Регулировка скорости канального вентилятора: настройка оборотов вытяжки с помощью ступенчатой регулировки

Обновлено: 28.04.2024

Канальные вентиляторы служат для обеспечения перемещения воздуха в помещении. Простые приборы эффективны и применяются в жилых, коммерческих, промышленных зданиях. Но иногда нужна регулировка скорости канального вентилятора: для экономии электроэнергии, снижения уровня акустического шума, настройки производительности притока, вытяжки.

Один из способов изменить степень вращения лопастей аппарата — применение ступенчатого контроллера. Посмотрим, как он действует, где применяется, в чем преимущества и недостатки прибора, какие есть разновидности. Ознакомимся с некоторыми схемами подключения таких устройств и связанными с монтажом нюансами. Все это поможет правильно выбрать и установить регулятор.

Целесообразность использования устройства

Когда вентилятор постоянно работает на максимальных оборотах, ресурс прибора быстро исчерпывается. Мощность аппарата снижается и он выходит из строя. Большинство деталей не выдерживают такой нагрузки, изнашиваются, ломаются. Установка контроллера скорости увеличивает срок службы вентилятора.

Кроме сбережения рабочего ресурса, регулятор выполняет и другую важную функцию — снижает шум от работающей вентиляционной системы.

В офисных помещениях с большим скоплением оргтехники уровень шума достигает, а иногда и превышает, допустимые показатели шума. Это обусловлено работающими на полных мощностях вентиляторами. Сосредоточиться и нормально работать в таких условиях сложно

Еще один веский довод для монтажа регулятора — экономия электроэнергии. Результатом снижения количества оборотов лопастей, изменения общей мощности прибора становится уменьшение расхода энергии.

Принцип работы ступенчатого регулятора

Функционирование прибора базируется на применении трансформатора, который оснащен одной обмоткой, отводами от витков. Обмотка разветвлена. При подключении ответвлений к вытяжке подается пониженное напряжение.

Сама ступенчатая регулировка осуществляется изменением витков, которые подсоединяются к входу вентилятора.

На простейшей схеме видно, что питающая сеть 220 В подсоединена к трансформаторной катушке Т1 с несколькими ветками. При постепенном подключении нагрузки к веткам 1, 2, 3 на М1 подается только часть напряжения

С уменьшением напряжения снижается и скорость вращения лопастей вытяжки. На выходе получаем неискаженную синусоиду, поэтому при переключении скоростей не возникают помехи, влияющие на другие приборы и сам вентилятор.

В других типах регуляторов использован иной принцип. В электронных модулях ШИМ действие основано на варьировании передаваемой в нагрузку мгновенной мощности. В полупроводниковых приборах рабочая функция положена на тиристоры и симисторы.

На панели ступенчатого прибора имеется ручка и шкала обычно с пятью положениями: 0 — выкл., 1 соответствует минимальной скорости, 5 указывает на максимальную, 2, 3, 4 являются промежуточными значениями

Управление устройством осуществляется ступенчатым, поэтапным изменением питающего напряжения. Регулировка производится вручную.

Контроллеры монтируются на стену как выключатели, с их помощью легко менять количество оборотов вытяжного вентилятора.

Специальным переключателем вентилятор подсоединяется к нужному узлу обмотки и скорость вращения его лопастей падает. Параллельно снижается потребление электроэнергии, что экономит ресурс.

К достоинствам моделей относят надежность, долговечность, высокую перегрузочную способность. В число минусов попадают размеры блока управления: это не всегда удобно, если устройство нужно разместить в ограниченном пространстве.

Еще два недостатка — невозможность плавной регулировки и потери энергии на нагрев во время регулировки. Но при подсоединении температурных датчиков, таймера процесс изменения скоростей легко автоматизировать.

Разновидности и особенности приборов

Трансформаторные регуляторы оптимально подходят для ситуаций, когда нужно контролировать скорость вращения лопастей вытяжки вручную. Их популярность обусловлена и умеренной стоимостью, а также самой высокой надежностью среди «коллег».

Благодаря широкому диапазону мощности выпускаемых устройств легко подобрать модель для совмещения с вентиляторами от нескольких Вт до нескольких кВт. Но модели не универсальны, они подбираются под типы вытяжек

Отличие ступенчатых контроллеров от других видов регуляторов — способность долго непрерывно работать на не обслуживаемых объектах.

Основные технические характеристики аппаратов:

поступенчатое напряжение: 65-110-135-170-230 или 80-105-130-160-230 (цифры отличаются в зависимости от модели);
однофазные и трехфазные — 220 и 380 В соответственно;
вес может быть вплоть до 30 кг (все приборы достаточно громоздкие);
частота тока: 50-60 Гц;
класс защиты устройства: 00, 20, 54 IP.

Корпуса устройств выполнены из прочного пластика и способны выдерживать температуры до +40 градусов. Некоторые группы регуляторов относятся к классу В с запасом выдержки до 130 градусов.

Есть приборы со встроенными защитными устройствами, которые прекращают подачу напряжения на вентилятор, если его термоконтакты активизируются. Перезапуск производится установкой рукоятки в нулевое положение на 10 сек

В некоторых моделях предусмотрены лампы сигнализации работы оборудования и аварийные индикаторы. Есть и уникальные аппараты с опцией гальванической развязки с сетью. Такие контроллеры можно использовать в медицинских учреждениях.

В качестве дополнительных опций контроллер может иметь клеммы для подсоединения и управления внешними устройствами (например, под приводы воздушных заслонок).

По конструкции и виду обслуживаемых вентиляторов контроллеры делятся на устанавливаемые:

на стенах;
внутри стен;
внутри вентиляционной установки;
отдельном специальном шкафу, если работает система «умный дом».

Некоторые модели монтируются на Din-рейку, управляются дистанционно.

Если нужно регулировать скорость на нескольких вентиляторах, целесообразно купить многоканальный контроллер. Есть модели, способные обслуживать одновременно до четырех и более устройств.

В случае использования одного регулятора для нескольких канальных вентиляторов суммарный потребляемый ток последних не должен превышать значение номинального тока контроллера (плюс запас 20-30%)

Но, если вентиляторы расположены в разных помещениях, а регулятор будет один, то и параметры на вытяжках установятся одинаковые. В случае, когда нужен разный микроклимат в разных комнатах, удобнее подключить несколько контроллеров.

Большой вес и габариты таких устройств, сложность внешнего управления перекрываются их преимуществами при стационарном размещении. Выбор конкретной модели зависит от технических особенностей вентиляционной системы.

Подключение контроллера к вытяжке

Монтаж прибора осуществляется внутри помещения. Он производится с учетом рециркуляции воздушных масс для охлаждения внутренних цепей.

Запрещено размещать регулятор в зоне с плохой конвекцией воздуха, прямым попаданием солнечных лучей, над отопительным прибором. Рабочее положение устройства — строго вертикальное, так выделяемое тепло будет рассеиваться

Чтобы правильно установить регулятор, необходимо внимательно ознакомиться с инструкцией к устройству.

Большинство моделей рассчитаны на самостоятельный монтаж пользователем и не требуют специальных знаний.

Контакты на фирменных изделиях промаркированы, а в комплект поставки включены рекомендации по подключению, эксплуатации, техобслуживанию устройства. Схемы у разных устройств отличаются

Монтаж настенных и внутристенных приборов производится шурупами и дюбелями, которые подобраны в соответствии с габаритами и весом аппарата. Крепежные элементы обычно поставляются в комплекте, как и схема подключения контроллера вентилятора.

Общая закономерность и последовательность действий следующая:

Регулятор сначала монтируется, затем подключается к кабелю, который подает ток на вентилятор.
Провода делятся на «фазу», «ноль», «землю» и разрезаются, подсоединяются к входным и выходным клеммам. Важно не перепутать их местами и сделать все подключения по инструкции.
Последний этап — проверка размера сечения питающего кабеля и соединения на соответствие максимально разрешенному напряжению прибора.

Процесс установки настенных регуляторов аналогичен принципу подключения розеток, выключателей освещения. Можно использовать старое посадочное место выключателя вентилятора для монтажа контроллера. При этом выключатель нужно демонтировать.

Когда модуль управления и сам регулятор размещены в разных корпусах, установка устройств осложняется. Блок управления питается от электрощита, а исполнительный модуль подсоединяется посредством слаботочного провода

Если контроллер с термоконтактами, рекомендуется подключать его к двигателям с вынесенными контактами тепловой защиты, подсоединяемые к клеммам ТК регулятора. Такая схема надежно защитит основное устройство.

Когда термоконтакты размыкаются в случае перегрева, цепь контроллера разрывается, двигатель сразу останавливается и зажигается аварийная лампочка.

Двигатель без термоконтактов требует установки отдельной тепловой защиты. Дополнительно в схему можно добавить перемычку на ТК, но при этом номинальный ток регулятора должен быть больше максимального тока двигателя на 20%.

Как уменьшить или увеличить скорость?

В вытяжках благодаря ступенчатой регулировке скорости вентилятора можно менять интенсивность потока, которая влияет на общий воздухообмен. Для управления и используется способ изменения напряжения.

Эффективность прибора доказана на практике. Простое и недорогое устройство подходит для бытовых и общественных помещений. Оно также может выполнять и дополнительные функции.

Например, у модели O’Erre RG 5 AR, кроме возможности подсоединения реверсивных вентиляторов, предусмотрен модуль для подключения управления светом. В корпусе есть и плавкий предохранитель на 2 А

Скорость увеличивается или уменьшается механическим способом. В модулях имеется колесико для ступенчатого изменения оборотов двигателя вытяжки.

Перед подключением питания необходима проверка соединений проводов и эффективности заземления. Часто включать или выключать питание не рекомендуется: непрерывная работа регулятора обеспечивает оптимальную температуру и препятствует появлению конденсата в корпусе устройства.

Если у прибора отсутствует функция автоматического перезапуска и произошел перегрев, нужно устранить причины. Переключатель на время остывания двигателя устанавливается в нулевое положение, затем аппарат перезапускается.

Принцип работы вентилятора

Согласно техническому определению, вентилятор — это прибор, служащий для перемещения газа путём создания избыточного давления или разрежения. По своему конструктивному исполнению он разделяется на осевой и радиальный. Практически все вентиляторы, применяемые в быту, представляют собой осевой тип конструкции. Использование этого вида характеризуется удобством получения направленного воздуха различной силы и давления. Вентиляторы разделяют по месту использования, они могут быть:

многозональные;
канальные;
напольные;
потолочные;
оконные.

Осевые, иное название аксиальные, вентиляторы в качестве основного узла используют рабочее колесо. Это колесо располагается на оси электродвигателя, содержит внешний ротор и имеет в своей конструкции лопатки, расположенные под углом с учётом аэродинамических свойств. Благодаря такому расположению и происходит создание и формирование воздушного потока.

В качестве электродвигателя применяют однофазный асинхронный двигатель, ось которого повторяет движения нагнетаемого или разряжаемого им потока воздуха. Такой электромотор состоит из ротора, размещённого внутри статора. Промежуток между ними составляет не более двух миллиметров. Статор имеет вид сердечника с пазами, через которые намотана обмотка. Ротор выглядит как подвижная часть с валом, содержащая в своём составе сердечник с короткозамкнутой обмоткой. Такая конструкция напоминает беличье колесо.

При подаче переменного тока на обмотку статора, согласно законам физики, появляется переменный магнитный поток. На помещённом внутрь этого потока замкнутом проводнике возникает электромагнитная индукция (ЭДС), а значит, появляется и ток. Благодаря чему в переменном магнитном поле оказывается проводник с током. Это приводит к вращению проводника, то есть ротора.

Таким образом, чтоб создать регулятор оборотов вентилятора на 220 В, понадобится изменять величину воздействующего на ротор магнитного поля. В свою очередь, значение магнитного поля зависит от величины тока, а значит при снижении его величины уменьшается и скорость вращения.

Ещё один параметр, от которого зависит число оборотов электродвигателя, является частота переменного напряжения. Частотные преобразователи, изменяющие частоту, характеризуются сложностью изготовления и дороговизной, по сравнению с изменяющими уровень напряжения. В бытовых условиях применяются редко, хоть позволяют достигать лучших результатов в точности настройки.

По виду используемой схемотехники приборы, управляющие скоростью вращения, разделяются на:

Схемы вращения

Так как в основе работы вентилятора используется явление ЭДС, то это приводит к тому, что возникают паразитные вихревые токи, нагревающие металлические части электродвигателя, при изменении формы сигнала напряжения сети. Использование диммеров, служащих для управления светосилой яркости ламп, не рекомендуется из-за повышенного нагрева двигателя. Поэтому при изготовлении регулятора скорости вентилятора на 220 В, применяются полупроводниковые элементы.

Регулятор скорости на симисторе

Регулирующим полупроводником служит симистор. Работает он в ключевом режиме, то есть или включён, или выключен. Симистор состоит из двух тиристоров, включённых встречно - параллельным способом. Каждый тиристор пропускает через себя только одну полуволну сигнала. Такая схема обладает маленькими размерами и имеет низкую стоимость.

В таком регуляторе используется принцип фазового управления, изменение момента включения и выключения симистора относительно фазового перехода в нулевой точке.

Управление симистором осуществляется с помощью переменного резистора, в зависимости от поворота последнего задаётся порог срабатывания полупроводникового прибора. В результате чего отсекается часть синусоидального сигнала, поступающего на электродвигатель вентилятора, величина значение напряжения уменьшается и соответственно обороты двигателя тоже уменьшаются.

При управлении частотой вращения электродвигателя контроль работы тиристора происходит длительными импульсами.

Благодаря чему, кратковременные отключения активной нагрузки не изменяют режим работы схемы. Схема подразумевает разделение включения электродвигателя с тиристором VS2 и питающего напряжения 220 вольт, через диодный мост.

Управление тиристором осуществляется с помощью генератора, собранного на транзисторе VT1. Питание генератора реализуется сигналом трапециевидной формы, полученным после прохождения через стабилитрон VD1 с частотой 100 кГц. В то время как на конденсаторе C1 появится напряжение, величины которого станет достаточно для открытия транзистора, на управляющий электрод тиристора поступит положительный сигнал. Тиристор VS2 откроется и с него поступит напряжение на электродвигатель, приводящее к его запуску.

Резисторы R1, R2, R3, образуют цепочку разряда конденсатора C1. Управляя значением сопротивления R1, в качестве которого используется переменный резистор, изменяется скорость разряда конденсатора, а значит и частота оборотов вентилятора. Диод VD2, подключённый параллельно к обмотке L1, предотвращает ложное срабатывание тиристора, возникающее из-за использования нагрузки индуктивного рода.

Управление с использованием автотрансформатора

В качестве основного элемента схемы используется автотрансформатор. Он представляет собой трансформатор, в котором соединение первичной и вторичной обмотки выполнено напрямую. В результате чего одновременно осуществляется магнитная и электрическая связь. Обмотка автотрансформатора имеет несколько ответвлений с разными на них значениями величины напряжения. Преимущество такого использования заключается в достижении более высокого коэффициента полезного действия из-за преобразования лишь части мощности.

Принцип работы регулятора, скорости вращения вентилятора состоит в следующем. На первичную обмотку автотрансформатора T1 поступает питающее напряжение сети. Обмотка имеет как минимум три ответвления от части витков. При подсоединении нагрузки к разным ответвлениям получается уменьшенное напряжение питания. Используя переключатель SW1, двигатель вентилятора M коммутируется к одной из части обмотки, при этом его скорость вращения меняется. При такой работе выходной сигнал не изменяет своей формы, оставаясь синусоидальным, что положительно влияет на обмотки двигателя.

Переключатель представляет собой ступенчатую шкалу, не позволяя плавно управлять скоростью вращения. Устройства такого типа имеют большие габариты и массу, по сравнению с другими видами.

Усовершенствованной моделью является использование электронного управления.

В основе работы лежит принцип широтно-импульсной модуляции. Изменяя состояние режима работы ключевых транзисторов, образовываются импульсы, позволяющие совершать плавную регулировку выходного сигнала. Чем меньше длительность импульса и длиннее период, тем меньше мощности передаётся вентилятору, а значит и обороты вращения его снижаются. В качестве ключей применяются малошумящие полевые транзисторы, имеющие значительно большие входные сопротивления по сравнению с биполярными.

Из-за плохой помехозащищенности узел автотрансформатора выполняется непосредственно в близости от вентилятора, но обладает компактными размерами и невысокой стоимостью.

Покупка готового регулятора

Подключение регуляторов осуществляется последовательно перед электродвигателем вентилятора в разрыв цепи. В зависимости от своего вида, прибор может располагаться в любом удобном месте, встраиваться в щиток на DIN рейку, монтироваться вместо розетки, быть отдельно стоящим блоком. При этом сам блок управления и пульт регулировки могут быть как совмещены, так и разделены между собой в пространстве.

В торговых точках представлены регуляторы различного вида и ценовой стоимости в зависимости от плавности регулировки, места расположения, дополнительных функций. Наиболее популярными производителями являются:

Selpo.
Vents.
Vortice.
Soler & Palau.
Venmatika.
ЭРА.

Некоторые приборы оснащаются дополнительными функциями в виде подсветки или цифрового экрана, показывающего процентное содержание установленной скорости от максимума. Переключение скорости, в зависимости от схемотехники устройства, производится поворотом ручки с помощью галетного переключателя или кнопками.

Существуют устройства, позволяющие одним регулятором управлять сразу несколькими вентиляторами, при этом важно, чтобы общий ток не превышал ток регулятора. В них можно установить время выключения регулятора, обычно в диапазоне одного часа. Подключённое устройство запоминает и сохраняет настройки даже при его выключении.

Управлять скоростью вращения вентилятора можно используя несложные приборы, которые легко собираются самостоятельно. Затратив немного времени, получится сэкономить на покупке готового устройства.

При самостоятельном изготовлении, конечно, важно соблюдать технику безопасности, так как существует возможность попадания под опасное напряжение сети. При отсутствии желания или возможности приобретается готовое устройство, работа которого будет подкреплена гарантией от производителя. Купленное устройство имеет вид полностью законченного и эстетически оформленного прибора.

Качество вентилирования помещений любых типов зависит от скорости воздухообмена. Специальный регулятор канального вентилятора обеспечивает бесперебойное движение воздушных масс (вывод загрязненного воздуха из помещения и подачу свежего). Такие регуляторы эффективны для использования, как в отдельных жилых помещениях, так и в домах в целом.

Зачем нужен регулятор скорости вентилятора

Регулятор скорости в вентиляционных системах - специальное устройство, позволяющее контролировать частоту оборотов двигателя. Таким образом, можно настроить оптимальную интенсивность воздухообмена и мощность воздушных потоков. Регулятор скорости канального вентилятора также используется для:

обеспечения долговечности основных узлов электрооборудования;
значительной экономии потребляемого электричества;
создания максимально комфортной работы вентиляции без дополнительного шума.

Основные функции устройства выполняются при его подключении к системе воздухообмена. Если регулятор вмонтирован непосредственно в конструкцию автоматического блока, кроме скорости он позволяет контролировать давление и уровень влажности в системе.

Виды регуляторов и принцип их действия

Одно- и трехфазный регулятор оборотов канального вентилятора по типу работы разделяют на:

Тиристорный регулятор. Используется такое устройство, как правило, вместе с однофазным оборудованием, дополнительно оснащенным защитой от перегрева. Скорость работы такого оборудования обычно контролируется интенсивностью подачи напряжения.
Симисторный регулятор. Устройство такого типа может одинаково эффективно использоваться при работе с двигателями переменного и постоянного тока. Не зависимо от величины напряжения, функционирование вентилятора при использовании симисторного регулятора будет бесперебойным.
Частотный регулятор. Регулировка скорости канального вентилятора с применением такого устройства позволяет получать на выходе напряжение в пределах 0-480В. Использование аппарата актуально для вентиляционных систем с трехфазным двигателем.
Трансформаторный регулятор. Устройство подходит для одно- и трехфазных двигателей. Его использование актуально для получения ступенчатого контроля скорости вращения вентилятора.

Канальный вентилятор с регулятором скорости - отличное технологическое решение для обустройства систем воздухообмена в помещениях любого типа. Какой тип устройства выбрать, зависит от многочисленных факторов, например, от технических его особенностей и эксплуатационных требований.

Трансформаторные регуляторы являются наиболее бесшумными в работе. Для устранения электромагнитных помех, как правило, используют дополнительное оборудование (экранированные кабели). Различные устройства для контроля скорости вращения могут применяться в системах воздухообмена, как в бытовых и жилых помещениях, так и в производственных.

Читайте также: