Hoe kunnen we de ventilatorsnelheid regelen?
Om de snelheid van een ventilator en dus van zijn motor te regelen, hebben we een toestel nodig dat aangeeft hoe snel de motor moet draaien en daarnaast hebben we in sommige gevallen ook nog een snelheidsregelaar nodig. Of we een snelheidsregelaar nodig hebben of niet, hangt af van het type motor dat we gebruiken voor onze ventilator. Er zijn twee motortypen:
Een EC-motor heeft, in tegenstelling tot een AC-motor, een ingebouwde snelheidsregelaar. Een AC-motor vereist een aparte snelheidsregelaar
Of de motor van uw keuze nu een ingebouwde snelheidsregelaar heeft of niet, typische besturingssignalen zijn een 0-10 Volt, een 0-20 mA-signaal en een Pulse with Modulation (PWM) -signaal. Deze analoge signalen zijn al vele jaren populair. De laatste jaren is er een stijgende vraag naar digitale stuursignalen waarvan Modbus RTU een van de populairste is. Met digitale communicatie kan, naast het aansturen van de gewenste snelheid, ook andere informatie zoals motorstroom, motorsnelheid, enz uitgewisseld worden. En met digitale communicatie is zelfs het opbouwen van volledige ventilatienetwerken, bestaande uit verschillende componenten, mogelijk.
Hoe de gewenste ventilatorsnelheid in te stellen?
Verschillende apparaten kunnen dergelijke stuursignalen genereren. Er zijn enerzijds analoge 3-standenschakelaars, potentiometers, en intelligente HVAC-sensorenen anderzijds digitale clouddiensten HVAC-controllers, en gebouwbeheersystemen. In de onderstaande afbeelding kunt u zien hoe een stuursignaal opgewekt wordt (CONTROLS) en daarna zijn weg verder zet. Voor AC-motoren gaan de stuursignalen eerst langs een snelheidsregelaar en vervolgens geeft deze de juiste spanning of frequentie door aan de motor. Voor EC-motoren gaat het stuursignaal rechtstreeks naar de motor. Want een EC-motor heeft immers een ingebouwde snelheidsregelaar.
Zoals eerder geschreven, is er een onderscheid tyssen EC-motoren en AC-motoren. In de tabbladen EC ventilatoren en AC ventilatoren hierboven, leggen we verschil tussen deze motortypen in detail uit.
Wat is een elektromotor?
Laten we beginnen met de basis: Een elektromotor is een machine die elektrische energie omzet in mechanische energie. De interactie van een magnetisch veld en elektrische stroom in een spoel (motorwikkeling) genereert een kracht (koppel) op de motoras.
Het is niet mogelijk om het werkingsprincipe van een elektromotor uit te leggen zonder enkele basiswetten van de fysica te kennen. De meest relevante fysische wetten zijn de wet van Faraday, de wet van Lenz en de Lorentz-kracht. Zonder al te veel in detail te treden, zullen we proberen uit te leggen waar deze wetten over gaan.
Intern motorontwerp
Een motor heeft een bewegend deel, de rotor, en een stationair deel, de stator. In de meeste klassieke AC-motoren zijn de motorwikkelingen (spoelen) geïntegreerd in de stator. De rotor houdt de motoras op zijn plaats. De rotor is met kogellagers in de stator gemonteerd. Sommige motortypen hebben een externe rotor. In dat geval wordt de rotor rond de stator gemonteerd.
De Lorentz-kracht
Aan het einde van de 19e eeuw werd veel geëxperimenteerd met elektromagnetisme. Een zekere Mr. Lorentz ontdekte dat wanneer een stroomdragende draad (of spoel) door een magnetisch veld beweegt, deze een kracht ervaart. Deze kracht wordt de Lorentzkracht genoemd. Dit is het fundamentele werkingsprincipe van magnetrons, radar en ... elektromotoren. De stroomvoerende geleider beweegt door het magnetische motorveld en wordt weggeduwd door de Lorentzkracht. Deze theorie verklaart waarom een elektromotor draait en hoe het motorkoppel ontstaat. De stator van een wisselstroommotor creëert een magnetisch veld. De stroomdragende geleiders van de rotor bewegen door dit magnetisch veld. De rotor wordt weggeduwd door de LorentzKracht en de motor begint te draaien. Dit proces is hoe elektrische energie wordt omgezet in kinetische energie.
De wet van Faraday
Om een elektromotor te laten werken, zijn een stroomvoerende geleider en een magnetisch veld vereist. EC-motoren gebruiken permanente magneten om dit elektrische veld te creëren, terwijl AC-motoren het principe van elektromagnetische inductie gebruiken om dit magnetische veld te creëren. Wisselstroom genereert een roterend magnetisch veld in de stator van een wisselstroommotor. Dit roterende veld doet de rotor en de as van de motor draaien. De wet van Faraday verklaart hoe elektromagnetische inductie werkt. Het is een van de basiswetten van elektromagnetisme en het vertelt ons hoe een veranderende magnetische flux een elektrische stroom in een spoel opwekt. Het is het fundamentele werkingsprincipe van elektrische transformatoren, motoren, generatoren en andere apparaten. Op basis van deze wet beschreef Mr. Emil Lenz het geïnduceerde elektromagnetische veld en de richting van de geïnduceerde stroom. Wat de draairichting van de motor bepaalt. Deze beschrijving noemen we nu de wet van Lenz.