Jak działają kontrolery wentylatorów sufitowych?

Istnieje kilka urządzeń, które wyglądają jak zwykłe ściemniacze światła, ale są sprzedawane wyłącznie do kontroli prędkości wentylatora sufitowego. Na przykład: Lutron Diva Ciche 3-biegowe sterowanie . W przeciwieństwie do zwykłego ściemniacza, ma on trzypozycyjny przełącznik niskich, średnich i wysokich prędkości zamiast pokrętła bezstopniowego. Ręcznych pokazuje typowe okablowanie, które jest jak zwykły Ściemniacz:

(niepodłączony czerwony / biały przewód jest dla opcjonalnego obwodu 3-drogowego)

Słyszałem, jak ludzie mówią: „nie uruchamiaj wentylatora na ściemniaczu; rozpalisz ogień”, ale nie mów dlaczego. Jednak to, że Lutron sprzedaje to urządzenie specjalnie dla fanów, sugeruje, że jest to coś innego niż zwykły ściemniacz triaka i że jest całkowicie bezpieczny, ale nie mówią również dlaczego.

Wiem też, kiedy kupiłem ten dom, zainstalowano inny, brzydszy kontroler wentylatora podobnego typu. Czy to możliwe, że ten wentylator sufitowy jest przeznaczony do tego rodzaju sterowania, gdzie inni nie są?

Czy ktoś może mi powiedzieć, jako inżynier elektryk, dokładnie, co robią te kontrolery prędkości wentylatora, elektrycznie? Czym różnią się od zwykłych ściemniaczy światła triaka?

Niedawno (dzisiaj) pomagałem komuś w remoncie domu, w tym w wymianie trzech prędkości wentylatorów. Stary, który wyrwaliśmy i wymieniliśmy, pokazano poniżej. Zwróć uwagę na surowy schemat obwodu na obiekcie czarnej skrzynki (kontroler prędkości wentylatora).

Wnioskuję, że kontroler wentylatora działa poprzez włożenie pojemności do obwodu zasilania wentylatora. Wolną prędkość uzyskuje się za pomocą kondensatora 4,3uF (fioletowy, P), średnią prędkość uzyskuje się za pomocą kondensatora 2,1uF (czerwony, R), a wysoką prędkość uzyskuje się przez bezpośrednie połączenie (bez kondensatora).

Oto schemat obwodu dla bardzo podobnego trzybiegowego sterownika silnika firmy Clipsal.

Nie rozumiem jednofazowych silników indukcyjnych wystarczająco dobrze, aby z całą pewnością stwierdzić, w jaki sposób dodatkowa pojemność modyfikuje prędkość silnika. Przepraszam!

Należy zauważyć, że jednofazowe silniki indukcyjne nie uruchamiają się samoczynnie i muszą zawierać uzwojenie pomocnicze z przesunięciem fazowym, aby zapewnić moment rozruchowy. Przesunięcie fazowe zapewnia kondensator, co może mieć znaczenie. (Jeśli ktoś wie więcej o działaniu jednofazowych silników indukcyjnych, prosimy o kontakt!)

Rozumiem, że ściemniacze światła nie kontrolują napięcia, ale odcinają napięcie podczas części cyklu. Triak różni się od tranzystora tym, że ma tylko stany wyłączenia / włączenia, można go wyłączyć, ale przejście przez zero resetuje go. Tak więc z timerem R / C możesz go wyłączyć po przekroczeniu zera i włączy się ponownie po następnym przejściu przez zero. W ten sposób zmniejszasz ilość czasu na cykl, w którym włączane jest zasilanie. Działa to dobrze w przypadku światła, które będzie świecić przez cały cykl i wygładzi krzywą mocy. Silnik wibruje, ponieważ włączasz go i wyłączasz w każdym cyklu, a cewki / stojan podskakują i wytwarzają hałas.

Nie wiem, dlaczego to spowodowałoby pożar. Ściemniacze światła mają zwykle moc 1500 W, czyli znacznie więcej niż silnik wentylatora. Ale może być trochę ciepła spowodowanego przełączeniem obciążenia indukcyjnego - tylko zgadywanie lub ciepło w cewkach silnika z nieregularnej fali?

Na kondensatorze występuje spadek napięcia. Wielkość spadku napięcia jest odwrotnie proporcjonalna do wartości jego pojemności. Zastosowanie różnych wartości kondensatora szeregowo z silnikiem wentylatora będzie oznaczało, że różne poziomy napięcia zostaną zastosowane do silnika wentylatora. Prędkość silnika wentylatora zależy od przyłożonego napięcia. Kondensatory są używane do osiągnięcia spadku napięcia, ponieważ nie wytwarzają ciepła, podobnie jak rezystor, który w związku z tym stanowiłby ryzyko pożaru.

Nie jestem inżynierem elektrykiem, ale miałem ten bardzo problem. Próbowałem kontrolować 2 wentylatory pokojowe montowane na suficie za pomocą kontrolera wentylatora lutron 3 prędkości (co później okazało się problemem, ponieważ łączny pobór prądu przekroczył pojemność przełącznika). Wentylatory były silnikami zaczepowymi o wielu prędkościach bez kondensatora. Po ustawieniu wentylatorów na wysokie i na ściennym kontrolerze działały dobrze. Gdy przełączyłem kontroler na ustawienie średnie (44 VAC), wentylatory przestałyby działać, również przy niskim ustawieniu (26 VAC). Więc wtedy otworzyłem wentylator celujący, aby przekonać się, że był to silnik wentylatora z pojedynczym kurkiem z kondensatorem sterowanym czarną skrzynką dla prędkości. Więc moja teoria jest taka, że ​​silnik wentylatora z wieloma prędkościami będzie potrzebował pewnego rodzaju kondensatora współdziałającego z obwodem uzwojenia wysokiej prędkości (5uf?), Aby działać przy niższych napięciach średnich i niskich położeń przełącznika. Bez kondensatora napięcie nie ma wystarczającej liczby kulek (z powodu braku lepszego terminu), aby utrzymać silnik wentylatora obracający się przy zmniejszonym napięciu. Również kontroler wentylatora ma prąd znamionowy 1,5A, a kontroler światła ma prąd znamionowy tylko 600 W, myślę, że w tym miejscu pojawia się zagrożenie pożarowe.

Studiowałem kontroler dostarczony z właśnie kupionym przeze mnie wentylatorem Westinghouse. Tylko przewód zasilający przechodzi przez sterownik, a każde ustawienie prędkości zmieniało napięcie klimatyzacji po stronie wylotowej sterownika w następujący sposób:

1. 120 VAC
2. 90 VAC
3. 80 VAC
4. 70 VAC
5. 60 VAC

Ponieważ prędkość silnika klimatyzacji można kontrolować tylko poprzez zmianę częstotliwości zasilania, muszę założyć, że transformator w sterowniku był pierwszym etapem sterowania mocą, a wentylator ma prostownik i silnik prądu stałego. To przypuszczenie, ale to jedyna rzecz, która ma sens i byłby to bardzo skuteczny sposób kontrolowania wentylatora.

Wentylatory sufitowe mają wyższy prąd znamionowy niż światła, a wyższy prąd oznacza więcej ogrzewania (ogrzewanie spowodowane prądem jest proporcjonalne do kwadratu prądu). Kontrolery wentylatorów byłyby przystosowane do obsługi większej ilości ciepła, podczas gdy ściemniacze światła, które zwykle działają przy niższych prądach, paliłyby się z powodu przegrzania.

Jeśli chodzi o działanie urządzenia, zarówno kontrola prędkości wentylatora, jak i ściemnianie światła zasadniczo obejmują kontrolowanie ilości energii dostarczanej do obciążenia (w zależności od przypadku światła / wentylatora). Zespół obwodów regulatora / ściemniacza ma ogólny efekt przełącznika, którego działanie można kontrolować, aby regulować ilość energii dostarczanej do obciążenia.