Jak můžeme ovládat rychlost ventilátoru?
K regulaci motoru je třeba nějaký regulátor, který vysílá řídicí signál. Způsob regulace otáček ventilátoru závisí na typu motoru ve větracím systému. Existují dva typy motorů:
EC motor má na rozdíl od AC motoru zabudovaný regulátor otáček ventilátoru. AC motor vyžaduje samostatný regulátor otáček ventilátoru.
Ať už má vámi zvolený motor vestavěný regulátor otáček ventilátoru nebo ne, typickými řídicími signály jsou signál 0-10 V, signál 0-20 mA a signál PWM (Pulse Width Modulation). Tyto analogové signály jsou oblíbené již mnoho let. V posledních letech roste poptávka po novějších digitálních řídicích signálech. K distribuci informací se stále častěji používají komunikační sítě jako Modbus RTU.
Jak nastavit požadovanou rychlost ventilátoru?
Tyto řídicí signály mohou generovat různá zařízení. K dispozici jsou analogové ovládací přepínače, potenciometry a chytrá vzduchotechnická čidla na jedné straně a digitální cloudové služby, regulátory vzduchotechniky, a služby správy budov na straně druhé. Na obrázku níže můžete vidět, jak se řídicí signál šíří. U AC motorů se po nastavení ovládacích prvků vyšle řídicí signál nejprve do regulátoru otáček ventilátoru a poté do motoru. U EC motorů se po nastavení řídicích prvků vysílá řídicí signál přímo do motoru.
Již dříve jsme uvedli, že v dnešní době rozlišujeme EC a AC motory. V záložkách EC ventilátory a AC ventilátory výše podrobně vysvětlíme rozdíl mezi těmito typy motorů.
Co je elektromotor?
Začněme od základů: Elektromotor je stroj, který přeměňuje elektrickou energii na mechanickou. Vzájemné působení magnetického pole a elektrického proudu v cívce (vinutí motoru) vytváří sílu (točivý moment) na hřídeli motoru.
Princip fungování elektromotoru nelze vysvětlit bez základních fyzikálních zákonů. Mezi nejdůležitější fyzikální zákony patří Faradayův indukční zákon, Lenzův zákon a Lorentzova síla. Aniž bychom zacházeli do přílišných podrobností, pokusíme se vysvětlit, čeho se tyto zákony týkají.
Vnitřní konstrukce motoru
Motor má pohyblivou část, rotor, a nepohyblivou část, stator. U většiny klasických AC motorů je vinutí motoru (cívky) integrováno do statoru. Rotor udržuje hřídel motoru ve správné poloze. Rotor je uložen ve statoru s kuličkovými ložisky. Některé typy motorů mají externí rotor. V takovém případě je rotor namontován kolem statoru.
Lorentzova síla
Na konci 19. století bylo provedeno mnoho pokusů s elektromagnetismem. Jistý pan Lorentz zjistil, že když se vodič s proudem (nebo cívka) pohybuje v magnetickém poli, působí na něj síla. Tato síla se nazývá Lorentzova síla. To je základní princip fungování magnetronů, radarů a... elektromotorů. Vodič s proudem se pohybuje magnetickým polem motoru a je vytlačován Lorentzovou silou. Tato teorie vysvětluje, proč se elektromotor otáčí a jak vzniká točivý moment motoru. Stator AC motoru vytváří magnetické pole. Proudové vodiče rotoru se pohybují v tomto magnetickém poli. Rotor je vlivem Lorentzovy síly odtlačován a motor se začne otáčet. Tímto procesem se elektrická energie mění na kinetickou.
Faradayův indukční zákon
Aby elektromotor fungoval, je zapotřebí vodič, kterým protéká proud, a magnetické pole. EC motory využívají k vytvoření elektrického pole permanentní magnety, zatímco AC motory využívají k vytvoření magnetického pole princip elektromagnetické indukce. Střídavý proud vytváří ve statoru AC motoru rotující magnetické pole. Toto rotující pole otáčí rotorem. Faradayův indukční zákon vysvětluje, jak funguje elektromagnetická indukce. Je to jeden ze základních zákonů elektromagnetismu a říká nám, jak měnící se magnetický tok indukuje elektrický proud v cívce. Je to základní princip činnosti elektrických transformátorů, motorů, generátorů a dalších zařízení. Na základě tohoto zákona popsal pan Emil Lenz indukované elektromagnetické pole a směr indukovaného proudu. Tento popis nyní nazýváme Lenzův zákon.