Тиристорный регулятор скорости вращения вентилятора: Регуляторы скорости вращения вентиляторы, оборотов

MTY 2.5 Тиристорный регулятор скорости вентилятора

Для однофазных вентиляторов 2,5 А / 220 В.

Описание

Регулятор скорости MTY 2.5  однофазных асинхронных двигателей предназначен для плавного изменения скорости вентилятора путем изменения рабочего напряжения на выходе, с помощью тиристора.  Возможно управление несколькими двигателями, если суммарный ток не превышает значение допустимой величины 2.5А. Регулятор скорости MTY 2.5 ведет регулирование от минимально возможного значения напряжения 0В до 220 В. Двигатель управляемый MTY 2.5 должен иметь встроенную защиту от перегрева.  Также  регулятор скорости MTY 2.5 оснащен  выводами (L1)  220В для управления приводами заслонок, эл нагревателями и прочими внешними устройствами. MTY 2.5 Поставляется в двух видах настенный монтаж ( в корпусе IP54) и скрытый монтаж (без корпуса IP44). При выборе типа регулятора скорости необходимо учитывать значения пусковых токов. Вентиляторы, которые будут использоваться с такими регуляторами, требуют встроенной защиты от перегрева и должны допускать регулирование скорости тиристорным регулятором (изменением подаваемого напряжения)

 

Технические характеристики регулятора скорости MTY 2.5      

Напряжение питания  220 В/50Гц
Максимальный рабочий ток, А  до 0.25-2.5 А
Встроенный предохранитель  3,15А
Вес кг   0,25 кг
Степень защиты (настенный/скрытый)   IP54/IP44

 

 

Схема подключения  регулятора скорости MTY 2.5

 

SRE плавный 1-фазный регулятор скорости Shuft

Описание регулятора скорости

Однофазный тиристорный регулятор скорости SRE предназначен для плавного регулирования скорости вращения электродвигателей однофазных вентиляторов со встроенной автоматической термозащитой. При этом необходимо учитывать, что электродвигатель должен быть спроектирован для работы с регуляторами подобного типа.

Регулятор можно устанавливать как в стандартное электромонтажное гнездо, так и непосредственно на стену (в комплекте поставляется короб для внешнего монтажа). Корпус изготовлен из высококачественного AБС-пластика, устойчивого к ультрафиолетовым лучам. После включения прибора регулирование скорости электродвигателей осуществляется вручную от максимума к минимуму, что облегчает запуск мотора вентилятора. Выходное напряжение плавно изменяется в диапазоне 0-230 В.

Монтаж

Монтаж должен проводиться только квалифицированным персоналом в соответствии с соответствующими действующими нормами. Монтаж производится при отсутствии напряжения.

Монтаж встраиваемого регулятора

Снимите ручку 1 с помощью маленькой отвертки, вставив ее в специальный зазор. Отверните гайку и снимите крышку. Закрепите прибор на стене. Выполните электрические соединения по схеме. Питающий и соединительный кабели должны иметь сечение, соответствующее максимальному току регулятора, согласно действующим нормам и правилам. Подайте питание и отрегулируйте минимальную скорость вращения вентилятора с помощью 4. К дополнительному выходу устройства можно подключить привод воздушной заслонки или любую другую нагрузку Re с напряжением 230 В и потребляемым током не более 2 А.

Монтаж настенного регулятора

Монтаж проводится аналогично монтажу встраиваемого регулятора. Регулятор закрепляется на монтируемом на стене пластиковом корпусе. Не используйте уплотнитель! При повышенной влажности сделайте отверстие диаметром около 5 мм снизу корпуса для выхода конденсата (см. рисунок).

Регулировка минимальной скорости

Минимальная скорость ограничивается с помощью регулировочного винта 4.

Замена предохранителя

Замена предохранителя производится при отключенном напряжении с помощью пинцета. Запасной предохранитель идет в комплекте поставки.

Утилизация

Указания по утилизаци можно получить у представителя органа местной власти.

Документация

Руководство пользователя для регулятора скорости Shuft SRE


О производителе

SHUFT K.S. — европейский машиностроительный холдинг, специализирующийся на разработке и производстве оборудования для систем вентиляции. Компания была основана в 1998 году в Копенгагене (Дания) как производитель вентиляторов для модульных систем. В течение 16 лет SHUFT K.S.разработал и запустил в производство более 500 моделей оборудования. Сегодня холдинг производит весь спектр оборудования для создания механических вентиляционных систем: вентиляторы, модульные элементы, оборудование для автоматизации, воздухораспределители, моноблочные и каркасно-панельные вентиляционные установки, а также промышленные увлажнители и компрессорно-конденсаторные блоки. SHUFT — это штаб-квартира в Копенгагене (Дания), R&D- центры в Дании и Германии, 3 современные специализированные производственные площадки, расположенные в странах Евросоюза, более 1000 высококвалифицированных сотрудников. Дистрибуция оборудования SHUFT охватывает несколько десятков национальных рынков. История успеха SHUFT — это процесс неустанной концентрации на исследованиях и разработках и настойчивое стремление к максимальной стандартизации и унификации производства.

SHUFT K.S. — европейский машиностроительный холдинг, специализирующийся на разработке и производстве оборудования для систем вентиляции.

Регуляторы скорости вращения вентиляторов РС-1-300

Применяется в системах вентиляции для включения/ выключения и регулирования скорости вращения однофазных электродвигателей вентиляторов, управляемых напряжением.

Особенности модели

  • Описание
  • Модификации
  • Загрузки

Описание

Описание

ПРИМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ
  • Применяется в системах вентиляции для включения/выключения и регулирования скорости вращения однофазных электродвигателей вентиляторов, управляемых напряжением.
  • Допускается управление несколькими вентиляторами, если общий потребляемый ток не превышает предельно допустимой величины тока регулятора.
  • Корпус регулятора изготовлен из пластика.
  • Регулятор отличается высокой эффективностью, точностью управления.
  • Включение на максимальную скорость посредством поворота ручки управления.
  • Регулирование ведется от максимального значения до минимально возможного значения напряжения (при котором вентилятор стабильно вращается).
  • Значение минимальной скорости вращения задается переменным резистором на плате управления регулятора.
МОНТАЖ 
  • Регулятор предназначен для установки внутри помещений на стене в скрытой монтажной коробке МКВ-2 (приобретается отдельно).
  • Может устанавливаться в стандартные электромонтажные круглые коробки.
ЗАЩИТА
  • Для защиты от перегрузок, регулятор имеет встроенный сменный плавкий предохранитель.
Монтажная коробка для внутристенного монтажа МКВ-2

Модификации

Наименование модификации

Загрузки

Загрузки

Выберите тип документа

Все, что вам нужно знать о SCR


LGC400-10 представляет собой устройство управления двигателем постоянного тока на основе SCR


Во-первых, что такое диод?

Диод — это электрический компонент, который позволяет электричеству течь в одном направлении, но не в другом. Это похоже на обратный клапан, который позволяет воде вытекать, но не входит обратно. Это также похоже на заслонку на вытяжном вентиляционном отверстии. Если воздух течет в правильном направлении, сила воздуха открывает вентиляционное отверстие и позволяет дыму выйти.Как только воздух перестает дуть, гравитация закрывает заслонку, чтобы предотвратить попадание наружного воздуха, мусора, дыма или животных внутрь.

На приведенном ниже рисунке, когда входящая волна переменного тока является положительной, ток течет слева направо, поэтому диод пропускает ток. Когда волна переменного тока отрицательна, ток стремится течь справа налево, поэтому диод блокирует его.

 


Диод пропускает ток только в одном направлении

 


Диодные мосты

Если используется только один диод (как показано выше) с входом переменного тока, выход называется полуволновым переменным током , потому что проходит только положительная половина линии переменного тока.Так как же нам воспользоваться линией переменного тока, когда она находится в отрицательной части своей фазы? С диодным мостом . Если вы возьмете 4 диода и расположите их в виде ромба, как показано на рисунке ниже, выход диодного моста всегда будет положительным, независимо от того, положительный или отрицательный вход переменного тока. Этот выход известен как выпрямленный переменный ток .

 


Иллюстрация диодного моста для преобразования переменного тока в выпрямленный переменный ток

 


Выпрямительный мост и тиристоры

В США сетевые источники питания 115 В и 230 В переменного тока имеют частоту 60 Гц.Это означает, что за 1 секунду происходит 60 полных волн. Тогда для выпрямленного переменного тока на выходе будет 120 импульсов в секунду. Это настолько быстро, что двигатель постоянного тока действует так, как если бы он питался от постоянного тока.

Итак, теперь мы знаем, как получить выпрямленное напряжение переменного тока и что оно может заставить двигатель постоянного тока вращаться, но как мы можем изменить скорость двигателя постоянного тока? Путем изменения напряжения на двигателе с помощью кремниевых выпрямителей (SCR) . SCR похож на диод, но с дополнительной возможностью включать и выключать его, так что электричество не только течет в одном направлении, но и течет только в этом направлении, когда вы хотите, чтобы поток был.Заменив два диода тиристорами, мы преобразовали диодный мост в выпрямительный мост , и мы можем контролировать среднее значение напряжения на двигателе постоянного тока.

 


Использование SCR вместо двух входных диодов превращает диодный мост в выпрямительный мост

 

Одно заметное различие между выходами диодного моста и выпрямительного моста заключается в том, что выход SCR имеет задержку в начале каждого импульса.Это встроено в систему управления двигателем SCR, чтобы предотвратить одновременное включение двух SCR. Если оба тиристора будут включены, это создаст короткое замыкание в линии переменного тока, что приведет к перегоранию автоматических выключателей и/или предохранителей, а также, возможно, к повреждению тиристоров. Вот почему с источником питания 115 В переменного тока максимальное напряжение, которое вы сможете получить от управления SCR, составляет 100 В постоянного тока, поэтому коллекторные двигатели постоянного тока обычно рассчитаны на 90 В постоянного тока. При питании от сети 230 В переменного тока типичные коллекторные двигатели постоянного тока рассчитаны на 180 В постоянного тока.


Переменная скорость

Добавив задержку перед включением SCR, мы не можем ограничить величину напряжения, допустимого для двигателя. Эта задержка называется фазовым углом. Чем выше фазовый угол, тем раньше включится тиристор и тем дольше будет разрешен выпрямленный выходной сигнал на двигателе. На приведенном ниже рисунке показан выпрямительный мост с небольшим фазовым углом, примененным к тиристорам для запуска двигателя постоянного тока на более низкой скорости. Элементы управления двигателями SCR для коллекторных двигателей постоянного тока обычно имеют 1.37 с диапазоном скоростей 60:1 для регулирования нагрузки 1%. Это означает, что вы можете ожидать, что типичный двигатель на 90 В постоянного тока понизится до 1,5 В постоянного тока и сохранится отклонение в 1% (0,9 В постоянного тока в этом примере). Обычно самая низкая скорость, возможная для любой комбинации SCR и двигателя постоянного тока, определяется двигателем. Двигатели постоянного тока обычно начинают зависать до того, как выходная мощность привода становится проблемой.

 


Иллюстрация тиристоров, используемых для ограничения выходного напряжения на двигателе постоянного тока

 

SCR Выход при 20 В постоянного тока (таблица читается слева направо) Выход SCR при 90 В постоянного тока (таблица читается слева направо)

 

Щелкните здесь, чтобы узнать о преимуществах и недостатках управления двигателем постоянного тока SCR.

Нажмите здесь, чтобы узнать об альтернативе SCR для управления двигателем постоянного тока, PWM.

Как работает полупроводниковый регулятор скорости вращения вентилятора

Описан полупроводниковый регулятор скорости вращения вентилятора, который позволяет контролировать бесшумную работу вентилятора, тем самым устраняя раздражающее гудение, которое в противном случае создавала бы обмотка. Давайте узнаем, как работает твердотельный регулятор скорости вращения вентилятора.

Для однофазных двигателей вентиляторов эти контроллеры обеспечивают бесступенчатое электронное управление скоростью.Скорость можно регулировать между минимальным и максимальным значением.

Что такое регулятор скорости вентилятора?

Контроллер скорости вентилятора или контроллер вентилятора при низкой температуре окружающей среды — это контроллер, который используется для управления скоростью вентилятора конденсатора с воздушным охлаждением в системе прямого испарения теплового насоса. Тепловой насос используется в умеренном климате и может работать в режиме охлаждения или обогрева. При использовании в режиме обогрева зимой внутренний змеевик действует как конденсатор, а внешний змеевик действует как испаритель.

Когда агрегат настроен на летний режим охлаждения, внутренний змеевик будет действовать как испаритель, а внешний змеевик — как конденсатор. Это достигается за счет использования 4-ходового клапана, который меняет направление потока хладагента в системе. В Соединенных Штатах обратный клапан обычно работает в режиме охлаждения, когда обратный клапан включен, и работает в режиме нагрева, когда он выключен.

Функция регулятора скорости вращения вентилятора

Когда наружная температура низкая, например 50 ° F (10 ° C) или ниже, мы обычно хотим запустить тепловой насос в тепловом режиме, чтобы нагреть помещение и обеспечить комфортные условия для человеческого тела.

Однако бывают случаи, когда требуется, чтобы тепловой насос работал в режиме охлаждения даже при низкой температуре окружающей среды. Эти места могут включать следующее.

  • Центры обработки данных или серверные помещения, где все оборудование информационных технологий должно храниться в прохладном месте и при стабильной температуре.
  • Базовые радиостанции.
  • Супермаркеты.
  • Помещения для хранения пищевых продуктов.

Если продолжить эксплуатацию теплового насоса в режиме охлаждения, напор упадет.Расширительный клапан требует определенного напора для правильной работы, и если напор продолжает падать, он останавливает систему кондиционирования воздуха. Это замораживает испаритель и блокирует компрессор.

Засорение компрессора вызвано попаданием жидкого хладагента в цилиндр компрессора во время работы. Это приведет к повреждению клапанов, подшипников и других механических частей компрессора.

Решение этой проблемы заключается в установке регулятора скорости вращения вентилятора, который может управлять скоростью вращения вентилятора внешнего конденсатора.Чтобы использовать контроллер, проверьте технические характеристики вентилятора, чтобы убедиться, что вентилятором можно управлять, изменяя напряжение питания.

Датчик будет установлен на воздуховоде конденсатора, где его температура будет контролировать скорость вращения вентилятора. Регулировка скорости не приводит к слишком низкому напору, поэтому тепловой насос может продолжать работать в режиме охлаждения даже при низкой температуре наружного воздуха.

Как использовать регулятор скорости вращения вентилятора

В режиме охлаждения будет доступна опция жесткого запуска, которая увеличивает выходное напряжение вентилятора в течение первых нескольких секунд, чтобы обеспечить правильную работу вентилятора.Затем температуру меняют, чтобы она соответствовала температуре воздуха.

  • Выходное напряжение не регулируется в режиме обогрева. Он будет работать при максимально возможном сетевом напряжении.
  • Температура конденсации влияет на переменную скорость поля.
  • Ток, на который рассчитан выход. Некоторые способны выдавать до 10 ампер тока.
  • В качестве входов можно использовать широкий диапазон напряжений.
  • Изолированный вход для питания блока управления (напр.г., 24 В переменного тока) является вопросом безопасности.

Как работает полупроводниковый регулятор скорости вращения вентилятора?
  • Прежде чем открывать распределительную коробку, убедитесь, что устройство выключено.
  • Существующие жгуты проводов соединяют контактор со жгутом проводов двигателя в электрической коробке устройства. Для двигателей, которые получают полупроводниковый ESC, эти жгуты проводов будут заменены новыми жгутами проводов, входящими в комплект.
  • НЕ снимайте жгуты проводов, которые напрямую соединяют двигатель с распределительной коробкой.
  • Несколько электрических штекеров соединяют полупроводниковую линию для управления скоростью в основании электрической коробки. Удаляйте только необходимое количество заглушек.
  • Удалите существующий жгут проводов внутри распределительной коробки, который соединяет контактор агрегата с адаптером жгута электродвигателя.
  • Замените существующий жгут проводов прилагаемым жгутом проводов. Этот жгут проводов приспособлен для подключения к полупроводниковому регулятору скорости и от него, который должен быть подключен последовательно с двигателем с регулируемой скоростью сетевого напряжения.Утилизируйте оригинальный жгут проводов, снятый с устройства.
  • С помощью двухпозиционных разъемов проводов, подключенных к заменяемому жгуту проводов, подключите местные провода, которые будут идти от блока к твердотельному регулятору скорости.
  • С помощью прилагаемых кабельных стяжек закрепите и очистите новый жгут проводов внутри распределительной коробки устройства.
  • Правильно проложите местные провода от блока к полупроводниковому регулятору скорости. Используйте свободные разъемы, входящие в состав комплекта для соединения ESC полупроводника , с кабелем устройства.
  • Следуйте инструкциям производителя по заземлению полупроводниковых регуляторов скорости. Используйте прилагаемый разъем для подключения провода заземления к круиз-контролю.
  • Убедитесь, что полупроводниковые ESC правильно установлены в стандартном электрическом шкафу и закреплены в соответствии с инструкциями производителя контроллера.
  • Убедитесь, что все электрические шкафы и дверцы агрегата надежно закрыты.

Часто задаваемые вопросы

Как работает регулировка скорости вращения вентилятора?

Идея контроллера конденсаторов осталась прежней.Речь идет о регулировании напряжения на двигателе вентилятора. По мере роста емкости конденсатора напряжение на конденсаторе падает, а напряжение на двигателе вентилятора растет, что позволяет увеличить скорость вращения вентилятора.

Как вентилятор меняет скорость?

Скорость вентилятора снижается за счет последовательного подключения конденсатора к импульсному блоку питания вентилятора, что снижает мощность. Конденсатор работает как капельница. Скорость зависит от емкости конденсатора в цепи.Для получения разных скоростей переключатель управления скоростью выбирает другой конденсатор.

Можно ли установить скорость потолочного вентилятора?

Проверьте переключатель тяги на вентиляторе. Неправильный переключатель или настройка скорости заставят вентилятор работать медленно. Выключите вентилятор и дайте ему остановиться. Поверните винт, переключите вентилятор на самую низкую скорость, потяните за цепь и слушайте двигатель вентилятора, когда вы изменяете настройки скорости.

Почему работает потолочный вентилятор?

Причиной медленного вращения потолочного вентилятора обычно являются загрязненные или поврежденные шарикоподшипники.Лопасти вентилятора двигаются медленно или вообще не двигаются на полной скорости, что приводит к перегреву двигателя.

Почему в контроллере вентилятора используется симистор? Симистор

используется в качестве диммера в этой схеме, потому что он прост в конструкции и эксплуатации и экономичен из-за высокой эффективности и низких затрат на приобретение. Это принципиальная схема простейшего диммера для лампы или вентилятора. Схема работает за счет изменения угла симистора.

Заключение

Твердотельный регулятор скорости включает в себя такие компоненты, как симистор, полупроводниковые устройства без подвижных элементов, управляющие протеканием тока.Они полезны, потому что ими можно управлять относительно точно и включать и выключать определенные части сигнала.

Одной из проблем запуска вентилятора является индуктивность вентилятора или емкость пусковой обмотки. Это вызывает проблемы с точным контролем времени срабатывания и запуска симистора. Надеюсь, вы узнали, как работает полупроводниковый регулятор скорости вращения вентилятора.

(PDF) Оценка мощности электрического бытового вентилятора с системой автоматического регулирования скорости на основе симистора

Теперь в своем четвертом издании этот авторитетный текст представляет собой всестороннее введение в принципы и практику холодильного оборудования.Ясный и понятный, он предназначен для студентов (NVQ/профессиональный уровень) и профессиональных инженеров HVAC, в том числе для тех, кто проходит краткосрочные курсы или курсы повышения квалификации. Неопытным читателям предоставляется всестороннее введение в основы технологии. Благодаря лаконичному стилю, но широкому охвату книга охватывает большинство приложений, с которыми столкнется профессионал, что позволяет им понять, определить, ввести в эксплуатацию, использовать и обслуживать эти системы. Многие читатели оценят ясность, с которой книга освещает тему, не перегружая их подробной технической информацией или информацией о конкретных продуктах.Новый материал в этом выпуске включает в себя последние разработки в области хладагентов и смазочных материалов, а также обновленную информацию о компрессорах, теплообменниках, охладителях жидкости, электронных расширительных клапанах, элементах управления и холодильных камерах. Также затронуты такие темы, как эффективность, воздействие на окружающую среду, сплит-системы, холодильное оборудование для розничной торговли (системы для супермаркетов и холодильные камеры), промышленные системы, вентиляторы, инфильтрация воздуха и шум. Информация об авторе Гай Ханди изучал машиностроение в Университете Лидса, Великобритания.Он начал свою карьеру в холодильной промышленности в компании J & E Hall Ltd, Дартфорд. В 1985 году он присоединился к Copeland Europe, а в 1998 году был назначен директором по разработке приложений Copeland Europe. Он является автором и соавтором документов и статей по компрессорам, их применению и темам замены хладагентов. Гай Ханди — сертифицированный инженер и работает техническим консультантом. Он в прошлом — президент Института холода. * Охватывает принципы, методы и применение холодильного оборудования, кондиционирования воздуха и тепловых насосов в сжатом томе, без обременения справочной информацией, которую можно найти в других томах * Идеально подходит для студентов и специалистов в других дисциплинах, не слишком теоретических, но с достаточной глубиной, чтобы дать Понимание вопросов, эта книга знакомит читателя с основами, проектированием систем, приложениями, контрактными спецификациями и обслуживанием * Полная редакция Гая Ханди с новыми диаграммами и иллюстрациями.

Примечания по вентиляции: Регулирование скорости вентилятора – хорошо, лучше, лучше всего

13 февраля 2020 г. 5 минут чтения Регулировка напряжения (триак)

Устройство снижения напряжения, называемое симистором, снижает величину напряжения, подаваемого на двигатель с регулируемой скоростью, замедляя обороты в минуту, что уменьшает количество перемещаемого воздуха. Управление скоростью двигателя путем изменения напряжения имеет несколько ограничений. Этот метод является самым простым и наиболее распространенным методом снижения производительности вентиляторов в кубических футах в минуту.

1) Накопление тепла. Даже при пониженном напряжении двигатель по-прежнему получает ту же мощность. Дополнительная мощность не просто исчезает, а вместо этого преобразуется в тепло. Избыточное накопление тепла ограничивает мощность вентиляторов с регулируемой скоростью до 40 % от их максимальной мощности, чтобы предотвратить перегорание.

2) Менее эффективен. Из-за ограничений низкой скорости вентиляторы с регулируемой скоростью должны быть меньше, чтобы соответствовать желаемой более низкой скорости CFM. Вентиляторы меньшего размера менее эффективны по своей конструкции, а их энергопотребление на ватт увеличивается.

3) Фиксированный выход. Сильный встречный ветер, дующий на вентилятор с регулируемой скоростью, или повышенное статическое давление снижают его мощность. Элементы управления на основе симистора не увеличивают напряжение автоматически, чтобы компенсировать снижение оборотов.

ЧРП — частотно-регулируемый привод

Вместо регулирования напряжения частотно-регулируемый привод регулирует скорость, посылая входную частоту или частоту в герцах на трехфазный двигатель с номинальным инвертором. Внешний контроллер получает сигнал от управления вентиляцией и посылает соответствующий сигнал на двигатель в герцах.Вентиляторы с частотно-регулируемым приводом имеют несколько преимуществ по сравнению с вентиляторами с регулируемым напряжением.

1) Более эффективный. Замедление вентилятора VFD также снижает его потребление энергии, в отличие от регулирования напряжения.

2. Увеличенный срок службы двигателя. Двигатели с частотно-регулируемым приводом работают с меньшим нагревом, поскольку избыточная энергия, обычно теряемая при использовании симистора, не преобразуется в тепло.

3. Меньше вентиляторов. VFD позволяет использовать большие летние вентиляторы для минимальной вентиляции зимой.

4. Преобразование существующих вентиляторов. Замена существующего двигателя трехфазным двигателем с инверторным номиналом и добавление внешнего контроллера VFD делает преобразование возможным для большинства вентиляторов.

Вентилятор с частотно-регулируемым приводом не изменяет скорость вращения вентилятора для компенсации встречного ветра или повышенного статического давления. Сильный ветер, дующий на вентилятор, уменьшит его мощность, как и в случае с вентилятором, управляемым напряжением.

ECM — двигатель с электронной коммутацией

Встроенная электроника внутри двигателя ECM получает сигнал от контроллера дома и определяет желаемое число оборотов. Он продолжает контролировать обороты вала и регулировать потребляемую мощность для поддержания правильной скорости.

Вентиляторы

ECM имеют несколько существенных преимуществ.

1) Точный выход переменной скорости. Получив сигнал от контроллера помещения, микропроцессор двигателя определяет правильную скорость для желаемой скорости вентиляции. Он продолжает контролировать обороты вала и регулировать потребляемую мощность для поддержания нужной скорости.

Например, если максимальная скорость вентилятора составляет 700 об/мин, а двигатель получает 5-вольтовый сигнал, он отрегулирует мощность до 350 об/мин. Если число оборотов уменьшается из-за более высокого статического давления или встречного ветра, на двигатель передается больше мощности для поддержания желаемой скорости вращения вентилятора.

2) Сокращенное техническое обслуживание. В двигателе с прямым приводом отсутствуют подшипники вала, шкивы и ремни: больше нет дорогостоящих и трудоемких ремонтов и регулировок.

3) Самый эффективный. При полной нагрузке двигатель Infinity на 10 % эффективнее обычных двигателей переменного тока. Двигатель Infinity сохраняет свою высокую эффективность даже при более низких скоростях вращения вентилятора.

4) Увеличенный срок службы двигателя. Двигатели Infinity работают при более низких температурах, чем сопоставимые двигатели переменного тока с регулируемым напряжением, даже на более низких скоростях.Высокие рабочие температуры являются одной из основных причин поломки двигателя.

5) Меньше вентиляторов. Благодаря способности вентилятора Infinity эффективно работать при низкой скорости воздушного потока минимальная скорость вентиляции обеспечивается без использования менее эффективных вентиляторов меньшего размера.

Как двигатели с ЧРП, так и двигатели с электронным управлением обеспечивают улучшенное управление и эффективность по сравнению с регулированием скорости по напряжению.

Посетите веб-сайт Hog Slat/Georgia Poultry, чтобы узнать больше.

3-проводной передний диммер/контроллер скорости вентилятора

Project 159
 Эллиот Саунд Продактс Проект 159 

© Июнь 2015 г., Род Эллиотт (ESP)



Введение

Прежде чем я начну описывать этот проект, и точно так же, как проект 157 (диммер с задней кромкой), я должен предупредить любого будущего конструктора, что вся схема напрямую подключена к сети, и вы не можете работать ни с одной частью схемы, пока она подключена к сети. сеть.Измерения сложны, и вы не можете использовать осциллограф для измерения чего-либо. Один промах измерительного щупа может привести к мгновенному разрушению вас или цепи. Мертвую схему можно заменить, но нельзя !

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — Цепи, описанные здесь, связаны с электропроводкой, и в некоторых юрисдикциях работа с ними может быть запрещена законом. или создавать оборудование с питанием от сети, если оно не имеет соответствующей квалификации. Электрическая безопасность имеет решающее значение, и вся проводка должна быть выполнена в соответствии со стандартами, требуемыми в вашей страна.ESP не несет ответственности за любые убытки или ущерб, вызванные использованием или неправильным использованием материалов, представленных в этой статье. Если вы не иметь квалификацию и/или опыт работы с электропроводкой, то вы не должны пытаться построить описанную(ые) цепь(и). Продолжая и/или создавая любой из описанных цепей, вы соглашаетесь с тем, что вся ответственность за потери, повреждения (включая телесные повреждения или смерть) лежит исключительно на вас. Никогда не работайте от сети оборудование при подключении к сети!

Вы можете подумать, что предупреждение является чрезмерным, но очень важно, чтобы читатель понимал опасности, связанные с домашними сетями, и осознавал последствия некачественного изготовления или использования неподходящих материалов для электропроводки.Любые работы на описанных цепях должны выполняться только при отключении всей цепи от сети.

Это один из нескольких проектов 3-проводных передних диммеров/контроллеров скорости вращения вентиляторов в сети. Однако, в отличие от большинства, в этой схеме повсюду используются легкодоступные детали, а не микроконтроллеры, которые часто встречаются в примечаниях по применению.

Как показано здесь, диммер предназначен для использования в сети 230 В/ 50 Гц, и для использования в сети 120 В/ 60 Гц необходимы некоторые модификации.Необходимые изменения описаны далее в статье. Различия основаны на синхронизации, источнике питания и детекторе пересечения нуля, которые необходимо изменить, чтобы устройство работало правильно при 60 Гц и 120 В.

Обратите внимание, что описываемый диммер относится к переднему типу (иногда его называют «прямой фазой») и предназначен для использования с трансформаторами с железным сердечником и электронными трансформаторами или небольшими двигателями (вентиляторы и т. д.). Его также можно использовать с лампами накаливания, а номинальная мощность ограничена только используемым симистором и доступным током затвора.

Используйте этот диммер , а не с компактными люминесцентными или светодиодными лампами.

Диммер переднего фронта предназначен , в частности , для использования с резистивными и индуктивными нагрузками, такими как трансформаторы с железным сердечником или двигатели. Вы не можете (и не должны ) использовать диммер заднего фронта для них, потому что это вызовет чрезвычайно высокие скачки напряжения, которые могут повредить или разрушить диммер, нагрузку или и то, и другое.

Если вам нужен диммер заднего фронта для компактных люминесцентных ламп или светодиодных ламп, используйте тот, что показан в проекте 157, который послужил основой для показанной здесь конструкции, но использует полевые МОП-транзисторы вместо симистора.

Поскольку большая часть этого проекта основана на P157, значительная часть текста очень похожа, поскольку оба используют схожий подход к дизайну. Там, где это необходимо, были внесены изменения для описания работы описанной здесь версии TRIAC. Итак, если вы прочитаете обе статьи, вы увидите похожие описания, но есть небольшие различия, поэтому убедитесь, что вы прочитали всю информацию. Также стоит отметить, что это сравнительно сложная схема для диммера с передним фронтом, и ее можно сделать намного проще.

Преимущество этой схемы в том, что она очень предсказуема, и можно ожидать, что ее производительность превзойдет любую более простую схему. Однако традиционные простые схемы обычно прекрасно справляются с резистивными нагрузками (лампы накаливания, маломощные нагреватели и т. д.), и полезность этого проекта на самом деле спорна. Тем не менее, у него есть одно важное преимущество перед более простыми типами, заключающееся в том, что он срабатывает на заданном уровне при включении питания, и его никогда не нужно повышать до более высокого уровня, чтобы начать работать.Это недостаток многих простых диммеров TRIAC, и этот эффект широко известен как «всплывающие».


Зачем использовать 3-проводной диммер?

Традиционные (или «устаревшие») диммеры имеют только два провода и подключаются между сетью переменного тока и нагрузкой. Они отлично работают с резистивными нагрузками, но путаются и обычно не могут нормально работать с какой-либо электронной нагрузкой. См. Диммеры освещения, часть 1 и часть 2, чтобы узнать причины. В этих статьях также показаны формы сигналов, которые помогут вам понять, как работают диммеры.Многие производители ламп добавляют схемы, предназначенные для «исправления» проблем, но это глупая затея, потому что сама природа нагрузки делает почти невозможным получение результата, который работает со всеми диммерами .

Многие пытались, и пока все безуспешно. С любой лампой один тип (или марка) диммера работает, а другой — нет, хотя базовая схема может быть очень похожей. Потребитель неизменно обвиняет лампу, потому что диммер прекрасно работает с лампой накаливания.Большинство людей не понимают, что КЛЛ и светодиодные лампы разные по всем параметрам, и их никак нельзя сравнивать, когда в комплекте есть диммеры.

Единственным реальным решением является 3-проводной диммер, но он обычно не доступен для обычного домашнего использования. Усложняет ситуацию то, что очень немногие дома имеют нейтральный провод в настенной коробке выключателя света, поэтому, чтобы иметь возможность использовать 3-проводной диммер, вам необходимо проложить нейтральный провод, что усложняет установку.

Для двухпроводного диммера не имеет значения, где он подключен в цепи.Это последовательная цепь с лампой, а диммер не чувствителен к полярности (это не может быть, потому что он работает с переменным током), и его можно просто подключить последовательно с выключателем света.

3-проводной диммер имеет активное (фазное, горячее) соединение, диммируемое активное и нейтральное. Неправильное подключение может привести к впечатляющему фейерверку, поэтому его не так просто установить, как 2-проводной тип. Преимущество нелинейных электронных нагрузок заключается в том, что нейтраль обеспечивает абсолютный эталон, поэтому 3-проводные диммеры не могут выйти из синхронизации и неправильно себя вести.

Зачем использовать передовой диммер?

В наиболее распространенных диммерах для ламп, когда-либо применявшихся, используется симистор (двунаправленный полупроводниковый переключатель), и они «запускаются» в заданное время в каждом полупериоде. Это широко известные диммеры с передним фронтом, потому что форма волны переменного тока включается на полпути через форму волны переменного тока. Они также известны как диммеры с «прямой фазой» (в основном в США).

Если симистор включается вскоре после перехода сетевого напряжения через нуль, в нагрузку передается почти полная форма волны переменного тока.По мере того, как время срабатывания задерживается, проходит все меньше и меньше формы волны переменного тока, и нагрузка получает меньше мощности. Как только симистор включен, он остается включенным до тех пор, пока ток не упадет ниже тока удержания (минимальный ток, который может переключать устройство), а затем выключается. Поскольку он двунаправленный, на нагрузку передаются положительные и отрицательные полупериоды. (Есть симисторы, которые можно отключить при желании, но они дорогие, и я никогда не видел их в схемах диммера или регулятора скорости.)

Когда TRIAC включается, он делает это очень быстро.Как быстро? Я измерил время нарастания тока 600 В/мкс без последовательной катушки индуктивности — это быстро! Это очень короткое время нарастания генерирует высокие пиковые токи в электронных нагрузках, которые в конечном итоге могут привести к серьезному повреждению конденсаторов и некоторых других компонентов. По этой причине я никогда не рекомендую использовать симисторный диммер с любой диммируемой электронной лампой — ни КЛЛ, ни светодиодной. Некоторые производители ламп заявляют, что их лампы с регулируемой яркостью можно использовать с симисторами, но я протестировал несколько и измерил пиковый ток.Все без исключения имеет место высокий (хотя и очень короткий) пиковый ток, и, несмотря на его краткость, это указывает на то, что детали будут подвергаться нагрузке до такой степени, что они преждевременно выйдут из строя.

Хотя полезность переднего диммера серьезно уменьшилась, все еще существуют требования к управлению нагревателем, регуляторам скорости вентилятора, а в некоторых галогенных светильниках используются трансформаторы с железным сердечником, срок службы которых обычно составляет не менее 20 лет, а обычно гораздо больше. .Для этих применений вы должны использовать передний диммер.

Почти все бытовые диммеры только 2-х проводного типа (см. выше), и, естественно, это относится почти на 100% к общедоступным симисторным диммерам. Единственным исключением являются диммеры, которые используются как часть системы домашней автоматизации (например, C-Bus или DALI). В результате все двухпроводные диммеры с «настенной панелью» не только нагружают электронику лампы, но и теряют свою опорную позицию всякий раз, когда используется электронная нагрузка. Это делает их непригодными для большинства электронных нагрузок, даже если не учитывать высокий пиковый ток.

Передовые диммеры всегда отлично работали с лампами накаливания, потому что сопротивление нити накала обеспечивало стабильное опорное значение, позволяющее симистору включаться и выключаться в нужное время. Описанный здесь диммер переднего фронта также отлично работает с лампами накаливания, но он превосходит большинство из них и не имеет гистерезиса (тенденция многих диммеров отказываться запускаться, если при подаче питания установлено слишком малое значение). Отсутствие гистерезиса означает, что лампы будут включаться при любых настройках, в том числе при очень слабом освещении.

Важно понимать, что только диммеры с передним фронтом могут использоваться с индуктивными нагрузками, такими как трансформаторы с железным сердечником или двигатели (многие симисторные диммеры могут использоваться в качестве регуляторов скорости вращения вентилятора). Показанная здесь схема предназначена только для индуктивных нагрузок и (включая так называемые «электронные» трансформаторы, используемые в галогенных светильниках). Они уникальны тем, что одинаково хорошо работают с диммерами с передним и задним фронтом.


Триак срабатывания

Симистор — это двунаправленный тиристор, который может проводить ток в обоих направлениях.Теоретически он также может запускаться как с положительным, так и с отрицательным током затвора независимо от полярности MT («главный вывод»), но есть некоторые вещи, которые необходимо понимать для обеспечения надежной работы. Квадрант I является наиболее чувствительным, но его трудно достичь без использования симисторной оптопары, такой как MOC3021 или аналогичной. Для большинства симисторов запуск в квадранте IV требует в 3-5 раз больше тока затвора по сравнению с другими тремя квадрантами. Другие характеристики также скомпрометированы, и стоит прочитать о поведении TRIAC, если вы хотите узнать больше.


Рис. 1. Квадранты запуска TRIAC

Описанная здесь схема использует квадранты II и III (они же 1- и 3-). Ток затвора всегда отрицателен, что позволяет избежать неприятного квадранта IV (3+). Если вы хотите узнать больше о триггерных квадрантах и ​​о том, как они влияют на TRIAC, см. ссылки ниже. Для предлагаемого BT136-600 требуемый ток запуска (затвора) составляет 5–11 мА при запуске в квадрантах I–III, но для запуска в квадранте IV требуется 30 мА.Следовательно, источник питания устроен так, чтобы быть отрицательным по отношению к MT1, поскольку это полностью исключает квадрант IV.

Стоит отметить, что некоторые TRIAC специально разработаны для исключения Q4, запускающего . Их часто называют симисторами без снаббера, потому что, исключая запуск Q4, устраняются основные проблемы, связанные с этим режимом запуска. Вы также можете увидеть, что они называются «альтернисторами» или симисторами с высокой коммутацией (Hi-Com), в зависимости от производителя.

Имейте в виду, что симисторы могут быть темпераментными, и при индуктивных нагрузках вы можете столкнуться с полуволновой работой при некоторых настройках диммера. В некоторых случаях это может быть связано с недостаточным током затвора, и лекарство заключается в том, чтобы увеличить его. Если вы используете источник питания с конденсаторным питанием (как показано на рис. 2), это может оказаться невозможным, поскольку источник питания не может обеспечить более 25 мА или около того. Полупериодный режим может быть неожиданно разрушительным, если нагрузкой является двигатель или трансформатор, и вы должны тщательно протестировать схему, чтобы убедиться, что это никогда не произойдет в процессе эксплуатации.


Цепь диммера

Принципиальная схема диммера показана ниже. Диммер состоит из четырех основных секций. Первый — источник питания, в котором используется простой однополупериодный выпрямитель с ограничением емкости (D1, D2) и базовый стабилитрон (D2). Использование однополупериодного выпрямителя обычно не рекомендуется ни для чего, но в данном случае использовать двухполупериодный выпрямитель на удивление сложно из-за топологии схемы. Стабилитрон регулирует напряжение до 12 В, и хотя пульсации будут, это не мешает схеме и не нарушает ее работоспособность.См. ниже альтернативный источник питания.

Подача относится к активной и нейтральной, поэтому обратный путь прямой, но сама подача… нетрадиционная. На первый взгляд вы можете быть сбиты с толку, но вы видите источник питания, выходное напряжение которого отрицательно относительно нейтрали. Это делается для того, чтобы можно было избежать страшного квадранта IV, а TRIAC всегда получает отрицательный импульс запуска. Когда конденсатор используется в качестве ограничителя тока, в цепи нет скачков тока, и, хотя это однополупериодный выпрямитель, он не создает в сети никаких составляющих постоянного тока из-за D2.

Предпочтительным источником питания является маломощный «автономный» (вход подключен непосредственно к сети) импульсный источник питания с выходным напряжением 12 В постоянного тока и током около 50 мА. К сожалению, несмотря на то, что они доступны, большинство из них довольно дороги (25 австралийских долларов или больше), когда используются продукты «фирменных марок». Они также довольно большие, причем самый маленький из тех, что я нашел, почти такого же размера, как полный австралийский диммерный модуль. Эти проблемы могут помешать вам использовать «правильный» блок питания, но в конечном итоге это лучший вариант.

Следующая секция — детектор пересечения нуля, выдающий отрицательный импульс, когда напряжение сети близко к нулю. Он используется для синхронизации таймера с сетью и является сердцем схемы. Без специального детектора пересечения нуля его можно заставить работать, но он никогда не будет таким хорошим. U2 представляет собой оптопару, и его светодиод питается через R7 и R8, а затем от мостового выпрямителя. Вы можете задаться вопросом, как можно использовать диоды 1N4148 в цепи, питаемой напрямую от сети, но ответ прост.Напряжение на любом из диодов никогда не может превышать 4 В или около того, потому что выход (и, следовательно, вход) моста ограничивается светодиодом оптопары. Эта цепь питается через резисторы, потому что использование конденсатора сместит фазу, и сигнал триггера перехода через нуль не будет совпадать с фактической точкой перехода сети через нуль.

Таймер основан на U1 (таймер 7555). Таймер является моностабильным и сбрасывается при каждом переходе сети через ноль. При сбросе выход (контакт 3) становится высоким (нулевой ток затвора) и остается высоким до тех пор, пока напряжение на C1 (заряженном через R1 и VR1) не достигнет 8 В, когда выход становится низким.555 управляет затвором симистора низким уровнем через R3. Таким образом, TRIAC включается, когда выход 7555 низкий. Схема отключает привод затвора при переходе сети через ноль и снова включает его по истечении заданного времени (от ~ 1 до 9,5 мс для сети 50 Гц).

Для этой схемы требуется 7555 (или TLC555), поскольку доступный ток питания ограничен входным конденсатором. Можно использовать колпачок большего размера, но он будет настолько большим (физически), что весь блок будет не меньше, чем показанный на рисунке 5.7555 может потреблять до 100 мА, поэтому ток затвора симистора будет достаточно высоким для обеспечения надежной работы.

Последняя секция — выключатель питания, в котором используется TRIAC (TR1). Когда TR1 находится в проводящем состоянии, мощность течет от активной части через нагрузку, а затем обратно к нейтрали через TR1. Клемма MT1 симистора подключается непосредственно к нейтральному проводнику. Также можно использовать MOC3021 или аналогичный — двунаправленное триггерное устройство с оптронной связью. Хотя этот подход имеет много достоинств, он также увеличивает стоимость и размер.Я рассматривал этот подход, но от него отказались как от необязательных для маломощного диммера. Однако, если вам нужно использовать большой TRIAC для управления током нагрузки, этот вариант остается приемлемым (см. рис. 3). Резистор затвора (R3) допускает ток около 25 мА, что достаточно для обычных слаботочных симисторов.


Рис. 2. Полная схема диммера

Если вы не установите L1, вы получите (возможно, серьезные) помехи, принимаемые соседними радиостанциями (особенно AM).Катушка индуктивности обычно состоит из такого количества витков, которое вы можете пропустить через небольшой тороид из порошкового железа (феррит , а не !) с использованием провода, рассчитанного как минимум на ток, который, как вы ожидаете, будет потреблять ваша нагрузка. Максимальной индуктивности на практике не существует, поэтому используйте столько, сколько сможете. Если вы сможете получить до 10 мГн, это ограничит любые помехи, но это будет удивительно большая катушка индуктивности.

R10 и C6 образуют цепь снаббера для симистора. C6 должен быть рассчитан на минимум на 275 В переменного тока, класс X2, иначе он выйдет из строя.Используйте ли , а не здесь конденсатор постоянного тока, независимо от его номинального напряжения. За некоторыми исключениями, конденсаторы постоянного тока не рассчитаны на высокое напряжение переменного тока или быстрое время нарастания напряжения. Обратите внимание, что R10 должен выдерживать очень высокую импульсную мощность (не менее 100 Вт в течение примерно 1 мкс), и для этого требуется углеродистый состав или проволочный резистор, или пленочный тип, специально рассчитанный на высокую импульсную мощность. Хотя C6 подвергается воздействию быстрых импульсов, максимальный ток ограничивается резистором R10.

R9 помечен как «SOT», что означает «выбрать при тестировании».Обычно это значение составляет от 1 Мб до 2,2 Мб или около того. Этого должно быть достаточно, чтобы таймер не превышал 9,5 мс, когда VR1 установлен на максимальное сопротивление (минимальная яркость). Необходимость этого была проверена на симуляторе и схемах прототипа. Старайтесь, чтобы максимальная задержка таймера не превышала 9,5 мс (50 Гц) или 8,0 мс (60 Гц).

Уровень выходной мощности устанавливается через VR1. При максимальном сопротивлении 555 не отключается до конца полупериода сети, поэтому проходит только небольшая часть переменного тока, прежде чем симистор выключается, когда ток сети проходит через ноль.При минимальном сопротивлении таймер работает менее 1 мс, поэтому сигнал переменного тока передается почти полностью (см. временные диаграммы ниже). При промежуточных настройках кондиционер включается где-то между двумя крайними значениями. Вращение потенциометра составляет 90 330, а не 90 333, как в диммере заднего фронта, хотя схемы синхронизации идентичны. При использовании с сетью 60 Гц максимальный период тайм-аута должен быть чуть меньше 8,66 мс, это лишь одно из изменений, необходимых для работы с частотой 60 Гц/120 В.

Выбор TRIAC не критичен.Для большинства приложений BT136 будет вполне достаточно, так как он рассчитан на среднеквадратичное значение 4 А (с радиатором). Рассеивание симистора довольно низкое, но при каждом включении он имеет короткие импульсы мощности, а также его нормальное сопротивление во включенном состоянии составляет около 1 Ом. Рассеивание при нагрузке 1 А будет до 1 Вт, но с пиками до 100 Вт (в течение менее 5 мкс). Для тока 1А и более почти наверняка понадобится небольшой радиатор. Не стесняйтесь использовать TRIAC BT138, если вы предпочитаете — 12A RMS с радиатором.

Очевидно, что более крупные симисторы будут работать с большей мощностью, но они по-прежнему рассеивают до 1 Вт/ампер. Симисторы большего размера нуждаются в большем токе запуска (уменьшите значение R3), и источник питания необходимо будет модернизировать в соответствии с требованиями (см. ниже альтернативную схему источника питания). Стандартный таймер 555 может потреблять или выдавать максимум 200 мА, и если вашему TRIAC нужно больше, вам понадобится выходной буфер для 555 и значительно улучшенный источник питания. Мощность рассеивается при включении симистора, а мгновенное рассеивание наихудшее при настройке 50%.Использование симисторов большой мощности (10 А и более) обычно требует использования импульсного источника питания для получения требуемого тока затвора. Если вы используете симистор BT138, ничего менять не нужно, потому что он имеет такую ​​же чувствительность, как и BT136, но рассчитан на непрерывный ток 12 А.

Защита от пиков (теоретически) не требуется для TRIAC, потому что высокое переходное напряжение просто заставит TRIAC проводить ток. Это обычно (но не всегда) неразрушающее. Однако, если вы хотите включить MOV (металлооксидный варистор), не стесняйтесь делать это.Они поставляются в ошеломляющем множестве различных значений напряжения и рассеивания импульсов, и если вы не уверены, какой из них лучше всего подходит для этого приложения, я предлагаю вам обратиться за помощью к таблицам данных производителя и / или к вашему предпочтительному поставщику. Я не могу предложить, потому что их просто слишком много, и разные поставщики будут иметь в наличии типы, которых нет у других. Будьте особенно осторожны, если вы планируете управлять трансформатором или двигателем вентилятора, поскольку они могут генерировать переходные процессы напряжения при выключении симистора.

Существует одно место, где резисторы используются последовательно. Это сделано для того, чтобы напряжение на резисторах оставалось в разумных пределах. Хотя вам придется довольно много искать, чтобы найти его, все резисторы имеют максимально допустимое напряжение, которое не зависит от номинальной мощности. При последовательном соединении двух резисторов напряжение распределяется по каждому из них, что повышает надежность и снижает вероятность того, что резисторы перейдут на высокое сопротивление (распространенный режим отказа, когда напряжение слишком высокое).Вы можете использовать резисторы с проволочной обмоткой вместо R7/8, если хотите.

Как отмечалось ранее, если вам нужно использовать симистор большего размера, вам потребуется использовать сильноточный источник питания и выходной буфер для таймера 555. Однако есть альтернатива, использующая оптопару MOC3021. Они могут обеспечить достаточный ток для срабатывания почти любого симистора, который вам может понадобиться, и они работают только в квадрантах I и III, что позволяет избежать каких-либо проблем с запуском. Для MOC3021 требуется входной ток 15 мА (максимум, 8 мА является «типичным») для полной проводимости.


Рис. 3. Полная схема диммера с использованием MOC3021

Эту опцию можно использовать и с меньшими симисторами. Источник питания не должен быть отрицательным по отношению к нейтрали, потому что нужно управлять только светодиодом в оптопаре. Я оставляю конструктору решать, использовать оптопару или нет. Примечания и комментарии к схеме, показанной на рис. 2, применимы здесь в равной степени. Единственным реальным изменением является оптопара и источник питания, а остальная часть схемы функционально идентична.Имейте в виду, что без дополнительных стабилитронов (D7, D8) MOC3021 совершенно не подходит для управления индуктивной нагрузкой, поскольку может легко перезапуститься из-за отставания по фазе. Показанные диоды помогут, но могут не быть полным решением.

В заключение, если у вас есть нагрузка, потребляющая очень малый ток, вы можете напрямую использовать MOC3021. TRIAC не используется, а MOC3021 управляет нагрузкой — R4 и D7, D8 не используются (закорочены), а контакт 4 подключается напрямую к нейтрали.Ток ограничен не более чем 100 мА RMS при температуре окружающей среды 25°C, но этого может быть достаточно для некоторых приложений с низким энергопотреблением. Я сомневаюсь, что это очень полезно, но вариант есть, он вам нужен.


Использование с 120 В, 60 Гц

Как и в случае с проектом 157, работа на частоте 60 Гц была проверена тестированием , а не (у меня нет источника сети 60 Гц), но нет никаких оснований предполагать, что описанные здесь модификации не будут работать так, как описано.

Для работы на 120 В необходимо внести несколько изменений.Во-первых, надо увеличить номинал С5, а проще всего поставить параллельно пару конденсаторов по 470нФ. Для детектора пересечения нуля общее сопротивление должно быть около 30-40 кОм. Два резистора 15k или 18k последовательно будут в порядке.

Поскольку синхронизация также отличается, необходимо изменить C1. Идеально использовать 120 нФ параллельно с 10 нФ, что дает емкость 130 нФ и максимальное время ожидания чуть более 7,8 мс. Вероятно, в большинстве случаев потребуется R9 (выбор при тестировании), чтобы гарантировать, что тайм-аут не может превышать 8.2 мс при абсолютном максимуме .


Сигналы

С такой схемой вам нужны некоторые формы сигналов, чтобы вы могли точно увидеть, что должно произойти. Если вы хотите провести аналогичные измерения, схема должна быть изолирована сетевым изолирующим трансформатором 1:1, и имейте в виду, что все вполне способно убить вас (или ваш осциллограф), и если вы обычно используете защитный выключатель, он победил. не работает, если вы вступаете в контакт с токоведущими частями.Серьезные травмы или смерть представляют собой вполне реальный риск. Нет, я не шучу и не преувеличиваю!

Показанные осциллограммы были взяты из симулятора, но в реальности они ничем не отличаются.


Рис. 4. Осциллограммы нагрузки и выходного сигнала U1

Верхняя кривая (красная) показывает выходное напряжение от U1, а нижняя кривая показывает ток нагрузки. Нагрузкой, которую я использовал в симуляторе, был резистор 230 Ом, который будет рассеивать 230 Вт при 230 В переменного тока (с диммером, установленным на полную мощность).Мощность при показанной осциллограмме (диммер установлен на 50%) составляет 125 Вт — ровно половину.

Есть несколько других сигналов, но они не очень интересны. Выход детектора пересечения нуля положительный, с узкими (около 1 мс) отрицательными импульсами, когда переменный ток проходит через нуль 100 раз в секунду. Напряжение на C1 имеет линейный характер, который прекращается, когда напряжение достигает 8 В (2/3 напряжения питания). В этот момент выход 555 становится низким, включая симистор и пропуская ток через нагрузку.

Есть кое-что интересное, о чем вам тоже нужно знать. Если вы измерите ток нагрузки с помощью измерителя истинного среднеквадратичного значения, вы обнаружите, что ток нагрузки от сети составляет около 740 мА при настройке 50%. Если вы посчитаете мощность, вы получите цифру 170 ВА (вы только что рассчитали ВА, а не Вт). Если нагрузка действительно рассеивает 125 Вт, а вы измеряете входную мощность 170 ВА, коэффициент мощности составляет 0,73, рассчитанный по …

.
Коэффициент мощности = реальная мощность (Вт) / полная мощность (ВА)

Немногие любители понимают коэффициент мощности, и даже некоторые инженеры ошибаются.Ваш счетчик электроэнергии зарегистрирует только фактической мощности (ватт), и это то, за что вы платите. Полная мощность (ВА или вольт-ампер) – это мощность, которая должна подаваться через систему распределения электроэнергии. Поставщикам не нравится низкий коэффициент мощности, поскольку он снижает пропускную способность их сети. Подробнее об этом (если вам интересно) читайте в статье Power Factor.


Альтернативный источник питания

Полная схема с использованием альтернативного импульсного источника питания показана ниже.Небольшой SMPS имеет преимущество большого выходного тока, высокой эффективности и простоты схемы, потому что вам не нужно его создавать. Недостатком является то, что он физически большой, поэтому диммер будет несколько больше, чем при использовании простого источника питания с конденсатором, показанного на рис. 2. В зависимости от используемого SMPS надежность может быть проблемой в некоторых случаях. В моем прототипе использовалась небольшая (и дешевая) поставка китайского производства, и, хотя она выглядит хорошо сделанной, ее надежность остается неизвестным фактором.(Подробнее см. Проект 157.)


Рис. 5. Использование небольшого SMPS

Разница в размерах не так велика, как вы можете себе представить, потому что конденсатор X2 470 нФ, необходимый для питания, а также диоды, стабилитрон и т. д., занимают удивительно много места. Цоколь X2 на 470 нФ имеет ту же высоту, что и миниатюрный импульсный источник питания, который я использовал, и имеет площадь, примерно вчетверо меньше, чем у SMPS. К тому времени, когда вы добавите последовательный резистор, диоды и фильтрующие колпачки, общий размер будет практически одинаковым.

Эта компоновка в равной степени подходит для цепей запуска, показанных на рисунках 2 и 3. Если вы используете отрицательный источник питания, показанный здесь, с оптопарой MOC3021, убедитесь, что вы правильно указали полярность светодиода MOC3021, иначе он не будет работать. Светодиод оптопары включается, когда выходное напряжение 555 равно низкому , поэтому анод светодиода (вывод 1) подключается к нейтрали.

Я настоятельно рекомендую эту версию (либо с прямым приводом, либо с использованием MOC3021), потому что она полностью устраняет ограничения по току, налагаемые питанием от конденсаторов.В отличие от других схем, можно использовать стандартный таймер 555, поскольку нет необходимости пытаться минимизировать ток питания.


Сравнение с «традиционным» диммером

Стоит взглянуть на традиционный 2-проводной симисторный диммер, чтобы увидеть довольно большую разницу в сложности. Показанный ниже диммер более или менее типичен для качественного диммера TRIAC, который имеет двойную постоянную времени для предотвращения эффекта «всплывания», когда ничего не происходит, пока горшок выдвигается, пока внезапно не «вспыхивают» огни и яркость затем можно уменьшить до нужного уровня.Некоторые коммерческие диммеры еще проще и могут не включать катушку индуктивности и/или предохранитель для экономии средств. Клеммы «нагрузка» и «нейтраль» модуля диммера взаимозаменяемы — нет чувствительности к полярности, поскольку диммер предназначен для использования с переменным током.


Рис. 6. Традиционный 2-проводной диммер

Разница очень очевидна, и даже показанный 2-проводной диммер намного проще, чем 3-проводная версия. Упрощения возможны, потому что напряжение на компонентах диммера (в частности, на регуляторе яркости) ограничено нагрузкой.Когда симистор включается, напряжение на всех его частях падает почти до нуля. При высоких настройках яркости VR1 имеет только небольшую часть своей дорожки в цепи, и если бы TRIAC не включился, потенциометр был бы разрушен из-за избыточного тока.

Все двухпроводные диммеры имеют одинаковые характеристики. Нагрузки напряжения (и тока), как правило, довольно низкие, потому что, когда TRIAC проводит ток, напряжение на потенциометрах снижается (почти) до нуля. Вышеупомянутая схема не может использоваться в 3-проводном режиме, потому что VR1 очень быстро выйдет из строя при высоких настройках яркости.Несмотря на долгие поиски, я не смог найти схемы для каких-либо 3-проводных симисторных диммеров (в любом случае, ни одной, которой я бы доверял). Некоторые пытались использовать LDR (светозависимые резисторы) для управления симистором, но это нельзя рекомендовать, поскольку они не предназначены для работы с сетевым напряжением (и они довольно медленные).

Существует бесчисленное множество вариантов показанной схемы, и используется широкий диапазон номиналов компонентов. Значения должны быть изменены для использования с 120 В/60 Гц. Я не делаю заявлений о пригодности схемы, показанной на рис. 6, — она включена в качестве примера и является частью этого проекта.Если вы строите его, вы делаете это на свой страх и риск.

Вы можете видеть, что схема диммера зависит от нагрузки, чтобы обеспечить непрерывность и информацию о пересечении нуля. Помните, что эти диммеры были разработаны для ламп накаливания , и при разработке никто не предполагал, что КЛЛ и светодиодные лампы станут нормальной нагрузкой. Как уже говорилось, подавляющее большинство электронных нагрузок не могут обеспечить непрерывность на протяжении всего сетевого цикла, поэтому диммер никогда не сможет получить информацию о пересечении нуля в нужное время.Многие производители электронных ламп пытались решить эту проблему, но пока безуспешно.


Строительство

Из-за высокого напряжения, с которым работает схема, конструкция имеет решающее значение для безопасности пользователя. Большинство также предпочтет, чтобы использование диммера не привело к пожару в их доме, поэтому не рекомендуется срезать углы. В то время как таймер, детектор пересечения нуля и источник питания (, не включая последовательные резисторы ) могут быть собраны с использованием Veroboard или аналогичного, высоковольтные цепи должны быть собраны с использованием полосок с ярлыками или других средств, обеспечивающих механическую стабильность и электрическую безопасность.Veroboard не подходит, потому что дорожки расположены слишком близко друг к другу, очень тонкие и не рассчитаны на ток, который может потреблять схема.

Вы на самом деле можете использовать Veroboard , но вы должны иметь возможность удалить целые дорожки (или их части), чтобы получить приемлемое расстояние, и любая дорожка, по которой проходит ток нагрузки, должна быть усилена луженой медной проволокой, чтобы гарантировать, что она может проводить ток без плавления. Именно такой подход я применил к прототипу, показанному на рис. 5.

Печатная плата была бы идеальной, но мы не планируем делать ее доступной.Это может измениться, если есть достаточный интерес. Сделать этот диммер достаточно маленьким, чтобы он соответствовал пространству, доступному в типичных распределительных коробках, будет непросто. Стандартные 2-проводные диммеры в Австралии очень компактны, но все передние типы представляют собой чрезвычайно простые последовательные схемы, которые хорошо работают только с резистивными (а для некоторых индуктивными) нагрузками.


Каталожные номера
  1. ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ. Тиристоры и симисторы. Десять золотых правил для успешного применения. (Philips Semiconductors — теперь NXP)
  2. Littelfuse — Торговая марка Teccor® Тиристоры AN1002, стробирование, защелка и удержание тиристоров и симисторов
  3. Управление скоростью потолочного вентилятора — управление скоростью однофазного двигателя с помощью MC9RS08KA2 (Freescale Semiconductor AN3471)

Других ссылок нет, потому что толковых описаний в Сети сравнительно немного, кроме приведенного выше.Большинство диммеров TRIAC являются 2-проводными и страдают от всех проблем любого 2-проводного диммера или регулятора скорости с электронными нагрузками. Даже контроллеры двигателей вентиляторов могут иметь серьезные проблемы, если точка пересечения сети с нулевым значением не определена четко.



Основной индекс Указатель проектов
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и © 2015.Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и защищена авторскими правами © Rod Elliott, июнь 2015 г.


Примечания по вентиляционным отверстиям № 4 — Регулировка скорости вращения вентилятора…хорошо, лучше, лучше всего

Регулировка напряжения (триак)

 

Этот метод является самым простым и наиболее распространенным методом снижения производительности вентиляторов в кубических футах в минуту. Устройство снижения напряжения, называемое симистором, снижает количество напряжения на двигателе с переменной скоростью, замедляя обороты в минуту, что уменьшает количество перемещаемого воздуха. Управление скоростью двигателя путем изменения напряжения имеет несколько ограничений.

 

1) Накопление тепла. Даже при пониженном напряжении двигатель по-прежнему получает ту же мощность. Дополнительная мощность не просто исчезает, а вместо этого преобразуется в тепло. Избыточное накопление тепла ограничивает мощность вентиляторов с регулируемой скоростью до 40 % от их максимальной мощности, чтобы предотвратить перегорание.

 

2) Менее эффективен. Из-за ограничений низкой скорости вентиляторы с регулируемой скоростью должны быть меньше, чтобы соответствовать желаемой более низкой скорости CFM. Вентиляторы меньшего размера менее эффективны по своей конструкции, а их энергопотребление на ватт увеличивается.

 

3) Фиксированный выход. Сильный встречный ветер, дующий на вентилятор с регулируемой скоростью, или повышенное статическое давление снижают его мощность. Элементы управления на основе симистора не увеличивают напряжение автоматически, чтобы компенсировать снижение оборотов.

 

 

VFD — преобразователь частоты

 

Вместо регулирования напряжения частотно-регулируемый привод регулирует скорость, посылая входную частоту или частоту в герцах на трехфазный двигатель с номинальным инвертором.Внешний контроллер получает сигнал от управления вентиляцией и посылает соответствующий сигнал на двигатель в герцах. Вентиляторы с частотно-регулируемым приводом имеют несколько преимуществ по сравнению с вентиляторами с регулируемым напряжением.

 

1) Более эффективный. Замедление вентилятора VFD также снижает его потребление энергии, в отличие от регулирования напряжения.

2. Увеличенный срок службы двигателя. Двигатели с частотно-регулируемым приводом работают с меньшим нагревом, поскольку избыточная энергия, обычно теряемая при использовании симистора, не преобразуется в тепло.

3.Меньше фанатов. VFD позволяет использовать большие летние вентиляторы для минимальной вентиляции зимой.

4. Преобразование существующих вентиляторов. Замена существующего двигателя трехфазным двигателем с инверторным номиналом и добавление внешнего контроллера VFD делает преобразование возможным для большинства вентиляторов.

 

Вентилятор с частотно-регулируемым приводом не изменяет скорость вращения вентилятора для компенсации встречного ветра или повышенного статического давления. Сильный ветер, дующий на вентилятор, уменьшит его мощность, как и в случае с вентилятором, управляемым напряжением.

 

 

ECM — электродвигатель с электронной коммутацией

 

Встроенная электроника внутри двигателя ECM получает сигнал от контроллера дома и определяет желаемое число оборотов. Он продолжает контролировать обороты вала и регулировать потребляемую мощность для поддержания правильной скорости.

 

Вентиляторы

ECM имеют несколько существенных преимуществ.

 

 1) Точный выход переменной скорости. Получив сигнал от контроллера помещения, микропроцессор двигателя определяет правильную скорость для желаемой скорости вентиляции.Он продолжает контролировать обороты вала и регулировать потребляемую мощность для поддержания нужной скорости.

 

Например, если максимальная скорость вентилятора составляет 700 об/мин, а двигатель получает 5-вольтовый сигнал, он отрегулирует мощность до 350 об/мин. Если число оборотов уменьшается из-за более высокого статического давления или встречного ветра, на двигатель передается больше мощности для поддержания желаемой скорости вращения вентилятора.

 

 2) Сокращенное техническое обслуживание. В двигателе с прямым приводом отсутствуют подшипники вала, шкив и ремни: больше нет дорогостоящих и трудоемких ремонтов и регулировок.

 

 3) Самый эффективный. При полной нагрузке двигатель Infinity на 10 % эффективнее обычных двигателей переменного тока. Двигатель Infinity сохраняет свою высокую эффективность даже при более низких скоростях вращения вентилятора.

 

 4) Увеличенный срок службы двигателя. Двигатели Infinity работают при более низких температурах, чем сопоставимые двигатели переменного тока с регулируемым напряжением, даже на более низких скоростях. Высокие рабочие температуры являются одной из основных причин поломки двигателя.

 

 5) Меньше вентиляторов.Благодаря способности вентилятора Infinity эффективно работать при низкой скорости воздушного потока минимальная скорость вентиляции обеспечивается без использования менее эффективных вентиляторов меньшего размера.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*