Regolatori di velocità a trasformatore per ventilatori
I regolatori di velocità del ventilaotre a trasformatore controllano la velocità dei motori elettrici a gradini riducendo la tensione del motore. Per questo motivo, possono essere utilizzati solo in combinazione con motori controllabili in tensione. Questo controllo graduato del ventilatore è causato dalla tecnologia dell'autotrasformatore su cui sono costruiti, da cui il nome trasformatore. Grazie a questa tecnologia, generano una tensione del motore con una forma sinusoidale perfetta. Ciò si traduce in un funzionamento eccezionalmente silenzioso del motore e in una durata di vita prolungata.
Gli autotrasformatori sono trasformatori elettrici con una sola bobina. I loro diversi attacchi di tensione consentono tensioni ridotte. Un rivestimento speciale impregnato riduce il rumore elettrico degli autotrasformatori. Tuttavia, il tipico rumore ronzante causato dalla tecnologia del trasformatore potrebbe essere percettibile in ambienti più silenziosi. I regolatori di velocità per ventilatore a trasformatore sono economici e hanno dimostrato di essere molto affidabili e robusti. Possono essere utilizzati anche quando c'è un'alimentazione elettrica instabile.
Questi regolatori di velocità per ventilatore sono facili da installare. Non richiedono alcuna configurazione. Alcuni regolatori di velocità per ventilatore a trasformatore hanno un commutatore rotativo integrato per regolare manualmente la velocità del ventilatore. Altre varianti possono essere controllate a distanza tramite Modbus RTU o tramite un segnale di controllo analogico.
Cos'è un motore AC?
I ventilatori AC sono ventilatori con un motore asincrono (motore AC). I motori AC sono stati i motori dominanti nelle applicazioni industriali e nell'industria dell'HVAC. A causa della vasta gamma di azionamenti a velocità variabile e delle soluzioni di controllo sempre più intelligenti, le possibili applicazioni sembrano infinite. I motori AC sono estremamente affidabili e molto robusti. Richiedono quasi nessuna manutenzione e, se si guastano, sono facili da riparare. I motori AC sono lo standard industriale e sono quindi ampiamente disponibili in una gamma di potenze molto ampia.
I motori AC di solito hanno un rotore a gabbia di scoiattolo. La corrente alternata elettrica che scorre attraverso i circuiti dello statore genera un campo magnetico rotante. Questo campo magnetico statore induce correnti nei circuiti del rotore (legge di Faraday dell'induzione). Queste correnti elettriche nei circuiti del rotore generano il campo magnetico del rotore. I due campi magnetici si attraggono reciprocamente, facendo sì che il rotore segua il campo statore rotante. Questo principio fa ruotare un motore elettrico.
Motori controllabili in tensione
I motori controllabili in tensione sono motori AC la cui velocità può essere controllata riducendo la tensione. Quando viene applicata la tensione nominale, il motore funziona ad alta velocità. Quando la tensione del motore viene ridotta, il motore rallenta di conseguenza. Quando la tensione del motore diminuisce, diminuisce anche la coppia massima del motore. Finché il motore rimane sufficientemente potente per guidare il carico, la velocità del motore può essere controllata riducendo la tensione. Nota che non tutti i motori AC sono controllabili in tensione.
Protezione termica per i motori AC
Un motore AC è un dispositivo robusto con una lunga durata. Tuttavia, far funzionare un motore AC a bassa velocità per un periodo di tempo più lungo non è privo di rischi. A basse velocità, il motore si raffredda meno. Ciò può causare il surriscaldamento dei circuiti del motore, che può causare il degrado del suo isolamento. Ciò può causare perdite elettriche, cortocircuiti e, alla fine, la rottura del motore. Per evitare la rottura del motore, è importante evitare il surriscaldamento del motore. A questo scopo, molti motori AC sono dotati di contatti termici, anche chiamati TK. Questi contatti termici misurano la temperatura nei circuiti del motore. In caso di surriscaldamento del motore, i contatti TK si aprono. Alcuni regolatori di velocità del ventilatore forniscono una protezione aggiuntiva contro il surriscaldamento tramite la loro funzione di monitoraggio TK, che disattiva il motore in caso di surriscaldamento per evitare danni al motore. Allo stesso tempo, l'uscita di allarme verrà abilitata per indicare un problema al motore.
Perché dobbiamo controllare la velocità del ventilatore?
Un motore a piena velocità è rumoroso, consuma molta energia, costa denaro e aumenta le perdite di calore. Se riduciamo la velocità del ventilatore, il motore farà meno rumore, consumerà meno energia e ciò ridurrà, a sua volta, i costi operativi del sistema di ventilazione. Tutto ciò serve ad aumentare il comfort degli utenti. Perché non acquistare semplicemente un motore più piccolo se fosse così? Un motore deve essere a piena capacità, ad esempio quando c'è una grande folla di persone in una singola stanza. Un motore avrà anche bisogno di funzionare più velocemente quando la temperatura o l'umidità relativa differiscono troppo rispetto all'esterno. In altre parole, per regolare la qualità dell'aria interna, è necessario regolare le velocità del motore e del ventilatore.
Risparmi energetici - Un altro vantaggio del controllo della velocità del ventilatore è il risparmio energetico. Se non controllassimo la velocità del ventilatore, ma facessimo invece funzionare il motore a piena velocità, ci sarebbe sicuramente un'adeguata fornitura di aria fresca. Ma anche una leggera riduzione della velocità del ventilatore ha un notevole impatto sul consumo di energia elettrica del ventilatore. Un tipico ventilatore HVAC segue una curva di coppia quadratica. A seconda del tipo di motore, una riduzione del 25% del flusso volumetrico dell'aria corrisponde al 50% in meno di consumo energetico. Inoltre, una velocità di flusso d'aria più bassa comporta anche un funzionamento più silenzioso.
Prolungamento della vita utile - I filtri dell'aria durano più a lungo quando si riduce il flusso volumetrico dell'aria. Questo è logico; più aria passa attraverso i filtri, maggiore è il rischio di contaminazione dei filtri. Un flusso volumetrico dell'aria ridotto ha anche un effetto positivo sulla durata utile delle parti meccaniche del ventilatore. Questi prolungati intervalli di manutenzione riducono i costi operativi e i costi totali di vita.
Minimizzare le perdite di calore - In climi più freddi e moderati, l'aria calda interna estratta viene sostituita da aria fresca che può essere molto più fredda. Ciò significa che se ventilassimo, dovremmo spendere più energia per il riscaldamento. I moderni sistemi di ventilazione sono dotati di uno scambiatore di calore per minimizzare tali perdite di calore. Tuttavia, è possibile risparmiare ulteriore energia riducendo la velocità del ventilatore quando possibile. Misurando la qualità dell'aria interna, la velocità del ventilatore può essere continuamente ottimizzata garantendo nel contempo la qualità dell'aria interna.