¿Cómo podemos controlar la velocidad del ventilador?
Para regular un motor, debe haber algún tipo de regulador, que envíe una señal de control. El método para controlar la velocidad del ventilador depende del tipo de motor en el sistema de ventilación. Hay dos tipos de motores:
Un motor de EC, a diferencia de un motor de AC, tiene un regulador de velocidad del ventilador integrado. Un motor de AC requiere un regulador de velocidad del ventilador separado.
Sin diferencia que el motor tenga un regulador de velocidad de ventilador integrado o no, las señales de control típicas son una señal de 0-10 V, una señal de 0-20 mA y una señal de modulación por ancho de pulso (PWM). Estas señales analógicas han sido populares durante muchos años. En los últimos años, ha habido una creciente demanda de nuevas señales de control digital. Las redes de comunicación como Modbus RTU se utilizan cada vez más para distribuir información.
¿Cómo configurar la velocidad deseada del ventilador?
Diferentes dispositivos pueden generar estas señales de control. Hay interruptores de control analógicos, potenciómetros, y sensores inteligentes de HVAC por un lado, y servicios digitales en la nube, controladores de HVAC, y sistemas de gestión de edificios, por otro lado. En la imagen de abajo, puede ver cómo circula una señal de control. Para los motores de AC, una vez que se configuran los controles, emiten una señal de control, primero al regulador de velocidad del ventilador y luego al motor. Para los motores EC, una vez que se configuran los controles, emiten una señal de control directamente al motor.
Como se ha citado anteriormente existe una diferencia entre motores EC y motores AC. En las pestañas ventiladores EC y ventiladores de AC de arriba, se ha analizado las diferencias entre estos tipos de motores en detalle.
¿Qué es un motor eléctrico?
Comencemos con lo básico: Un motor eléctrico es una máquina que convierte la energía eléctrica en energía mecánica. La interacción de un campo magnético y la corriente eléctrica en una bobina (bobinado del motor) genera una fuerza (par) en el eje del motor.
No es posible explicar el principio de funcionamiento de un motor eléctrico sin algunas leyes básicas de la física. Las leyes físicas más relevantes son la Ley de inducción de Faraday, la Ley de Lenz y la fuerza de Lorentz. Sin entrar en demasiados detalles, trataremos de explicar de qué se tratan estas Leyes.
Diseño interno del motor
Un motor tiene una parte móvil, el rotor, y una parte estacionaria, el estator. En la mayoría de los motores de AC clásicos, los devanados del motor (bobinas) están integrados en el estator. El rotor mantiene el eje del motor en posición. El rotor está montado en el estator con rodamientos de bolas. Algunos tipos de motores tienen un rotor externo. En ese caso, el rotor está montado alrededor del estator.
La Fuerza de Lorentz
A finales del siglo 19, se hicieron muchos experimentos con electromagnetismo. Un cierto Sr. Lorentz descubrió que cuando un cable portador de corriente (o bobina) se mueve a través de un campo magnético, experimenta una fuerza. Esta fuerza se llama la Fuerza de Lorentz. Este es el principio operativo fundamental de los magnetrones, radares y... motores eléctricos. El conductor portador de corriente se mueve a través del campo del motor magnético y es empujado por la Fuerza de Lorentz. Esta teoría explica por qué gira un motor eléctrico y cómo se crea el par motor. El estator de un motor de AC crea un campo magnético. Los conductores portadores de corriente del rotor se mueven a través de este campo magnético. El rotor se aleja debido a la Fuerza de Lorentz y el motor comienza a girar. Este proceso es cómo la energía eléctrica se convierte en energía cinética.
Ley de Inducción de Faraday
Para que un motor eléctrico funcione, se requiere un conductor portador de corriente y un campo magnético. Los motores de EC utilizan imanes permanentes para crear este campo eléctrico, mientras que los motores de AC utilizan el principio de inducción electromagnética para crear este campo magnético. La corriente alterna genera un campo magnético giratorio en el estator de un motor de AC. Este campo giratorio hace girar el rotor. La Ley de inducción de Faraday explica cómo funciona la inducción electromagnética. Es una de las Leyes básicas del electromagnetismo y nos dice cómo un flujo magnético cambiante induce una corriente eléctrica en una bobina. Es el principio operativo fundamental de los transformadores eléctricos, motores, generadores y otros dispositivos. Basándose en esta Ley, el Sr. Emil Lenz describió el campo electromagnético inducido y la dirección de la corriente inducida. Esta descripción es lo que ahora llamamos la Ley de Lenz.