Wie lässt sich der Drehzahl steuern?
Um einen Motor zu regeln, braucht man einen Regler, der ein Führungssignal ausgibt. Die Drehzahlregelung der Ventilatoren hängt vom Motortyp in der Lüftungsanlage ab. Es gibt zwei Motortypen:
Ein EC Motor hat im Gegensatz zu einem AC Motor einen eingebauten Drehzahlregler. Ein AC Motor erfordert einen separaten Drehzahlregler.
Unabhängig davon, ob der Motor Ihrer Wahl über einen eingebauten Drehzahlregler verfügt oder nicht, sind typische Führungssignale ein 0-10 Volt Signal, ein 0-20 mA Signal und ein PWM Signal (Pulse with Modulation). Diese analogen Signale sind seit vielen Jahren üblich. In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach neueren digitalen Führungssignalen gestiegen. Kommunikationsnetzwerke wie Modbus RTU werden in zunehmendem Maße zur Verteilung von Informationen eingesetzt.
Wie stelle ich die gewünschte Drehzahl ein?
Verschiedene Geräte können diese Führungssignale erzeugen. Es gibt analoge Steuerungsschalter, Potentiometer , und intelligente HLK Fühler auf der einen Seite und digitale Cloud-Dienste, HLK Reglerund Gebäudeleittechnikdienste auf der anderen Seite. In der Abbildung unten sehen Sie, wie sich ein Führungssignal antwickelt. Bei Wechselstrommotoren wird nach der Einstellung der Regler, ein Führungssignal zunächst an den Drehzahlregler und dann an den Motor ausgegeben. Bei EC Motoren geben die Regler, sobald sie eingestellt sind, ein Führungssignal direkt an den Motor.
Wir haben bereits erwähnt, dass wir heutzutage zwischen EC Motoren und AC Motoren unterscheiden. In den Tabs EC Ventilatoren und AC Ventilatoren oben wird der Unterschied zwischen diesen Motortypen im Detail erklärt.
Was ist ein Elektromotor?
Lassen Sie uns mit den Grundlagen anfangen: Ein Elektromotor ist eine Maschine, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. Das Zusammenspiel von Magnetfeld und elektrischem Strom in einer Spule (Motorwicklung) erzeugt eine Kraft (Drehmoment) auf die Motorwelle.
Es ist nicht möglich, das Funktionsprinzip eines Elektromotors ohne einige grundlegende physikalische Gesetze zu erklären. Die wichtigsten physikalischen Gesetze sind das Faradaysche Induktionsgesetz, die Lenz'sche Regel und die Lorentzkraft. Ohne zu sehr ins Detail zu gehen, werden wir versuchen zu erklären, was diese Gesetze bewirken.
Interne Motorkonstruktion
Ein Motor hat einen beweglichen Teil, den Rotor, und einen feststehenden Teil, den Stator. Bei den meisten klassischen Wechselstrommotoren sind die Motorwicklungen (Spulen) in den Stator integriert. Der Rotor hält die Motorwelle in Position. Der Rotor ist kugelgelagert im Stator montiert. Einige Motortypen haben einen Außenrotor. In diesem Fall ist der Rotor um den Stator herum montiert.
Die Lorentzkraft
Ende des 19. Jahrhunderts wurden zahlreiche Experimente auf dem Gebiet des Elektromagnetismus durchgeführt. Ein gewisser Herr Lorentz entdeckte, dass, wenn sich ein stromführender Draht (oder eine Spule) durch ein Magnetfeld bewegt, er eine Kraft erfährt. Diese Kraft wird Lorentzkraft genannt. Dieses Prinzip ist das grundlegende Funktionsprinzip von Magnetrons, Radar und... Elektromotoren. Der stromführende Draht bewegt sich durch das magnetische Motorfeld und wird von der Lorentzkraft weggedrückt. Diese Theorie erklärt, warum sich ein Elektromotor dreht und wie das Motordrehmoment entsteht. Der Stator eines Wechselstrommotors erzeugt ein Magnetfeld. Die stromführenden Leiter des Rotors bewegen sich durch dieses Magnetfeld. Der Rotor wird durch die Lorentzkraft weggedrückt und der Motor fängt an zu drehen. Bei diesem Vorgang wird elektrische Energie in kinetische Energie umgewandelt.
Das Faradaysche Induktionsgesetz
Damit ein Elektromotor funktioniert, sind ein stromdurchflossener Leiter und ein Magnetfeld erforderlich. EC Motoren verwenden Permanentmagnete, um dieses elektrische Feld zu erzeugen, während Wechselstrommotoren das Prinzip der elektromagnetischen Induktion verwenden, um dieses Magnetfeld zu erzeugen. Wechselstrom erzeugt ein rotierendes Magnetfeld im Stator eines Wechselstrommotors. Dieses Drehfeld dreht den Rotor. Faradays Induktionsgesetz erklärt, wie elektromagnetische Induktion funktioniert. Es ist eines der Grundgesetze des Elektromagnetismus und sagt uns, wie ein sich ändernder magnetischer Fluss einen elektrischen Strom in einer Spule induziert. Es ist das grundlegende Funktionsprinzip von elektrischen Transformatoren, Motoren, Generatoren und anderen Geräten. Basierend auf diesem Gesetz beschrieb Herr Emil Lenz das induzierte elektromagnetische Feld und die Richtung des induzierten Stroms. Diese Beschreibung nennen wir heute die Lenzsche Regel.