Setting96.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Управление вентиляторами с помощью частотных преобразователей

Управление вентиляторами с помощью частотных преобразователей

Режим работы электродвигателей, приводящих в действие вентиляционные системы, отличается от тех, что работают в силовых приводах. В первую очередь оно заключается в том, что нет необходимости удерживать постоянный вращающий момент на валу. Кроме того, разгон, торможение и остановка происходят с меньшей интенсивностью. Поэтому управление вентиляторами осуществляется так называемым скалярным методом, а частотные преобразователи для вентиляторов использующиеся для этого, наиболее конструктивно просты и обладают минимальным набором функциональных возможностей.

Что такое скалярное управление

Прежде чем описывать этот тип управления, стоит остановиться на самом определении «скалярный». В переводе с латинского scalaris – ступенчатый, если прочитать это слово внимательно, то вы увидите еще одно значение – шкала. Этим термином описывается любая величина, имеющая одно фактическое значение. Например, масса, площадь, температура. Если же какому-либо физическому явлению сопутствует еще и направление распространения, то она является векторной величиной. Таковой является, например, так называемая сила, которой в механике Ньютона присвоен знак F. А все потому, что она не может быть не приложена к чему-либо, то есть, имеет направленную, векторную, природу.

Рисунок 1 – график зависимости частоты тока, питающего двигатель, от времени при скалярном управлении

Скалярное управление вентиляторами заключается в отслеживании и поддержании одного параметра – отношения напряжения к частоте (u/f). Если оно будет стабильным, то стабильной будет и величина магнитного потока в зазоре между статором и ротором асинхронного электродвигателя. А как раз она и определяет частоту вращения вала.

Рисунок 2 – изменение частоты тока и амплитуды напряжения при скалярном управлении

Особенностью управления на низких оборотах является необходимость учета сопротивления обмоток статора, вызывающего дополнительное падение напряжения, и изменение заданного соотношения u/f. Поэтому при скалярном управлении частоту питающего напряжения никогда не снижают менее 3 Гц, а максимальный вращающий момент на пуске ограничивают полуторным превышением номинала. Для вентиляторных установок, не испытывающих больших нагрузок в момент раскручивания это вполне нормальное значение.

Существует два способа осуществления скалярного управления:

1. Без датчика скорости вращения (энкодера) вала двигателя.

2. С датчиком вращения.

Скалярное управление без энкодера

Частотные преобразователи для вентиляторов, на валу которых не установлен энкодер, включаются по приведенной ниже схеме.

2020-12-14_15-48-57.png

Недостатком этого метода является то, что не учитывается так называемое скольжение – отставание фазы вращающегося магнитного потока ротора от статора. Возникает оно вследствие электрических потерь, возникающих в воздушном зазоре между этими деталями асинхронного электродвигателя.

Если на валу нет нагрузки, то скольжение близко к нулю, хотя никогда не станет равным ему. В этом случае заданный паттерн – соотношение u/f будет провоцировать перевозбуждение и увеличение частоты вращения. Если возникнет перегрузка и двигатель остановится, то скольжение увеличится, спровоцировав возникновение короткого замыкания в роторе. Однако частотники для вентиляторов, включенные по такой схеме, не отреагируют на изменение, что может привести к аварии всей установки. Обычная ширина диапазона автоматической регулировки частоты вращения находится в пределах от 2 до 3 процентов от номинала, установленного значением u/f.

Диапазон регулирования в схеме без энкодера определяется соотношением 1:40. Например, если на электропривод будет подаваться переменное напряжение с частотой 60 Гц, то минимальным значением частоты является 1,5 Гц.

Скалярное управление с энкодером

При использовании датчика частоты вращения частотные преобразователи для вентиляций включаются по схеме, приведенной ниже.

2020-12-14_15-52-23.png

Недостатком этого способа является сам датчик скорости, технические характеристики которого могут ограничивать максимальную частоту вращения вала. Поэтому диапазон регулирования сужается до соотношения 1:10. А это дополнительно снижает возможности управления вентиляторными установками на малых оборотах. Вращающий момент во время пуска будет еще меньшим.

Достоинства и недостатки скалярного управления

Управление вентиляторами скалярным методом имеет как достоинства, так и недостатки.

В первую очередь, он очень прост и не требует чрезмерно сложных устройств, а также высокой квалификации персонала, обслуживающего вентиляторную установку. Кроме того, один частотный преобразователь может управлять несколькими электродвигателями, суммарная мощность которых не превышает ту, что указана в его паспорте.

Читать еще:  Установка регулировки системы отопления

Однако этот способ не позволяет реагировать на отклонения от нормы быстро, кроме того, диапазон изменения скоростей вращения вала ограничен. На величину вращающего момента нельзя влиять совсем, для этого требуется векторное управление.

Частотные преобразователи для управления вентиляторами

Большинство производителей силовой электронной продукции выпускают специальные серии частотных преобразователей, для которых управление вентиляторами является узкоспециализированной задачей.

ESQ-210

Выпускается российской компанией «Элком». Управляют одно и трехфазными двигателями мощностью от 0,2 до 3,7 кВт. Предел изменения выходной частоты от 0,1 до 400 Гц.

Приборы бренда Toshiba. Управляют только трехфазными электродвигателями мощностью от 0,4 до 300 кВт. Имеют девять режимов работы и возможность подключения к локальным вычислительным сетям для дистанционного управления.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

PWM vs DC на кулере

Собственно,в названии темы сам вопрос.Да,знаю,что DC-ты регулируешь напряжение,поступающее на крутилятор,а PWM-напрямую им управляешь,но что предпочтительнее,лучше и эффективней?Желательно поподробней,где лучше PWM,а где DC и при каких обстоятельствах.И еще вопрос:Если я поставлю в биосе например 50% оборотов кулера при температуре 50 градусов и 20% оборотов при 20 градусах(это через PWM регулировку естественно),то при температуре в 35 градусов кулер будет вращаться с оборотами 20% или же с усредненным значением тоже в 35%?Что будет,если сделать также,но в DC(Например,5 вольт напруга на кулер при 20 градусах и 8 вольт при 50 градусах,то при 35 градусах какое напряжение будет подаваться на кулер:по прежнему 5 вольт ибо температура не превысила отметку в 50 градусов или же усредненное значение в 6.5 вольт на вентилятор)?

17 Aug 2020 в 21:16 #2

DC-ты регулируешь напряжение,поступающее на крутилятор,а PWM-напрямую им управляешь

DC = изменение подаваемого напряжения напрямую, PWM — изменение PWM-импульсов для вентиляторов, которые умеют в PWM.

но что предпочтительнее,лучше и эффективней?Желательно поподробней,где лучше PWM,а где DC и при каких обстоятельствах.

А хз, честно. Имхо, PWM нужен для регулировки сразу нескольких вентиляторов через хаб, если тыкать каждый вентилятор в фан-разъём материнки, то смысла мало. Но это имхо, мб я не прав, и там есть какой-то особый смысл. Разницы в эффективности охлада нет, т.к. вентилятор в любом случае вращается на определённых оборотах. Плюсом у PWM вентиляторов есть чёткий диапазон скорости вращения (условно 1000-2000 оборотов) и ниже ты не прыгнешь. А вот путём изменения напряжения напрямую, можно снизить скороть вращения ниже 1000. Офк если вентилятор позволяет, т.к. не все вентиляторы работают на пониженном напряжении. Может случится, что двигатель не стартанёт вовсе или будет работать рывками.

И еще вопрос:Если я поставлю в биосе например 50% оборотов кулера при температуре 50 градусов и 20% оборотов при 20 градусах(это через PWM регулировку естественно),то при температуре в 35 градусов кулер будет вращаться с оборотами 20% или же с усредненным значением тоже в 35%?

А у тебя там полосочек графика нет что ли? Будет кривая линия между точками, т.е. на 35С будет 35%.

Что будет,если сделать также,но в DC

Будет тоже самое. DC и PWN — только способы регулировки оборотов.

(Например,5 вольт напруга на кулер при 20 градусах и 8 вольт при 50 градусах,то при 35 градусах какое напряжение будет подаваться на кулер:по прежнему 5 вольт ибо температура не превысила отметку в 50 градусов или же усредненное значение в 6.5 вольт на вентилятор)?

Не знаю как на мясе, но на гиге не указывается подаваемое напряжение. Указываются обороты таходатчика. Ну будет +- также как и с PWM. Я у себя в голове прикидываю чё каво, когда настраиваю — беру базовые цифры максимальных оборотов = это 12в, и тупо примерно считаю. Вот у меня есть вентиляторы 12в 1200 оборотов , банально — на 5в это 500 оборотов, на 6в — 600, и т.д. А вентилятор 12в 1800 оборотов на 5в не работает уже, а на 7в даёт

Читать еще:  Как синхронизировать механические часы

Настройка системы вентиляции

Настройка системы вентиляции в соответствии с проектом обеспечивает ее правильное функционирование, надлежащую вентиляцию каждого помещения и правильный поток воздуха.

Систему вентиляции необходимо всегда настраивать в соответствии с проектом вентиляции, чтобы она работала должным образом. Правильная настройка обеспечивает не только соответствующую вентиляцию в каждом помещении, но и правильное соотношение между потоками приточного и вытяжного воздуха. Избыточное давление в здании выталкивает влагу в конструкцию внешних стен, а избыточное разрежение воздуха может затруднить тягу в камине, а излишний отток воздуха может вытягивать загрязнения снаружи или из конструкции стен.

Показатель SFP системы вентиляции приточного и вытяжного воздуха, т.е. потребляемая мощность вентиляторов по отношению к воздушному потоку, должен быть макс. 1,8 кВт / (м3 / с) (Приказ Министерства окружающей среды об энергоэффективности новых зданий 1010/2017). Для этого в основном необходима вентиляционная установка с вентиляторами постоянного тока, тщательное проектирование и профессионально выполненная настройка.

Вентиляционные установки Vallox предоставляют компетентному специалисту по настройке хорошие возможности для бесшумной, экономичной и функциональной вентиляции. В новейших моделях установок скорость каждого вентилятора регулируется отдельно, а также регулируется соотношение расхода приточного и вытяжного воздуха.

  • В контроллерах Digit SED и MyVallox Control предварительная установка скорости вращения вентилятора и соотношения потоков приточного и вытяжного воздуха осуществляется с помощью процентной регулировки в меню «Настройки» контроллера.
  • С контроллером Vallox ProControl вы выбираете управляющее напряжение, подаваемое на вентилятор (от 0 до 10 В) в меню конфигурации контроллера.
  • С четырехступенчатым контроллером Vallox SC и кухонными вытяжками SC и MC предварительная установка управляющего напряжения (от 0 до 10 В), подаваемого на вентилятор, выполняется с помощью потенциометров контроллера, а напряжение также может быть измерено на контроллере. для внесения в протокол измерений.
  • В вентиляционных установках MC соотношение между потоками приточного и вытяжного воздуха можно регулировать с помощью потенциометра внутри вентиляционного агрегата.

Общие инструкции по настройке

Воздушные потоки должны быть отрегулированы на как можно более низкую скорость вентиляторов. Если вентиляция настроена на излишне высокую скорость вентилятора и потоки воздуха ограничиваются диффузорами, это увеличивает уровень шума в вентиляционной системе и потребление энергии вентиляторами. Кроме того, слишком малое открытие диффузоров препятствует достаточному усилению мощности вентиляции.

Воздушные потоки всегда должны измеряться с чистыми оригинальными фильтрами. Должна работать рекуперация тепла: шторка канала обхода рекуператора не должна находиться в летнем положении, поскольку поток воздуха в некоторых вентиляционных установках может отличаться от потока воздуха зимой. Особенно зимой важно правильное соотношение притока и вытяжки. Перед настройкой необходимо убедиться, что во внешней решетке нет москитной сетки.

При отрицательной температуре необходимо убедиться, что в ячейке рекуперации тепла нет льда. В установках, оснащенных новой МС автоматикой размораживания, некоторое количество льда может накапливаться в камере до начала цикла размораживания. Если в камере есть лед, цикл размораживания обычно можно запустить, включив режим камина. Продолжительность цикла размораживания составляет около 15 минут. Однако измерения обычно не следует проводить в очень холодную погоду или когда уровень влажности в доме исключительно высок.

Многие вентиляционные установки Vallox имеют фиксированные трубки для измерения расхода воздуха или те, которые входят в комплект поставки и устанавливаются в воздуховоде. Измеренная по ним разница давления может использоваться для измерения общего расхода воздуха. Это особенно удобно, если невозможно измерить запланированные потоки воздуха на диффузорах и если есть основания подозревать утечку или закупорку в воздуховодах.

Классификация регуляторов скорости

Системы вентиляции, в настоящее время, получили огромное применение на промышленных предприятиях, в частных домах, в квартирах, а также в различных лабораториях. Для того чтобы в режиме реального времени вести контроль скорости вращения вентилятора была придумана автоматика для вентиляции в самых различных своих исполнениях.

Различают следующие типы регуляторов (в основном, по принципу регулирования скорости):

  • Тиристорный регулятор скорости;
  • Симисторный (электронный) регулятор скорости;
  • Частотный регулятор скорости;

Кроме этой классификации существует и другая: например, по количеству фаз в электрической цепи. По данному признаку различают следующие регуляторы:

  • Трехфазный регулятор скорости;
  • Однофазный регулятор скорости;
Читать еще:  Регулировка створок пластиковых окон своими руками

Для мощных вентиляторов используются однофазные и трехфазные регуляторы скорости. В однофазных вентиляторах, для его управления, используют тиристорный регулятор скорости. Он позволяет изменять скорость вращения вентилятора за счет регулировки напряжения, которое подается на вентилятор. Тиристорные регуляторы подходят именно к тем типам вентиляторов, в которых заводом – изготовителем предусмотрена регулировка скорости вращения за счет изменения напряжения. Одним из основных представителей тиристорных регуляторов является компании SHUFT и Elicent. Регуляторы скорости MTY, компании SHUFT имеют довольно простую схему подключения и очень просты в эксплуатации. Модель регулятора скорости MTY-0,5 M является начальной моделью в линейке тиристорых регуляторов. Вентиляция обеспечивается при работе вентилятора в диапазоне изменения напряжения от 0 до 230В. Регулятор рассчитан на ток в 0,5А.
Симисторные (электронные) регуляторы скорости применяются для регулировки скорости вращения в вентиляторах, работающих от однофазных асинхронных двигателей. Изменение напряжения в симисторных регуляторах производится косвенным путем, за счет срезания синусоиды напряжения. Данные регуляторы скорости отличаются своими малыми размерами благодаря простой конструкции функциональной платы. Электронные регуляторы скорости очень широко представлены на рынке вентиляционных систем фирмой Бахчиван (Bahcivan).

Частотный регулятор скорости вращения представляет собой систему для контроля скорости вращения вентилятора, путем контроля подаваемой электроэнергии на двигатель. Вместе с частотными регуляторами скорости используются, как правило, вентиляторы на трехфазных двигателях. Это является наиболее экономичным вариантом использования частотного регулятора скорости.

Регуляторы скорости классифицируются также и по закону регулирования. По данному признаку различают следующие типы:

  1. Позиционные регуляторы;
  2. Пропорциональные регуляторы;
  3. Интегральные регуляторы;
  4. Пропорционально-интегральный;
  5. Пропорционально-дифференциальный;
  6. Пропорционально-интегрально-дифференциальный;


Позиционные регуляторы скорости

Наиболее распространёнными считаются позиционные регуляторы скорости вращения вентилятора. Принцип регулирования ступенчатый. Такие регуляторы скорости относятся к регуляторам прерывного воздействия. Наибольшую популярность получили регуляторы с двумя позициями, которые являются крайними, то есть «Открыто» и «Закрыто».

Пропорциональные регуляторы скорости

Пропорциональные регуляторы – это те регуляторы скорости, у которых смещение ручки регулирования пропорционально изменению регулируемой величины. Основными достоинствами таких регуляторов скорости можно назвать их высокое быстродействие, то есть очень быстрое переведение регулируемой величины из минимального положения в максимальное.

Интегральные регуляторы скорости

Интегральные регуляторы скорости – это те регуляторы, у которых есть прямая пропорциональная зависимость между скоростью перемещения ручки регулирования и изменением регулирующей величины. Главным достоинством такого регулятора можно назвать его способность удерживать регулируемую величину на заданном уровне.

Дифференциальные регуляторы

Дифференциальный регулятор – это тот регулятор, у которого есть зависимость между перемещением ручки регулирования и скоростью изменения регулируемой величины, то есть такие регуляторы по своему принципу работы являются обратными интегральным регуляторам.

Все рассмотренные выше регуляторы работают по линейным законам. Каждый из них имеет свои плюсы и свои минусы. Чтобы устранить все недостатки таких регуляторов и объединить все их достоинства, тем самым повысив эффективность регуляторов, были придуманы другие типы, такие, как например, пропорционально-интегральные регуляторы скорости. Это такие регуляторы, у которых в принципе работы заложены изменение регулируемой величины и интеграл изменения, которые нужны для образования воздействия регулирования.

Пропорционально-дифференциальные регуляторы

Пропорционально-дифференциальный регуляторы представляют собой регуляторы, у которых для того, чтобы сформировать закон регулирования применяется и изменение регулируемой величины, и скорость, с которой это самое изменение наблюдается.

Попорционально – интегрально – дифференциальные регуляторы

Пропорционально-интегрально-дифференциальные регуляторы — это те регуляторы, которые работают, как пропорциональные, но которые ещё имеют воздействующие факторы по интегралу и скорости изменения регулируемой величины. Такие регуляторы скорости сочетают достоинства сразу трёх регуляторов.

На основе таких регуляторов работаю все кондиционеры и вентиляторы, а так же многие другие электрические приборы. Прежде чем купить тот или иной кондиционер следует внимательно ознакомиться с установленным в нём регулятором, чтобы он был удобен в эксплуатации для вас. Поэтому в данном вопросе выбор только за вами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector