Comment pouvons-nous contrôler la vitesse d’un ventilateur ?
Pour réguler la vitesse d’un moteur, il doit y avoir une sorte de variateur qui envoie un signal de commande. La méthode de contrôle de la vitesse du ventilateur dépend du type de moteur dans le système de ventilation. Il existe deux types de moteurs :
Un moteur EC, par opposition à un moteur CA, dispose d’un variateur de vitesse intégré. Un moteur CA nécessite un variateur de vitesse séparé.
Que le moteur de votre choix dispose oui ou non d’un variateur de vitesse intégré, les signaux de commande typiques sont un signal 0-10 volts, un signal 0-20 mA et un signal d’impulsion avec modulation (PWM). Ces signaux analogiques sont populaires depuis de nombreuses années. Ces dernières années, il y a eu une demande croissante pour de nouveaux signaux de commande numériques. Les réseaux de communication comme Modbus RTU sont de plus en plus utilisés pour diffuser des informations.
Comment régler la vitesse souhaitée du ventilateur ?
Différents appareils peuvent générer ces signaux de commande. Il existe des commutateurs de commande analogiques, des potentiomètres, et des capteurs CVC intelligents d’une part, et des services cloud numériques, des régulateurs CVC, capteurs CVC intelligents d’une part, et des services cloud numériques, des régulateurs CVC et des services de gestion de bâtiments d’autre part. Dans l’image ci-dessous, vous pouvez voir comment un signal de commande se déplace. Pour les moteurs CA, une fois les commandes réglées, elles émettent un signal de commande, d’abord au variateur de vitesse, puis au moteur. Pour les moteurs EC, une fois les commandes réglées, elles émettent un signal de commande directement au moteur.
Nous avons noté précédemment qu'aujourd'hui nous distinguons les moteurs EC des moteurs CA. Dans les onglets Ventilateur EC and Ventilateur EC ci-dessus, nous expliquerons en détail la différence entre ces types de moteurs.
Qu’est-ce qu’un moteur électrique ?
Commençons par les bases: Un moteur électrique est une machine qui convertit l’énergie électrique en énergie mécanique. L’interaction d’un champ magnétique et d’un courant électrique dans une bobine (enroulement du moteur) génère une force (couple) sur l’arbre du moteur.
Il n’est pas possible d’expliquer le principe de fonctionnement d’un moteur électrique sans quelques lois fondamentales de la physique. Les lois physiques les plus pertinentes sont la loi d’induction de Faraday, la loi de Lenz et la force de Lorentz. Sans trop entrer dans les détails, nous allons essayer d’expliquer en quoi consistent ces lois.
Conception interne du moteur
Un moteur a une partie mobile, le rotor, et une partie stationnaire, le stator. Dans la plupart des moteurs CA classiques, les enroulements du moteur (bobines) sont intégrés dans le stator. Le rotor maintient l’arbre du moteur en position. Le rotor est monté dans le stator avec des roulements à billes. Certains types de moteurs ont un rotor externe. Dans ce cas, le rotor est monté autour du stator.
La force de Lorentz
À la fin du 19ème siècle, de nombreuses expériences ont été faites avec l’électromagnétisme. Un certain M. Lorentz a découvert que lorsqu’un fil porteur de courant (ou bobine) se déplace à travers un champ magnétique, il subit une force. Cette force est appelée la force de Lorentz. C’est le principe de fonctionnement fondamental des magnétrons, des radars et ... des moteurs électriques. Le conducteur porteur de courant se déplace à travers le champ magnétique du moteur et est repoussé par la force de Lorentz. Cette théorie explique pourquoi un moteur électrique tourne et comment le couple moteur est créé. Le stator d’un moteur à courant alternatif crée un champ magnétique. Les conducteurs porteurs de courant du rotor se déplacent à travers ce champ magnétique. Le rotor est repoussé à cause de la force de Lorentz et le moteur commence à tourner. Ce processus est la façon dont l’énergie électrique est convertie en énergie cinétique.
Loi de Faraday sur l’induction
Pour qu’un moteur électrique fonctionne, un conducteur porteur de courant et un champ magnétique sont nécessaires. Les moteurs EC utilisent des aimants permanents pour créer ce champ électrique, tandis que les moteurs CA utilisent le principe de l’induction électromagnétique pour créer ce champ magnétique. Le courant alternatif génère un champ magnétique rotatif dans le stator d’un moteur CA. Ce champ rotatif fait tourner le rotor. La loi de Faraday sur l’induction explique le fonctionnement de l’induction électromagnétique. C’est l’une des lois de base de l’électromagnétisme et elle nous dit comment un flux magnétique changeant induit un courant électrique dans une bobine. C’est le principe de fonctionnement fondamental des transformateurs électriques, des moteurs, des générateurs et d’autres dispositifs. Sur la base de cette loi, M. Emil Lenz a décrit le champ électromagnétique induit et la direction du courant induit. Cette description est ce que nous appelons maintenant la loi de Lenz.