Virbactd.ru

Авто шины и диски
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Улучшенная простая схема регулятора оборотов, скорости вращения компьютерного вентилятора, кулера

Улучшенная простая схема регулятора оборотов, скорости вращения компьютерного вентилятора, кулера.

Улучшенная простая схема регулятора оборотов, скорости вращения компьютерного вентилятора

Данная схема регулятора оборотов обычного компьютерного вентилятора, кулера является улучшенной в сравнении со схемой самого простого варианта, а именно содержащая всего один транзистор и один переменный резистор.

Очень простая схема управления оборотами вентилятора кулера на транзисторе

Простая схема подключается последовательно в цепь, то есть в разрыв между питанием и самим вентилятором. И при таком подключении регулирует только силу тока в цепи, путем увеличения или уменьшения проводимости коллектор-эмиттерного перехода. А дело в том, что при регулировки скорости вращения у постоянного двигателя величиной тока возникают некоторые проблемы. А именно, это плохая линейность самой регулировки. А также, чем меньше ток, тем хуже вращающий момент.

В улучшенной же схеме регулировка частоты вращения вентилятора осуществляется путем изменения величины подаваемого постоянного напряжения. При этом способе линейность изменения и крутящий момент будут выше, то есть лучше.

где какие выводы и обозначение на схеме управляемого стабилитрона TL431Давайте вкратце рассмотрим саму схему и принцип ее работы. Итак, первая часть регулятора представлена простым параметрическим стабилизатором напряжения. Он состоит из управляемого стабилитрона типа TL431. Этот стабилитрон может обеспечить стабильное напряжение в диапазоне от 2,5 до 36 вольт. При максимальном токе до 100 мА. Для управления этим стабилитроном в схеме стоит переменный (или подстроечный) резистор R2 на 22к. именно подбирая нужное положение ползунка резистора мы выбираем необходимое напряжение стабилизации между анодом и катодом на стабилитроне. Если использовать схему для питания вентилятора на 12 вольт, то стабилитрон должен иметь напряжение стабилизации около 12,6 вольт. То есть, 12 вольт для самого вентилятора и 0,6 вольт для управляющего транзисторного перехода база-эмиттер, которые на нем осядут.

Если мы будем подавать на вход схемы напряжение более 12,5 вольт, то нужно последовательно стабилитрону добавить токоограничительный резистор R1. Это нужно, чтобы не перегружать стабилитрон повышенным током, что будет протекать через его катод и анод. Для нормальной работы стабилитрона будет вполне достаточно использовать силу тока около 5 мА. Именно резистором R1 мы сможем ограничить этот ток. Его номинал нужно подобрать в диапазоне где-то от 1 до 470 Ом.

простой делитель напряжения на переменном резисторе в схеме ругулятора оборотов кулераИтак, мы на нашем стабилитроне имеет стабильное постоянное напряжение около 12,6 вольт. А поскольку параллельно катоду и аноду стабилитрона подключен еще один переменный резистор R3, то это напряжение оседает и на нем. Он выполняет регулируемого делителя напряжения. То есть, когда мы крутим этот резистор, то между минусом и выводом ползунка будет меняться величина напряжения. Чем ближе ползунок к минусу, тем меньше будет напряжение. Это изменяемое напряжение и подается на база-эмиттерный переход биполярного транзистора VT1. Этот транзистор включен по схеме с общим коллектором. А такой тип подключения транзистора имеет усиление только по току, по напряжению усиления нет. Даже оно чуть меньше того, которое прилаживается на база-эмиттерный переход. И меньше именно на 0,6 вольт.

То есть, на выходе схемы, а именно на резисторе R4, мы имеем регулируемое напряжение, что задается переменным резистором R3. С вычитанием 0,6 вольт. Но при этом у нас будет достаточно большим сила тока, которая будет протекать через наш вентилятор. Таким образом мы получим регулировку именно напряжения. Выше я сказал, что управление током имеет значительные недостатки. Управление скоростью вращения вентилятора именно величиной постоянного напряжения будет иметь лучшую линейность и крутящий момент. Так что лучше использовать такой вариант схемы регулировки оборотов электродвигателя. Хотя существует и еще более лучший вариант, а именно регулировка ШИМ. Но о ней будет рассказано в другой статье.

Читайте так же:
Регулировка клапанов ман тга 410

К сожалению, как самая простая схема регулятора (изменяем силу тока), так и эта схема (регулировка напряжением) имеют один существенный общий недостаток. А именно, у них плохая экономичность расходуемой электроэнергии. Дело в том, что когда мы производим уменьшение оборотов двигателя вентилятора, то лишнюю мощность мы просто отводим на выделение тепла на силовом транзисторе. То есть, транзистор выполняет роль обычного резистора, который электричество преобразует в тепло.И чем меньше скорость на вентиляторе, тем больше электричества расходуется в никуда. Ну, в зимний период это даже хорошо, дополнительный обогрев помещения, а вот летом, как-то не совсем. Хотя при небольших мощностях нагрузки этой экономностью можно и пренебречь.

Схемы регуляторов скорости вращения вентилятора на 220 В

Регулятор скорости и оборотов РС 1 300 (RS 1 300)

Для эффективного режима работы вентилятора, получающего питание от промышленной сети, применяют регулятор скорости вращения. Вентилятор на 220 Вольт, использующий регулировку, может стать практически бесшумными и повысить комфортность обслуживаемого им помещения. Чтоб регулировать обороты, необязательно покупать готовый прибор, даже без специальных знаний его несложно собрать самостоятельно.

Принцип работы вентилятора

Подключение регулятора скорости

Согласно техническому определению, вентилятор — это прибор, служащий для перемещения газа путём создания избыточного давления или разрежения. По своему конструктивному исполнению он разделяется на осевой и радиальный. Практически все вентиляторы, применяемые в быту, представляют собой осевой тип конструкции. Использование этого вида характеризуется удобством получения направленного воздуха различной силы и давления. Вентиляторы разделяют по месту использования, они могут быть:

  • многозональные;
  • канальные;
  • напольные;
  • потолочные;
  • оконные.

Осевой вентилятор

Осевые, иное название аксиальные, вентиляторы в качестве основного узла используют рабочее колесо. Это колесо располагается на оси электродвигателя, содержит внешний ротор и имеет в своей конструкции лопатки, расположенные под углом с учётом аэродинамических свойств. Благодаря такому расположению и происходит создание и формирование воздушного потока.

В качестве электродвигателя применяют однофазный асинхронный двигатель, ось которого повторяет движения нагнетаемого или разряжаемого им потока воздуха. Такой электромотор состоит из ротора, размещённого внутри статора. Промежуток между ними составляет не более двух миллиметров. Статор имеет вид сердечника с пазами, через которые намотана обмотка. Ротор выглядит как подвижная часть с валом, содержащая в своём составе сердечник с короткозамкнутой обмоткой. Такая конструкция напоминает беличье колесо.

Центробежный вентиляционный блок.

При подаче переменного тока на обмотку статора, согласно законам физики, появляется переменный магнитный поток. На помещённом внутрь этого потока замкнутом проводнике возникает электромагнитная индукция (ЭДС), а значит, появляется и ток. Благодаря чему в переменном магнитном поле оказывается проводник с током. Это приводит к вращению проводника, то есть ротора.

Таким образом, чтоб создать регулятор оборотов вентилятора на 220 В, понадобится изменять величину воздействующего на ротор магнитного поля. В свою очередь, значение магнитного поля зависит от величины тока, а значит при снижении его величины уменьшается и скорость вращения.

Ещё один параметр, от которого зависит число оборотов электродвигателя, является частота переменного напряжения. Частотные преобразователи, изменяющие частоту, характеризуются сложностью изготовления и дороговизной, по сравнению с изменяющими уровень напряжения. В бытовых условиях применяются редко, хоть позволяют достигать лучших результатов в точности настройки.

По виду используемой схемотехники приборы, управляющие скоростью вращения, разделяются на:

  • тиристорные;
  • трансформаторные.

Схемы вращения

Регулятор оборотов электродвигателя

Так как в основе работы вентилятора используется явление ЭДС, то это приводит к тому, что возникают паразитные вихревые токи, нагревающие металлические части электродвигателя, при изменении формы сигнала напряжения сети. Использование диммеров, служащих для управления светосилой яркости ламп, не рекомендуется из-за повышенного нагрева двигателя. Поэтому при изготовлении регулятора скорости вентилятора на 220 В, применяются полупроводниковые элементы.

Читайте так же:
Регулировка фар каризма 4g92

Регулятор скорости на симисторе

Подключение симисторного управляющего блока

Регулирующим полупроводником служит симистор. Работает он в ключевом режиме, то есть или включён, или выключен. Симистор состоит из двух тиристоров, включённых встречно — параллельным способом. Каждый тиристор пропускает через себя только одну полуволну сигнала. Такая схема обладает маленькими размерами и имеет низкую стоимость.

В таком регуляторе используется принцип фазового управления, изменение момента включения и выключения симистора относительно фазового перехода в нулевой точке.

Подключение простейшего управляющего блока

Управление симистором осуществляется с помощью переменного резистора, в зависимости от поворота последнего задаётся порог срабатывания полупроводникового прибора. В результате чего отсекается часть синусоидального сигнала, поступающего на электродвигатель вентилятора, величина значение напряжения уменьшается и соответственно обороты двигателя тоже уменьшаются.

При управлении частотой вращения электродвигателя контроль работы тиристора происходит длительными импульсами.

Благодаря чему, кратковременные отключения активной нагрузки не изменяют режим работы схемы. Схема подразумевает разделение включения электродвигателя с тиристором VS2 и питающего напряжения 220 вольт, через диодный мост.

Управление тиристором осуществляется с помощью генератора, собранного на транзисторе VT1. Питание генератора реализуется сигналом трапециевидной формы, полученным после прохождения через стабилитрон VD1 с частотой 100 кГц. В то время как на конденсаторе C1 появится напряжение, величины которого станет достаточно для открытия транзистора, на управляющий электрод тиристора поступит положительный сигнал. Тиристор VS2 откроется и с него поступит напряжение на электродвигатель, приводящее к его запуску.

Резисторы R1, R2, R3, образуют цепочку разряда конденсатора C1. Управляя значением сопротивления R1, в качестве которого используется переменный резистор, изменяется скорость разряда конденсатора, а значит и частота оборотов вентилятора. Диод VD2, подключённый параллельно к обмотке L1, предотвращает ложное срабатывание тиристора, возникающее из-за использования нагрузки индуктивного рода.

Управление с использованием автотрансформатора

В качестве основного элемента схемы используется автотрансформатор. Он представляет собой трансформатор, в котором соединение первичной и вторичной обмотки выполнено напрямую. В результате чего одновременно осуществляется магнитная и электрическая связь. Обмотка автотрансформатора имеет несколько ответвлений с разными на них значениями величины напряжения. Преимущество такого использования заключается в достижении более высокого коэффициента полезного действия из-за преобразования лишь части мощности.

Принцип работы регулятора, скорости вращения вентилятора состоит в следующем. На первичную обмотку автотрансформатора T1 поступает питающее напряжение сети. Обмотка имеет как минимум три ответвления от части витков. При подсоединении нагрузки к разным ответвлениям получается уменьшенное напряжение питания. Используя переключатель SW1, двигатель вентилятора M коммутируется к одной из части обмотки, при этом его скорость вращения меняется. При такой работе выходной сигнал не изменяет своей формы, оставаясь синусоидальным, что положительно влияет на обмотки двигателя.

Переключатель представляет собой ступенчатую шкалу, не позволяя плавно управлять скоростью вращения. Устройства такого типа имеют большие габариты и массу, по сравнению с другими видами.

Усовершенствованной моделью является использование электронного управления.

В основе работы лежит принцип широтно-импульсной модуляции. Изменяя состояние режима работы ключевых транзисторов, образовываются импульсы, позволяющие совершать плавную регулировку выходного сигнала. Чем меньше длительность импульса и длиннее период, тем меньше мощности передаётся вентилятору, а значит и обороты вращения его снижаются. В качестве ключей применяются малошумящие полевые транзисторы, имеющие значительно большие входные сопротивления по сравнению с биполярными.

Читайте так же:
Как отрегулировать противотуманные фары на ховер н5

Из-за плохой помехозащищенности узел автотрансформатора выполняется непосредственно в близости от вентилятора, но обладает компактными размерами и невысокой стоимостью.

Покупка готового регулятора

Подключение регуляторов осуществляется последовательно перед электродвигателем вентилятора в разрыв цепи. В зависимости от своего вида, прибор может располагаться в любом удобном месте, встраиваться в щиток на DIN рейку, монтироваться вместо розетки, быть отдельно стоящим блоком. При этом сам блок управления и пульт регулировки могут быть как совмещены, так и разделены между собой в пространстве.

В торговых точках представлены регуляторы различного вида и ценовой стоимости в зависимости от плавности регулировки, места расположения, дополнительных функций. Наиболее популярными производителями являются:

  • Selpo.
  • Vents.
  • Vortice.
  • Soler & Palau.
  • Venmatika.
  • ЭРА.

Некоторые приборы оснащаются дополнительными функциями в виде подсветки или цифрового экрана, показывающего процентное содержание установленной скорости от максимума. Переключение скорости, в зависимости от схемотехники устройства, производится поворотом ручки с помощью галетного переключателя или кнопками.

Существуют устройства, позволяющие одним регулятором управлять сразу несколькими вентиляторами, при этом важно, чтобы общий ток не превышал ток регулятора. В них можно установить время выключения регулятора, обычно в диапазоне одного часа. Подключённое устройство запоминает и сохраняет настройки даже при его выключении.

Управлять скоростью вращения вентилятора можно используя несложные приборы, которые легко собираются самостоятельно. Затратив немного времени, получится сэкономить на покупке готового устройства.

При самостоятельном изготовлении, конечно, важно соблюдать технику безопасности, так как существует возможность попадания под опасное напряжение сети. При отсутствии желания или возможности приобретается готовое устройство, работа которого будет подкреплена гарантией от производителя. Купленное устройство имеет вид полностью законченного и эстетически оформленного прибора.

Простой 6-ти канальный регулятор оборотов вентилятора

Идея немножко «утихомирить» компьютер появилась давно и вот результат.
Регулятор (в простонародье – реобас или RheoBus) предназначен для снижения оборотов компьютерных вентиляторов путем снижения питающего напряжения. При снижении напряжения уменьшается потребляемый ток, в результате чего снижается частота оборотов.

К регулятору можно подключить вентиляторы с двух и трех пиновыми разъемами без какой либо переделки. Имеется возможность регулировки минимального уровня напряжения, подаваемого на вентилятор. Так же имеется возможность изменения режима индикации работы каждого канала реобаса с помощью перемычек.

Схема реобаса проще некуда:

Принципиальная схема реобаса

Переменным резистором R1 производится регулировка напряжения, подаваемого на вентилятор. Подстроечным резистором R2 устанавливается минимальное значение напряжения. При установке перемычки в положение 1-2 светодиод VD1 будет мигать с частотой равной удвоенной частоте вращения вентилятора, в положении 2-3 будет гореть постоянно. Если перемычку не ставить светодиод гореть не будет. Конденсатор C1 позволяет гарантированно провести запуск вентилятора при пониженном напряжении питания.

Транзистор можно использовать любой p-n-p с током коллектора от 1 ампера. При использовании вентиляторов до 80 мм включительно подойдут КТ814, КТ816, BD140. При использовании более крупных вентиляторов, или при подключении нескольких вентиляторов на один канал, лучше поставить транзистор помощнее, например КТ837, КТ835, КТ818 и др. Светодиод можно поставить любой — какой нравится, с пересчетом R4 (я использовал резистор номиналом 100 Ом, так как светодиод работает в импульсном режиме, при постоянном свечении его сопротивление желательно увеличить).

В собранном устройстве в виду простоты схемы настраивать нечего, кроме как установить резистором R2 минимальное напряжение для вентилятора. Так же необходимо перемычкой установить требуемый режим светодиода.

Печатная плата, вид со стороны элементов:

Печатная плата, вид со стороны элементов

Расположение элементов, вид сверху:

Читайте так же:
Регулировка карбюратора солекс 21073 на классику

Расположение элементов, вид сверху

Вид снизу (участок с элементами)

Вид снизу (участок с элементами)

Разъемы под вентиляторы можно установить как прямые так и угловые, подстроечные резисторы вертикальные или горизонтальные типа СП3-38А(Б), кроме крайнего правого канала.

Фотографии собранного устройства:

Фото реобаса

Фото реобаса

Ввиду простоты схемы имеются некоторые недостатки:

— регулировка производится вручную (это скорее особенность);
— при остановке вентилятора светодиод может остаться как в светящемся состоянии, так и нет.

Подключение регулятора скорости канального вентилятора

Канальные вентиляторы служат для обеспечения перемещения воздуха в помещении. Простые приборы эффективны и применяются в жилых, коммерческих, промышленных зданиях. Но иногда нужна регулировка скорости канального вентилятора. В статье мастер сантехник расскажет, как увеличить или уменьшить скорость вращения вентилятора можно с помощью контроллера скорости.

Принцип работы вентилятора

Вентилятор в общем виде – ротор с закрепленными определенным образом лопатками. При вращении лопатки сталкиваются с воздухом и отбрасывают его в некотором направлении. По конструкции различают:

  • Осевой – направление нагнетаемого и всасываемого вздоха совпадают. Вентилятор предназначен для охлаждения чего-либо: кулеры в компьютерах, бытовые приборы, шахтные вентиляторы, аппараты для дымоудаления.
  • Радиальный – центробежный. Воздух всасывается с одной стороны вентилятора, нагнетается по другую сторону – под прямым углом. Радиальные вентиляторы используют в промышленности.
  • Тангенциальный – имеет сложное строение по типу «беличьего колеса». Воздух всасывается вдоль периферии и нагнетается под прямым углом. Такая конструкция стоит в кондиционерах, воздушных завесах, холодильниках.
  • Безлопастный – по сути, нагнетатель воздуха. В быту почти не встречается.

Любой вентилятор в силу специфики конструкции работает на полную мощность. Это приводит к быстрому износу прибора и поломкам. Максимально мощный поток воздуха требуется не все время. Чтобы уменьшить обороты вентилятора, нужно подключить специальное устройство.
Способы регулирования скорости вращения вентиляторных двигателей

При использовании вентиляторов часто возникает необходимость регулирования частоты вращения. В системах вентиляции это позволяет экономить электроэнергию, снизить уровень акустического шума, настроить необходимую производительность притока или вытяжки.
На настоящий момент широко распространены способы регулирования частоты вращения при помощи изменения электрических параметров питания вентилятора:

  • Изменение напряжения питания двигателя;
  • Изменение частоты питающего напряжения.

Регулирование напряжением осуществляется понижением питающего напряжения вентилятора. Преимуществом регулирования частоты вращения вентилятора изменением напряжения питания в относительно невысокой стоимости устройств, работающих по такому принципу. Известны следующие виды устройств для регулирования оборотов вентилятора при помощи понижения напряжения питания:

  • Ступенчатые регуляторы частоты вращения с использованием автотрансформаторов;
  • Тиристорные регуляторы скорости вращения;
  • Электронные автотрансформаторы.

Регулирование скорости понижением напряжения связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя. При этом обязательно выделяется энергия скольжения — из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя. При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности. Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.

Регулирование вентилятора частотой питающего тока возможно осуществить при помощи частотного привода. У частотных приводов много преимуществ, но есть один существенный недостаток – их цена. Кроме того, они громоздки. Используемые в быту и для коммерческого использования вентиляторы обычно имеют невысокую цену. Вряд ли покупатель бытового вентилятора согласиться приобрести для него регулятор стоимостью, в десятки раз превышающую стоимость самого вентилятора. Поэтому в этой статье мы частотные приводы рассматривать не будем.

Ступенчатые регуляторы частоты вращения с использованием автотрансформаторов

Работа ступенчатых регуляторов скорости основана на использовании автотрансформаторов. Управление данными регуляторами осуществляется путем ступенчатого изменения напряжения питания. Регулирование скорости осуществляется вручную. Автотрансформатор — это обычный трансформатор, но с одной обмоткой и с отводами от части витков.

Читайте так же:
Как отрегулировать руль в ланосе

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.

Тиристорные (симисторные) регуляторы скорости вращения

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.

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, не более 5 метров (этот недостаток устраняется при использовании дистанционного регулятора). Поэтому блок автотрансформатора, как правило, выполнен в отдельном корпусе от ручки управления и располагается в непосредственной близости к вентилятору.

Правила подключения устройства

Чтобы правильно установить регулятор, необходимо внимательно ознакомиться с инструкцией к устройству. Большинство моделей рассчитаны на самостоятельный монтаж пользователем и не требуют специальных знаний.

Способы установки контроллеров зависят от типа устройства:

  • Настенные и внутристенные варианты закрепляют на стену шурупами или дюбелями. Крепеж обычно входит в комплект.
  • Регулятор подключают к питающему кабелю по схеме, приведенной производителем. Задача сводится к обрезке проводов ноля, фазы и земли и последовательного присоединения жил к входным и выходным клеммам.
  • Прежде чем начать монтаж, нужно убедиться, что сечение соединительного питающего кабеля соответствует максимальному току подсоединяемого контроллера.
  • Если вентилятор оснащен собственным выключателем. Последний необходимо демонтировать и заменить на контроллер.

Монтаж регулятора скорости тиристорный ВЕНТС «РC-1-400»

Регулятор должен устанавливаться на вертикальной стене внутри помещений в скрытой монтажной коробке.

Монтаж и подключение должны проводиться только при снятом напряжении сети.

  • Эксплуатация регулятора с механическими повреждениями корпуса и соединительных проводов;
  • Попадание влаги и брызг воды на корпус регулятора;
  • Установка регулятора вблизи нагревательных приборов;
  • Наличие в окружающем воздухе взрывоопасных и вызывающих коррозию примесей.

Подключение к электрической сети должно проводиться через автоматический выключатель.

Для подключения регулятора к электрической сети необходимо (смотри рис. 1):

  • Снять ручку управления регулятора (1);
  • Открутить гайку (2) крепления декоративной крышки и снять декоративную крышку (3);
  • Открутить шурупы (4) крепления регулятора к монтажной коробке, и снять регулятор (5);
  • Провести в монтажную коробку (6) соединительные провода;
  • Установить монтажную коробку в стену;

  • Зачистить концы проводов на длину 6-7 мм;
  • Подключить провода к клеммнику, расположенному на плате регулятора, согласно
  • схеме подключения (рис. 3) и наклейке на клеммнике;

  • Установить регулятор в монтажную коробку таким образом, чтобы клеммник (смотри рис.2) располагался сверху, и закрепить шурупами.

Для нормальной работы вентилятора, необходимо отрегулировать минимальную скорость вращения вентилятора. Для этого:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector