Jak możemy kontrolować prędkość wentylatora?
Aby regulować silnik, musi istnieć jakiś sterownik, który wysyła sygnał sterujący. Sposób sterowania prędkością wentylatora zależy od rodzaju silnika w systemie wentylacyjnym. Istnieją dwa typy silników:
Silnik EC, w przeciwieństwie do silnika prądu przemiennego, ma wbudowany regulator prędkości wentylatora. Klimatyzacja wymaga oddzielnego regulatora prędkości wentylatora.
Niezależnie od tego, czy wybrany silnik ma wbudowany regulator prędkości wentylatora, czy nie, typowe sygnały sterujące to 0-10 woltów, sygnał 0-20 mA i sygnał impulsowy z modulacją (PWM). Te sygnały analogowe są popularne od wielu lat. W ostatnich latach rośnie zapotrzebowanie na nowsze cyfrowe sygnały sterujące. Sieci komunikacyjne, takie jak Modbus RTU, są coraz częściej wykorzystywane do dystrybucji informacji.
Jak ustawić żądaną prędkość wentylatora?
Różne urządzenia mogą generować te sygnały sterujące. Z jednej strony są analogowe przełączniki sterujące, potencjometry i inteligentne czujniki HVAC, a z drugiej strony cyfrowe usługi w chmurze, sterowniki HVACi usługi zarządzania budynkiem. Na poniższym obrazku możesz zobaczyć, jak przemieszcza się sygnał sterujący. W przypadku silników prądu przemiennego, po ustawieniu elementów sterujących, wysyłają one sygnał sterujący, najpierw do regulatora prędkości wentylatora, a następnie do silnika. W przypadku silników EC po ustawieniu elementów sterujących wysyłają one sygnał sterujący bezpośrednio do silnika. For AC motors, once the controls are set, they give out a control signal, first to the fan speed controller and then to the motor. For EC motors, once the controls are set, they give out a control signal directly to the motor.
Ustaliliśmy wcześniej, że obecnie rozróżniamy silniki EC i silniki prądu przemiennego. W zakładkach wentylatoryEC i wentylatory AC powyżej wyjaśnimy szczegółowo różnicę między tymi typami silników.
Co to jest silnik elektryczny?
Zacznijmy od podstaw: Silnik elektryczny to maszyna, która przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną. Oddziaływanie pola magnetycznego i prądu elektrycznego w cewce (uzwojenie silnika) generuje siłę (moment obrotowy) na wale silnika.
Nie można wyjaśnić zasady działania silnika elektrycznego bez pewnych podstawowych praw fizyki. Najważniejszymi prawami fizycznymi są prawo indukcji Faradaya, prawo Lenza i siła Lorentza. Nie wchodząc w szczegóły, postaramy się wyjaśnić, o co chodzi w tych prawach.
Wewnętrzna konstrukcja silnika
Silnik ma ruchomą część, wirnik i nieruchomą część, stojan. W większości klasycznych silników prądu przemiennego uzwojenia silnika (cewki) są zintegrowane ze stojanem. Wirnik utrzymuje wał silnika w pozycji. Wirnik jest zamontowany w stojanie za pomocą łożysk kulkowych. Niektóre typy silników mają zewnętrzny wirnik. W takim przypadku wirnik jest zamontowany wokół stojana.
Siła Lorentza
Pod koniec XIX wieku, wiele eksperymentów przeprowadzono z elektromagnetyzmem. Niejaki pan. Lorentz odkrył, że kiedy drut (lub cewka) przewodzący prąd porusza się w polu magnetycznym, doświadcza siły. Siła ta nazywana jest Siłą Lorentza. Jest to podstawowa zasada działania magnetronów, radaru i... silniki elektryczne. Przewodnik przewodzący prąd porusza się przez pole magnetyczne silnika i jest odpychany przez siłę Lorentza. Teoria ta wyjaśnia, dlaczego silnik elektryczny obraca się i jak powstaje moment obrotowy silnika. Stojan silnika prądu przemiennego wytwarza pole magnetyczne. Przewody przewodzące prąd wirnika poruszają się w tym polu magnetycznym. Wirnik zostaje odepchnięty z powodu siły Lorentza i silnik zaczyna się obracać. W ten sposób energia elektryczna jest przekształcana w energię kinetyczną.
Prawo indukcji Faradaya
Aby silnik elektryczny działał, wymagany jest przewodnik przewodzący prąd i pole magnetyczne. Silniki EC wykorzystują magnesy trwałe do wytworzenia tego pola elektrycznego, podczas gdy silniki prądu przemiennego wykorzystują zasadę indukcji elektromagnetycznej do wytworzenia tego pola magnetycznego. Prąd przemienny generuje wirujące pole magnetyczne w stojanie silnika prądu przemiennego. To obracające się pole obraca wirnik. Prawo indukcji Faradaya wyjaśnia, jak działa indukcja elektromagnetyczna. Jest to jedno z podstawowych praw elektromagnetyzmu i mówi nam, w jaki sposób zmieniający się strumień magnetyczny indukuje prąd elektryczny w cewce. Jest to podstawowa zasada działania transformatorów elektrycznych, silników, generatorów i innych urządzeń. W oparciu o to prawo Pan Emil Lenz opisał indukowane pole elektromagnetyczne i kierunek indukowanego prądu. Ten opis nazywamy teraz prawem Lenza.