Fan hızını nasıl kontrol edebiliriz?
Bir motoru düzenlemek için, bir kontrol sinyali gönderen bir tür kontrolörün olması gerekir. Fan hızını kontrol etme yöntemi, havalandırma sistemindeki motor tipine bağlıdır. İki motor tipi vardır:
AC motorun aksine, EC motorunda yerleşik bir fan hız kontrol cihazı bulunur. AC motorları ayrı bir fan hız denetleyicisi gerektirir.
Seçtiğiniz motorun dahili bir fan hız kontrol cihazına sahip olup olmadığına bakılmaksızın, genel kontrol sinyalleri 0-10 Volt, 0-20 mA sinyali ve Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM) sinyalidir. Bu analog sinyaller uzun senelerdir popülerliklerini korumuşturlar. Son yıllarda, daha yeni dijital kontrol sinyallerine olan talep artmaktadır. Modbus RTU gibi iletişim ağları, bilgi aktarımı için giderek daha fazla kullanılmaktadır.
İstenilen fan hızı nasıl ayarlanır?
Bu kontrol sinyallerini farklı cihazlar üretebilir. Bir yandan analog kontrol anahtarları, potansiyometreler ve akıllı HVAC sensörleri, diğer yandan dijital bulut hizmetleri, HVAC denetleyicileri ve bina yönetim hizmetleri bulunmaktadır. Aşağıdaki görselde, bir kontrol sinyalinin nasıl hareket ettiğini görebilirsiniz. AC motorlar için, kontroller ayarlandıktan sonra, önce fan hız kontrol cihazına ve ardından motora bir kontrol sinyali gönderirler. EC motorları için, kontroller ayarlandıktan sonra, doğrudan motora bir kontrol sinyali gönderilir.
Daha önce, günümüzde EC motorları ile AC motorları birbirinden ayrı tuttuğumuzdan bahsetmiştik. Yukarıdaki EC fanlar ve AC fanlar sekmelerinde bu motor tipleri arasındaki farkı detaylı olarak açıklayacağız.
Elektrik motoru nedir?
Temel bilgilerle başlayalım: Elektrik motorları elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren motorlardır. Bir bobindeki (motor sargısı) manyetik alan ve elektrik akımının etkileşimi, motor şaftı üzerinde bir kuvvet (tork) oluşturur.
Bir elektrik motorunun çalışma prensibini bazı temel fizik yasaları olmadan açıklamak mümkün değildir. Bu konuyla ilişkili fiziksel yasalar Faraday'ın tümevarım yasası, Lenz yasası ve Lorentz kuvvetidir. Çok fazla ayrıntı ve detaya girmeden, bu yasaların neyle ilgili olduğunu açıklamaya çalışacağız.
İç motor tasarımı
Motorun hareketli bir parçası, rotoru ve sabit bir parçası olan statoru vardır. Çoğu klasik AC motorda, motor sargıları (bobinler) statora entegre edilmiştir. Rotor, motor milini yerinde tutar. Rotor, statora bilyalı rulmanlarla monte edilir. Bazı motor tiplerinde harici bir rotor bulunur. Bu durumda rotor statorun etrafına monte edilir.
Lorentz Kuvvetleri
19. Yüzyılın sonunda elektromanyetizma ile birçok deney yapıldı. Sayın Lorentz, akım taşıyan bir telin (veya bobinin) bir manyetik alan boyunca hareket ettirilğinde bir kuvvetle karşılandığını keşfetti. Bu kuvvete Lorentz Kuvveti denir. Bu, mikrodalga fırınların, radarların ve... elektrik motorlarının temel çalışma prensibidir. Akım taşıyan iletken manyetik motor alanı boyunca hareket eder ve Lorentz Kuvveti tarafınca itilir. Bu teori, bir elektrik motorunun neden döndüğünü ve motor torkunun nasıl oluşturulduğunu açıklar. Bir AC motorun statoru manyetik bir alan oluşturur. Rotorun akım taşıyan iletkenleri bu manyetik alan boyunca hareket eder. Lorentz Kuvveti nedeniyle rotor’un itilmesiyle motor dönmeye başlar. Bu süreç ile elektrik enerjisi kinetik enerjiye dönüştürüldür.
Faraday'ın İndüksiyon Yasası
Bir elektrik motorunun çalışması için akım taşıyan bir iletken ve bir manyetik alan gereklidir. EC motorları bu elektrik alanını oluşturmak için kalıcı mıknatıslar kullanırken, AC motorlar bu manyetik alanı oluşturmak için elektromanyetik indüksiyon prensibini kullanır. Alternatif akım, bir AC motorun statorunda dönen bir manyetik alan oluşturur. Bu dönen alan rotoru döndürür. Faraday'ın indüksiyon yasası elektromanyetik indüksiyonun nasıl çalıştığını açıklar. Bu elektromanyetizmanın temel yasalarından biridir ve bize değişen bir manyetik akımın bir bobinde nasıl bir elektrik akımına neden olduğunu anlatır. Elektrik transformatörlerinin, motorların, jeneratörlerin ve diğer cihazların temel çalışma prensibidir. Bu yasaya dayanarak, Sayın Emil Lenz indüklenen elektromanyetik alanı ve indüklenen akımın yönünü tanımlamıştır. Bu tanım günümüzde Lenz yasası olarak geçmektedir.