Ovládání rychlosti AC ventilátoru

Co je AC motor?

AC ventiilátory jsou ventilátory s AC motorem. AC motory mají obvykle rotor s klecí a kartáči, na rozdíl od EC motoru. Střídavý elektrický proud procházející statorovým vinutím vytváří točivé magnetické pole. Toto magnetické pole indukuje ve vinutí rotoru proudy (Faradayův indukční zákon).

AC motory jsou dominantním motorem v průmyslových aplikacích a ve vzduchotechnice. Vzhledem k širokému spektru pohonů s proměnlivou rychlostí a stále inteligentnějším řešením řízení se zdá, že možnosti použití jsou nekonečné. AC motory jsou mimořádně spolehlivé a velmi robustní. Nevyžadují téměř žádnou údržbu a v případě poruchy je lze snadno opravit. AC motory jsou průmyslovým standardem, a proto jsou široce dostupné ve velmi širokém rozsahu výkonů. Vzhledem k jejich dlouhé historii existuje mnoho typů AC motorů:

• Indukční motory nebo asynchronní motory
• Napěťově řízené motory
• Synchronní motory s permanentními magnety (PMSM)

Indukční motory jsou asynchronní motory s klecovým rotorem. Střídavý elektrický proud procházející statorovým vinutím vytváří točivé magnetické pole. Toto magnetické pole indukuje ve vinutí rotoru proudy (Faradayův indukční zákon). Indukované proudy vytvářejí magnetické pole rotoru. Magnetické pole rotoru zaostává za magnetickým polem statoru. To se nazývá prokluz motoru. Rotor není synchronizován s rotujícím magnetickým polem. Čím vyšší je zatížení, tím vyšší je skluz a tím vyšší je točivý moment motoru. Z tohoto důvodu se tyto motory nazývají asynchronní nebo indukční motory. Indukční motory jsou standardem pro většinu průmyslových aplikací. V oboru vzduchotechniky se indukční motory obvykle používají ve větších instalacích.

• IE1 - Standardní účinnost
• IE2 - Zvýšená účinnost
• IE3 - Velká účinnost
• IE4 - Velmi velká účinnost (PMSM)
• IE5 - Ultraprémiová účinnost (PMSM)

Hlavní rozdíl mezi těmito variantami je ve spotřebě energie. V mnoha případech se používá více mědi, aby se minimalizovaly ztráty, u některých motorů IE3 je celý rotor vyroben z mědi. To zvyšuje pořizovací cenu motoru.

Napěťově řízené motory jsou asynchronní motory, jejichž otáčky lze řídit snížením napětí. Když je přivedeno jmenovité napětí, motor běží na vysoké otáčky. Když je napětí motoru sníženo, motor odpovídajícím způsobem zpomalí.

Při poklesu napětí motoru se sníží i maximální točivý moment motoru. Dokud má motor dostatečný výkon pro pohon zátěže, lze otáčky motoru regulovat snížením napětí. Nezapomeňte, že ne všechny motory lze regulovat napětím. Běžně používané typy motorů regulovatelných napětím jsou e jednofázové motory s trvale děleným kondenzátorem or jednofázové motory se stíněnými póly..

Napěťově regulovatelné motory jsou často jednofázové motory.

Možnost regulace napětím závisí také na zátěži připojené k motoru. Pokud je touto zátěží ventilátor, je pravděpodobnější, že motor může být řízen napětím. Ventilátor má kvadratickou křivku točivého momentu. To znamená, že vztah mezi otáčkami motoru a točivým momentem motoru není lineární. Např. pokud se otáčky ventilátoru sníží o 10 %, bude požadovaný točivý moment pro udržení těchto otáček o 20 až 30 % nižší než točivý moment pro udržení vysokých otáček. Proto je mnoho ventilátorů s AC motorem regulovatelných napětím. V případě aplikací s konstantním točivým momentem to není vždy možné.

Hlavní výhodou napěťově řízených motorů je jejich jednoduchost. Snadno se ovládají a připojují. Navíc jsou velmi robustní a spolehlivé. V případě poruchy je lze snadno opravit.

K regulaci otáček AC motorů řízených napětím lze použít následující techniky:

• Pětistupňové regulátory otáček – technologie autotransformátoru
• Elektronické regulátory otáček - technologie fázového úhlu na bázi triaku
• Frekvenční měnič – technologie pulzně šířkové modulace (PWM) na bázi IGBT

Elektromotory: 4 póly, 50 Hz

Výstupní výkon [kW]

Účinnost [%]

V případě potřeby velmi vysoké energie používají výrobci rotory s permanentními magnety, jako je tomu u většiny motorů IE4 a IE5. Motory s rotory s permanentními magnety musí být řízeny frekvenčním měničem. Motory s permanentními magnety mají vlastní permanentní magnetické pole.