Как подключить регулятор оборотов к электродвигателю

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Типы привода вентиляторов

Создание интенсивного воздушного потока требует значительной мощности привода вентилятора. Энергию на это можно забирать от двигателя различными способами.

Непрерывное вращение от шкива

В ранних простейших конструкциях крыльчатка вентилятора просто надевалась на ременный шкив привода водяного насоса. Производительность обеспечивалась внушительным диаметром окружности лопастей, которые представляли собой просто отогнутые металлические пластины. Никаких требований по шумности не предъявлялось, находящийся рядом старинный двигатель заглушал все звуки.

Скорость вращения была прямо пропорциональна оборотам коленчатого вала. Определённый элемент регулирования температуры присутствовал, поскольку с ростом нагрузки на двигатель, а значит и скорости его вращения, вентилятор также начинал интенсивней прогонять воздух через радиатор. Дефлекторы ставились редко, всё компенсировалось переразмеренными радиаторами и большим объёмом охлаждающей воды. Тем не менее, понятие перегрева тогдашним водителям было хорошо знакомо, будучи платой за простоту и недостаточную продуманность.

Вязкостные муфты

У примитивных систем было несколько недостатков:

  • плохое охлаждение на малых оборотах из-за низкой скорости прямого привода;
  • при увеличении размеров крыльчатки и изменении передаточного числа для усиления обдува на холостых оборотах мотор начинал переохлаждаться с ростом скорости, а расход топлива на бестолковое вращение пропеллера достигал значительной величины;
  • во время прогрева мотора вентилятор продолжал упорно охлаждать подкапотное пространство, выполняя в точности противоположную задачу.

Было ясно, что дальнейший рост экономичности и мощности двигателей потребует управления скоростью вентилятора. Задачу в какой-то степени решал механизм, известный в технике как вязкостная муфта. Но тут она должна быть устроена особым образом.

Муфта вентилятора, если представить её упрощенно и не учитывая различные варианты исполнения, состоит из двух дисков с насечками, между которыми располагается так называемая неньютоновская жидкость, то есть силиконовое масло, меняющее вязкость в зависимости от скорости относительного перемещения её слоёв. Вплоть до серьёзной связи между дисками через вязкий гель, в который она превратится. Остаётся лишь расположить там термочувствительный клапан, который подаст эту жидкость в зазор при росте температуры двигателя. Очень удачная конструкция, к сожалению, не всегда надёжная и долговечная. Но часто применявшаяся.

Ротор крепился к шкиву, вращающемуся от коленвала, а на статор надевалась крыльчатка. При высокой температуре и больших оборотах вентилятор выдавал максимальную производительность, что и требовалось. Не отнимая лишней энергии, когда обдув не нужен.

Магнитная муфта

Чтобы не страдать с химическими веществами в муфте, не всегда стабильными и долговечными, часто используется более понятное решение с точки зрения электротехники. Электромагнитная муфта состоит из фрикционных дисков, соприкасающихся и передающих вращение под действием тока, подаваемого в электромагнит. Ток происходил из реле управления, замыкающегося через датчик температуры, обычно устанавливаемый на радиаторе. Как только определялся недостаточный обдув, то есть жидкость в радиаторе перегревалась, контакты замыкались, муфта срабатывала, и крыльчатка раскручивалась всё тем же ремнём через шкивы. Способ часто используется на тяжёлых грузовиках с мощными вентиляторами.

Прямой электропривод

Наиболее часто на легковых автомобилях применяется вентилятор с крыльчаткой, непосредственно посаженной на вал электродвигателя. Питание этого мотора обеспечивается так же, как и в описанном случае с электромуфтой, только тут не требуется клиноременная передача со шкивами. Когда надо – электродвигатель создаёт обдув, отключаясь при нормальной температуре. Способ реализовали с появлением компактных и мощных электромоторов.

Удобным качеством такого привода является способность работать при остановленном двигателе. Современные системы охлаждения сильно нагружены, и если резко прекращается обдув, а помпа не работает, то возможны локальные перегревы в местах с максимальной температурой. Или закипание бензина в топливной системе. Вентилятор может поработать некоторое время после остановки, предотвратив проблемы.

Особенности выбора частотных преобразователей для вентиляции

Кроме общих критериев выбора частотных преобразователей для вентиляционных систем (электрические характеристики, степень защиты и других), требуется учесть наличие:

  • Функции поддержки протоколов обмена данными с диспетчерским пунктом и другими инженерными системами объекта. Для корректной работы всех систем здания протоколы связи ПЧ должны быть совместимы с другим оборудованием удаленного контроля и других систем сооружения.
  • Функции автоматической адаптации электродвигателя. При модернизации существующей вентиляции, фактические характеристики двигателя могут существенно отличаться от паспортных. В этих случаях необходим ПЧ с функциями автоматической адаптации.
  • Функции пропуска резонансных частот. При определенной скорости вращения ротора, вибрации вентилятора часто резонируют с собственной частотой колебаний вала. Это вызывает повышенный уровень шума и сильно увеличивает износ. Для вентиляционных систем необходим ПЧ с пропуском таких скоростей.
  • Функции пожарной блокировки и нагнетания воздуха в шахты лифта. Согласно правилам пожарной безопасности, все элементы системы дымоудаления должны работать до полного разрушения. Для систем противодымной вентиляции необходим ПЧ, не отключающий вентиляторы при перегрузке. Специализированные ПЧ и контроллеры также должны автоматически блокировать общедомовую вентиляцию при пожаре и обеспечить работу приточных систем на путях эвакуации, в шахтах лифтов, холлах.

При помощи частотных преобразователей можно автоматизировать вентиляционные системы по разности давления, температуре, влажности, расходу воздуха. Для промышленной вентиляции предусмотрены также алгоритмы автоматического управления по содержанию СО2, других газов и составу воздуха.

Основное преимущество ПЧ – снижение расходов на проектирование, монтаж, эксплуатацию вентиляции. Это достигается упрощением схемы управления, снижением энергопотребления, принципиальным изменением системы (отказом от элементов механического регулирования производительности). Кроме того, использование преобразователей частоты уменьшает износ оборудования и удлиняет промежутки между профилактическими и капитальными ремонтами.

Регулятор скорости вентилятора — простая схема

Предлагаемая ниже схема обеспечивает простую регулировку оборотов вентилятора без контроля оборотов. В устройстве использованы отечественные транзисторы КТ361 и КТ814. Конструктивно плата размещается непосредственно в блоке питания, на одном из радиаторов. Она имеет дополнительные посадочные места для подключения второго датчика (внешнего) и возможность добавить стабилитрон, ограничивающий минимальное напряжение, подаваемое на вентилятор.

Список необходимых радиоэлементов:

Регулятор скорости вентилятора — простая схема
  • 2 биполярных транзистора — КТ361А и КТ814А.
  • Стабилитрон — 1N4736A ().
  • Диод.
  • Электролитический конденсатор — 10 мкФ.
  • 8 резисторов — 1х300 Ом, 1х1 кОм, 1х560 Ом, 2х68 кОм, 1х2 кОм, 1х1 кОм, 1х1 МОм.
  • Терморезистор — 10 кОм
  • Вентилятор.

Плата регулятора скорости вентилятора:

Виды и критерии выбора

Для выбора регулятора нужно руководствоваться определенными характеристиками для конкретного случая. Среди всех критериев можно выбрать следующие:

  1. По типу управления. Для двигателей коллекторного типа применяются регуляторы с векторной или скалярной системой управления.
  2. Мощность является основным параметром, от которого нужно отталкиваться.
  3. По диапазону U.
  4. По диапазону частот. Нужно выбирать модель, которая соответствует требованиям пользователя для конкретного случая.
  5. Прочие характеристики, в которые включены гарантия, габариты, комплектация.

Кроме того, регулятор подбирается мощнее, чем сам электродвигатель по формуле: Pрег = 1,3 * Pдвиг (Pрег, Pдвиг — мощность регулятора и двигателя соответственно). Его нужно выбирать на разные диапазоны U, так как универсальность играет важную роль.

Устройство на тиристорах

В этой модели, представленной на схеме 1, применяются 2 тиристора, включенных встречно-параллельно, хотя их можно заменить одним симистором.

Схема 1 — Тиристорная регулировка оборотов коллекторного двигателя без потери мощности.

Эта схема производит регулирование с помощью открытия или закрытия тиристоров (симистора) при фазовом переходе через нейтраль. Для корректного управления коллекторным двигателем применяют следующие способы модификации схемы 1:

  1. Установка защитных LRC-цепей, состоящих из конденсаторов, резисторов и дросселей.
  2. Добавление на входе емкости.
  3. Использование тиристоров или симистора, ток которых превышает номинальное значение силы тока двигателя в диапазоне от 3..8 раз.

Этот тип регуляторов имеет достоинства и недостатки. К первым относятся низкая стоимость, маленький вес и габариты. Ко вторым следует отнести следующие:

  • применение для моторов небольшой мощности;
  • происходит шум и рывки мотора;
  • при использовании схемы на симисторах происходит попадание постоянного U на двигатель.

Этот тип регулятора ставится в вентиляторы, кондиционеры, стиральные машины и электродрели . Отлично выполняет свои функции, несмотря на недостатки.

Транзисторный тип

Еще одним названием регулятора транзисторного типа является автотрансформатор или ШИМ-регулятор (схема 2). Он изменяет номинал U по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ) при помощи выходного каскада, в котором применяются транзисторы типа IGBT.

Схема 2 — Транзисторный ШИМ-регулятор оборотов.

Коммутация транзисторов происходит с высокой частотой и благодаря этому можно изменить ширину импульсов. Следовательно, при этом изменится и значение U. Чем длиннее импульс и короче паузы, тем выше значение U и наоборот. Положительные аспекты применения этой разновидности следующие:

  1. Незначительный вес прибора при низких габаритах.
  2. Довольно низкая стоимость.
  3. При низких оборотах отсутствие шума.
  4. Управление за счет низких значений U ( В).
Читайте также:  Гофра для вытяжки: выбор гофрированной трубы для вентиляции

Основной недостаток применения заключается в том, что расстояние до электромотора должно быть не более 4 метров.

Регулирование за счет частоты

Регулирование оборотов моторов различных типов за счет частоты получило широкое применение. Частотное преобразование занимает лидирующую позицию на рынке сбыта устройств-регуляторов оборотов и осуществления плавного пуска. Благодаря своей универсальности возможно влиять на мощность, производительность и скорость любого устройства с электродвигателем. Эти устройства применяются для однофазных и трехфазных двигателей. Применяются такие виды частотных преобразователей:

  1. Специализированные однофазные.
  2. Трехфазные без конденсатора.

Для регулирования оборотов используется конденсатор, включенный с обмотками однофазного двигателя (схема 3). Этот преобразователь частоты (ПЧ) имеет емкостное R, которое зависит от частоты протекающего переменного тока. Выходной каскад такого ПЧ выполнен на IGBT-транзисторах.

Схема 3 — Частотный регулятор оборотов.

У специализированного ПЧ есть свои преимущества и недостатки. Преимуществами являются следующие:

  1. Управление АД без участия человека.
  2. Стабильность.
  3. Дополнительные возможности.

Существует возможность управлять работой электромотора при определенных условиях, а также защита от перегрузок и токов КЗ. Кроме того, возможно расширять функционал при помощи подключения цифровых датчиков, мониторинга параметров работы и использования PID-регулятора. К минусам можно отнести ограничения при управлении частотой и довольно высокую стоимость.

Для трехфазных АД применяются также устройства регулирования частоты (схема 4). Регулятор имеет на выходе три фазы для подключения электромотора.

Схема 4 — ПЧ для трехфазного двигателя.

У этого варианта тоже есть свои сильные и слабые стороны. К первым можно отнести следующие: низкую стоимость, выбор мощности, широкий диапазон частотной регуляции, а также все преимущества однофазных преобразователей частоты. Среди всех отрицательных сторон можно выделить основные: предварительный подбор и нагрев при пуске.

Зачем контролировать скорость движения диска

Если болгарка используется для раскроя и резки кафельной плитки, изделий из натурального камня, высокая скорость вращения инструмента буквально убивает электроинструмент. Кроме того, при такой обработке из материала начинают выкрашиваться мелкие частицы. Это существенно ухудшает качество и внешний вид кафельной или каменной поверхности. При наличии функции выбора требуемых оборотов обработка проходит без сучка и задоринки. А сам электрический инструмент полностью защищен от поломок.

При резке кафельной плитки и изделий из камня болгарка работает с очень высокой скоростью вращения

Зачем контролировать скорость движения диска

Также скорость вращения важна и при работе с металлическими изделиями. Например, алюминиевые либо жестяные заготовки следует разрезать на минимальных оборотах. А вот толстый и твердый металл, наоборот, обрабатывается на высоких скоростях. Полировочные и шлифовальные работы с помощью УШМ и вовсе невозможно эффективно выполнить, если пила не позволяет выбрать нужные обороты. Вы просто-напросто испортите обрабатываемую поверхность. Попробуйте отшлифовать древесину или лакокрасочное покрытие кузова автомобиля на высокой скорости вращения диска, и вы сами поймете, о чем идет речь.

Как видим, доработка угловой шлифмашинки делает аппарат в разы функциональнее. Появляется возможность работать с любыми мягкими материалами и деликатными поверхностями. А главное – болгарка становится практически вечной. Она будет функционировать не один десяток лет!

Как регулировать вращение

Существует много способов управления оборотами:

  • лабораторный автотрансформатор;
  • плата регулировки бытовой техники;
  • кнопки шуруповёртов, болгарок;
  • регуляторы освещения (включатели, тумблеры).

Схема регулировки простая, её можно сделать своими руками.

Это удовлетворительный вариант для насоса или вентилятора. Для более мощных механизмов (например, станков) понадобится иная схема регулятора.

Суть вопроса — как уменьшить обороты, не потеряв работоспособность? Подключение производится через тахогенератор, который передаёт количество витков микросхеме регулятора оборотов, координирующей цикл с помощью тиристора.

Как регулировать вращение

Такая плата позволяет как увеличить обороты, так и снизить, но требует постоянного, интенсивного охлаждения из-за перегрева. Подробное видео о том, как регулируются скорость и сила хода подключением к микросхеме, можно посмотреть здесь:

Теперь вы знаете, какие обороты делают различные виды двигателей и как наладить этот процесс в домашней мастерской. Удачи!

Стиральным машинам, как впрочем и любым бытовым приборам, свойственно ломаться. И хорошо, если случившуюся поломку можно исправить малыми финансовыми затратами. Но увы, бывают случаи, когда чинить стиральную машину нет никакого смысла, так как проще и дешевле купить новый агрегат. Но что делать со старой? Тем более, если ее двигатель находится в отличном состоянии и продолжает исправно работать.

Читайте также:  Малогабаритные адсорбционные установки осушки. Сферы применения

Реле регулировки оборотов

Как купить регулятор скорости вентилятора

Хотите купить регулятор скорости вращения вентилятора? Воспользуйтесь удобным фильтром подбора оборудования в левой части страницы. Сомневаетесь в выборе? Мы с радостью Вас проконсультируем, подберем нужную модель!

Для правильной работы регулятора скорости вращения вентилятора необходимо знать:

  1. Количество фаз подключаемого вентилятора;
  2. Силу тока вентилятора;
  3. Управляющий сигнал (для EC-вентилятора).

Регуляторы скорости вращения вентилятора наша компания продает не только в Москве и области, но и по всей России.

Звоните и заказывайте – 8(495)645-83-97

Как уменьшить или увеличить скорость?

В вытяжках благодаря ступенчатой регулировке скорости вентилятора можно менять интенсивность потока, которая влияет на общий воздухообмен. Для управления и используется способ изменения напряжения.

Эффективность прибора доказана на практике. Простое и недорогое устройство подходит для бытовых и общественных помещений. Оно также может выполнять и дополнительные функции.

Например, у модели O’Erre RG 5 AR, кроме возможности подсоединения реверсивных вентиляторов, предусмотрен модуль для подключения управления светом. В корпусе есть и плавкий предохранитель на 2 А

Скорость увеличивается или уменьшается механическим способом. В модулях имеется колесико для ступенчатого изменения оборотов двигателя вытяжки.

Перед подключением питания необходима проверка соединений проводов и эффективности заземления. Часто включать или выключать питание не рекомендуется: непрерывная работа регулятора обеспечивает оптимальную температуру и препятствует появлению конденсата в корпусе устройства.

Если у прибора отсутствует функция автоматического перезапуска и произошел перегрев, нужно устранить причины. Переключатель на время остывания двигателя устанавливается в нулевое положение, затем аппарат перезапускается.

Для чего нужно регулировать обороты на УШМ

Любая болгарка конструктивно «заточена» на работу только с отрезным или зачистным кругом определенного диаметра. Всего существует шесть самых распространенных диаметров в интервале от 115 до 300 мм, которым соответствует шесть групп скоростей вращений шпинделя на холостом ходу. К примеру, болгарки с кругами Ø125 мм имеют частоту вращения порядка 11÷12 тыс. об/мин, а с кругами Ø150 мм — 9÷10 тыс. об/мин. Такие значения числа оборотов шпинделя обусловлены тем, что отрезные диски предназначены для высокопроизводительной обработки твердых материалов (металл, камень, керамика) на скоростях резания до 80 м/сек.

Однако при резке и в особенности шлифовке мягких и вязких материалов требуются совсем другие параметры резания и, соответственно, применение инструмента с регулятором скорости. Причем это касается не только древесины и пластмасс, но также сталей, сплавов титана и алюминия. Например, обработка пластиков и мягких сортов дерева происходит на скоростях резания от 8 до 12 м/сек, шлифовка сплавов титана и нержавейки — в пределах 15÷20 м/сек, и даже обычную сталь шлифуют не более чем при 30 м/сек. Поэтому скорость вращения шлифовальных насадок у болгарок должна быть меньше паспортной в несколько раз. При этом необходимо отметить, что в основной массе регуляторы оборотов УШМ по своей сути являются регуляторами мощности, подаваемой на электродвигатель болгарки. То есть снижение числа оборотов достигается уменьшением мощности источника на величину до 15 % от номинальной. Но для шлифовки и резки мягких материалов это не имеет большого значения, т. к. в этом случае изначально требуется небольшая мощность.

Целесообразность использования устройства

Когда вентилятор постоянно работает на максимальных оборотах, ресурс прибора быстро исчерпывается. Мощность аппарата снижается и он выходит из строя. Большинство деталей не выдерживают такой нагрузки, изнашиваются, ломаются. Установка контроллера скорости увеличивает срок службы вентилятора.

Кроме сбережения рабочего ресурса, регулятор выполняет и другую важную функцию — снижает шум от работающей вентиляционной системы.

В офисных помещениях с большим скоплением оргтехники уровень шума достигает, а иногда и превышает, допустимые показатели шума. Это обусловлено работающими на полных мощностях вентиляторами. Сосредоточиться и нормально работать в таких условиях сложно

Еще один веский довод для монтажа регулятора — экономия электроэнергии. Результатом снижения количества оборотов лопастей, изменения общей мощности прибора становится уменьшение расхода энергии.