HVAC. Качеството и удобството за потребителя винаги са били наш основен приоритет. Поради големия успех бяха създадени много варианти. В резултат на това не винаги е лесно да се получи общ преглед на тази продуктова гама. Най-важните свойства на различните серии са обобщени накратко по-долу.

 

Електронните регулатори на скоростта на вентилатора Sentera се предлагат с максимален номинален ток от 10 A. Те се отличават с висококачествен пластмасов корпус. Версиите с по-висок ток са оборудвани с метална охлаждаща перка за разсейване на топлината. Корпусът е произведен в нашата собствена пластмасова фабрика Sentera от трудногорима ABS пластмаса. Охлаждащата перка гарантира достатъчно топлоотдаване и е изчислена за максимална мощност на контролера.

 

 

За ръчно управление на двигателя предлагаме електронни регулатори на скоростта на вентилатора с вграден ключ за управление на предния панел. Те управляват еднофазни двигатели с регулируемо напрежение с максимален ток от 10 A. Тези регулатори на скоростта са по-специално лесни за инсталиране и работа. Скоростта на двигателя може да се регулира чрез контролите на предния панел.

 

Жилищни приложения - за жилищни приложения препоръчваме сериите SDX и SDY. Те управляват еднофазни двигатели с максимален ток от 3 A. И двете версии са лесни за инсталиране на стена или плоска повърхност или в стандартен европейски стенен контакт. Минималната скорост може да се регулира чрез вътрешен тример.

 

Серията SDX-1-x5-DM предлага повече гъвкавост благодарение на Modbus RTU комуникацията. Чрез регистрите за съхранение на Modbus могат да се правят допълнителни настройки. Това дава възможност например да се обърне операцията от скорост от „висока към ниска“ към скорост „ниска към висока“.

 

Складове и индустриални среди - за логистични или индустриални приложения препоръчваме серията ITR-9. Те управляват еднофазни двигатели с максимален ток от 10 A. Минималната скорост на двигателя може да се регулира чрез вътрешен тример на печатната платка. Вграденият превключвател ON-OFF е поставен отстрани на корпуса. Ако е необходимо, този ключ ON-OFF може да бъде деактивиран. Корпусът е предназначен за повърхностен монтаж и предлага степен на защита IP54 срещу проникване на прах и влага.

 

Подобната серия ITRS9 изглежда почти идентична, но разполага с два допълнителни входа за дистанционни старт-стоп команди, един допълнителен изход за алармени известия и възможност за наблюдение на термичните контакти на двигателя (температурен сензор, интегриран в намотките на двигателя за откриване на прегряване на двигателя).

 

Серията SLM може да се разглежда като ITR-9 регулатори на скоростта на вентилатора с допълнителен ключ на предния панел за управление на осветлението.

 

Монтаж на DIN шина в електрически шкаф - Следните регулатори на скоростта на вентилатора са предназначени за монтаж в електрически шкаф. Сериите DRX и DRY разполагат с въртящо се копче на предния панел за задаване на желаната скорост на вентилатора. Управляват еднофазни двигатели с максимален ток от 2,5 A.

 

Серията DRE разполага с Modbus RTU комуникация и клавиатурен интерфейс с 3 бутона.

 

 

За дистанционно управление предлагаме електронни регулатори на скоростта на вентилатора с аналогов вход 0-10 V. Тези версии нямат вградени контролни превключватели. Те изискват аналогов управляващ сигнал 0-10 волта, за да зададат желаната скорост на вентилатора. Аналоговият сигнал обикновено се генерира от външен потенциометър или HVAC сензор. При 0 волта моторът ще работи на минимална скорост. Когато аналоговият сигнал се увеличи до 10 волта, моторът ще ускори до максимална скорост (при 10 волта).

 

Контролери за монофазни 230 V двигатели с управление на напрежението:

 

Повърхностен монтаж - Първата група електронни регулатори на скоростта с аналогов вход има корпус, подходящ за стенен монтаж. Корпусът предлага IP54 защита срещу проникване на влага и мръсотия. Серията EVS е основната версия в тази група. Серията EVSS предлага допълнителен вход за дистанционни команди ON-OFF, както и вход за наблюдение на термичните контакти на двигателя (ако двигателят е оборудван с тях). Ако се открие прегряване на двигателя, контролерът преминава в безопасен режим, активира алармения изход и спира двигателя.

 

Монтаж на DIN шина в електрически шкаф - Тази група електронни регулатори на скоростта с аналогов вход има корпус, подходящ за монтаж на DIN шина. Предвид степента на защита от влага и замърсяване IP20 е необходим монтаж в ел. шкаф. Серията MVS е основната версия в тази група. Серията MVSS предлага допълнителен вход за дистанционни команди ВКЛ.-ИЗКЛ., както и вход за наблюдение на термичните контакти на двигателя (ако двигателят е оборудван с тях). Ако се открие прегряване на двигателя, контролерът преминава в безопасен режим, активира алармения изход и спира двигателя.

 

Контролери за трифазни двигатели с управление на напрежение 400 V:

 

Серията TVSS5 са електронни регулатори на скоростта на вентилатора с аналогов вход. Функцията за мониторинг TK предпазва двигателите от прегряване. Техният корпус позволява монтаж на DIN шина. Те управляват трифазни двигатели с регулируемо напрежение с максимален ток 6 A.

 

 

Sentera предлага и електронни регулатори на скоростта на вентилатора с (вграден) температурен сензор. Те регулират скоростта на монофазния двигател в зависимост от температурата на околната среда. Обикновено те се използват за охлаждане на оранжерии или регулиране на климата в помещенията за отглеждане. С повишаване на температурата скоростта на двигателя се увеличава. Под зададената температура скоростта на двигателя е или минимална скорост, или моторът спира.

 

Климатичният контролер за помещения за отглеждане - серията GTEE1 се доставят напълно предварително окабелени и следователно са готови за употреба веднага. Регулираната мощност може да се използва за управление на скоростта на вентилатора. Тъй като температурата на околната среда надвишава зададената температура, скоростта на вентилатора ще се увеличи, за да осигури повече охлаждане. Нерегулираната мощност може да се използва за активиране на нагревателен елемент, ако температурата на околната среда падне под зададената температура.

 

Климатичен контролер за парници - серия GTE регулира скоростта на вентилатора за целите на охлаждането. Тъй като температурата на околната среда надвишава зададената температура, скоростта на вентилатора ще се увеличи, за да осигури повече охлаждане. Серията GTE се предлага във версия -DT и във версия -DM. Версията GTE -DT се доставя напълно предварително окабелена и веднага е готова за употреба. версията GTE -DM не е предварително окабелена (изисква се допълнителен температурен сензор PT500), но предлага Modbus RTU комуникация за опростяване на регулирането на настройките. Тук е възможно дистанционно управление чрез Modbus RTU комуникация. Серията GTE-1 позволява зададената температура да бъде зададена в диапазона 15-35 °C. Серията GTE21 има температурна настройка, която може да бъде зададена в диапазона 5-35 °C.