Способы уменьшения оборотов на вентиляторе

Способы уменьшения оборотов на вентиляторе

При недостаточной естественной циркуляции воздуха в помещениях – жилых, технических, хозяйственных – устанавливают вентиляторы. Приборы обеспечивают воздухообмен на уровне, необходимом для работы оборудования или создания комфортных условий пребывания. Работают аппараты в разном режиме, так как в течение суток требования к воздухообмену изменяются. Увеличить или уменьшить скорость вращения вентилятора можно с помощью контроллера скорости.

Правила подключения контроллера

Чтобы подключить регулятор оборотов вентилятора, можно воспользоваться услугами специалистов или попытаться справиться своими силами. Принципиальных особенностей в подключении нет – вполне реально справиться с такой задачей своими силами.

Все добросовестные производители обязательно прилагают инструкцию по использованию и монтажу своей продукции

В зависимости от конструкционных особенностей и типа обслуживаемого оборудования контролеры могут устанавливаться:

• на стену, как накладная розетка;
• внутрь стены;
• внутрь корпуса оборудования;
• в специальный шкаф, управляющий умными устройствами дома. Это, как правило, клеммная колодка;
• подсоединяться к компьютеру.

Чтобы собственноручно подключить регулятор, предстоит сначала внимательно ознакомиться с инструкцией, предлагаемой производителем. Такой документ обычно идет в комплекте с прибором и содержит полезные рекомендации как по подключению, так по использованию и обслуживанию.

Настенные и внутристенные модели предстоит крепить шурупами и дюбелями к стене. Комплектующие чаще всего поставляются производителем вместе с основным прибором. Также в инструкции к регулятору можно увидеть схему его подключения. Это значительно облегчит дальнейшие работы по правильной его установке.

Схемы по подключению регуляторов у различных производителей могут отличаться. Поэтому следует внимательно изучить рекомендации перед монтажом

Регулятор скорости подсоединяется к кабелю, питающему вентилятор, согласно схеме производителя. Основная цель – разрезать провод фазы, ноля и земли и подсоединить провода к входному и выходному клеммникам, соблюдая рекомендации. В случае, когда вентилятор имеет свой отдельный выключатель, его предстоит заменить на регулятор, демонтировав первый по ненадобности.

Не стоит забывать, что сечение у питающего и соединительного кабелей должно соответствовать максимальному току напряжения подключаемого прибора.

Важно отыскать на подключаемом приборе входные и выходные отверстия для подведения питающего кабеля соответствующего сечения. В этом поможет схема, прилагаемая производителем

Если предстоит подключать контроллер к ПК, то сначала предстоит узнать, какая предельно допустимая температура отдельных составляющих техники. В противном случае можно безвозвратно потерять компьютер, у которого перегреются и сгорят важные детали – процессор, материнская плата, графическая карта и прочие.

Модель выбранного реобаса также имеет инструкцию и рекомендации по подключению от изготовителя. Важно придерживаться схем, приведенных на ее страницах при самостоятельной установке прибора.

Если есть потребность подключать более 1-го вентилятора, то можно купить многоканальный реобас

Бывают встроенные в корпус регуляторы и устройства, которые покупаются отдельно. Чтобы их подключить правильно, следует придерживаться инструкций.

Например, встроенный контроллер имеет кнопки включения/выключения снаружи системного блока. Провода, идущие от регулятора, соединяются с проводами кулера. В зависимости от модели реобас может контролировать обороты 2, 4 и более вентиляторов параллельно.

Для вентиляторов компьютера и других, используемых в домашних условиях, можно собственноручно изготовить регулятор

Отдельный регулятор для кулера устанавливается в 3,5 или 5,25-дюймовые отсек. Его провода также подключаются к кулерам, а дополнительные датчики, если они идут в комплекте, присоединяются к соответствующим компонентам системного блока, за состоянием которого им предстоит следить.

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.

Универсальные

SpeedFan

Её можно описать, как не убиваемую классику. Отображает значения температур с датчиков. Позволяет контролировать скорость подключённых вентиляторов. Можно изменить скорость кулера процессора, видеокарты или даже корпусного вентилятора (который шумит и бесит).

В разделе Показатели отображаются значения скорости кулера. Вот, например, 2 корпусных кулера подключено напрямую к материнке. Здесь они подписаны как Pwm1 и Pwm2. Собственно, чтобы изменить скорость, необходимо вместо стандартных 100% указать 60%.

Argus Monitor

Не такое популярное, но многофункциональное приложение. С его помощью можно управлять всеми вентиляторами, которые подключены к поддерживаемой аппаратной среде. Всё путём установки неких фиксированных значений или настроить кривые управления вентиляторами.

Раскройте подраздел Мат. плата > Управление вентиляторами. Здесь скорость оборотов SYSFAN (сама помпа водянки) и CPUFAN (вентиляторы на радиаторе). Например, выбираем для CPUFAN — Ручное управление. Просто перетягивает ползунок скорости (это ещё далеко не всё).

MSI Afterburner

Позволяет не только управлять скоростью вентиляторов, но и разогнать или тонко настроить видеокарту. Плюс, тестирование производительности и подробнейший мониторинг. Работает без привязки к видеокартам компании MSI и распространяется с бесплатной лицензией.

Основное рабочее пространство имеет параметр Fan Speed (%). Только после отключения автоматического режима Авто можно перетаскивать ползунок скорости. В разделе Настройки > Кулер можно Включить программный пользовательский авторежим (график температуры).

AMD Radeon Software

Компания AMD постоянно дорабатывает программное обеспечение видеокарт Radeon. Это как бы тоже фирменное, но работает со всеми видеокартами «красных». Специально разработано, чтобы предоставить Вам доступ ко всем программным функциям с удобного интерфейса.

В разделе Производительность > Настройка измените Управление настройкой на Вручную. Включите Настройку вентиляторов и Расширенное управление. Здесь прямо на графике Скорость вентилятора/Температура выставите значения под свои задачи (точная настройка).

Принципиальная схема регулятора

Принципиальная схема аналогового регулятора оборотов мотора

Основа — двойной операционный усилитель U1 (LM358). Выбор этого операционного усилителя продиктован не только его низкой ценой и доступностью, но, прежде всего, возможностью работы при выходных напряжениях, близких к нижней шине питания, то есть около потенциала массы.

Первая половина операционного усилителя (U1A) работает в конфигурации дифференциального усилителя с коэффициентом усиления 1. Усиление установлено с помощью резисторов R4-R7 (100k) и в случае необходимости их можно изменить путем изменения соотношения R7/R4 при сохранении такого же отношения R6/R5.

Датчиком температуры является транзистор T1 (BD139), а точнее его переход база-коллектор, подключенный в направлении нужной проводимости. Резистор R1 (22k) ограничивает ток, который течёт через T1. Напряжение на базе транзистора T1 при комнатной температуре будет в пределах 600 мВ и как в типовом разъеме PN будет изменяться с увеличением температуры на величину около 2.3 мВ/К.

Конденсатор C1 (100nF) фильтрует напряжение, которое затем поступает на резистор R4, то есть вход дифференциального усилителя U1A. Делитель построен на R2 (22k), P1 (5к) и R3 (120R) и он позволяет регулировать напряжение, которое подается на резистор R5 — неинвертированный вход усилителя U1A. Конденсатор C2 (100nF) фильтрует напряжение. В простейшем случае с помощью потенциометра P1 необходимо установить напряжение на С2, равное напряжению на C1 при комнатной температуре. Это приведет к тому, что на выходе усилителя U1A (pin 1) напряжение равно 0 (при комнатной температуре) и будет расти примерно на 2.3 мВ/K с увеличением температуры.

Вторая половина микросхемы (U1B) — усилитель с Ку 61, за значение которого отвечают элементы R9 (120k) и R8 (2k). Усиление задаётся соотношением этих резисторов, увеличенным на 1.

Исполнительный элемент — транзистор Дарлингтона T2 (TIP122), работающий в качестве буфера напряжения с большим максимальным выходным током. Резистор R10 (330R) ограничивает ток базы транзистора.

Напряжение с выхода U1A повышается более чем в 60 раз, после чего попадает на транзистор T2. Ток, протекающий через транзистор поступает через диоды D1-D4 (1N4007) на разъемы GP2-GP5, к которым подключают вентиляторы. Конденсаторы C5-C8 (100uF) фильтруют питание вентиляторов, а, кроме того, устраняют помехи, которые генерируют вентиляторы во время работы.

О блоке питания термоконтроллера. Система питается напряжением 15 В с током, соответствующим номиналам моторов. Напряжение питания подается на разъем GP1, а конденсаторы C3 (100nF) и C4 (100uF) являются его фильтрами.

Как настроить скорость вентиляторов в SpeedFan

Программу можно скачать с официального сайта совершенно бесплатно. При первом запуске после установки стоит настроить ее под себя.

Для начала переключимся на русский язык, чтобы с утилитой было удобнее работать. Для этого не требуется скачивать и устанавливать языковые паки – все языки уже загружены в программе. Для переключения нужно кликнуть в главном окне на кнопку «Configure», затем развернуть вкладку «Options», после чего в пункте «Language» переключить язык на русский в выпадающем списке и подтвердить изменения нажатием на кнопку ОК. Программа перезапустится.

Также в меню опций можно настроить цвет фона, текста, размер шрифта и обозначение температуры в градусах Цельсия или по Фаренгейту. Как только настойка интерфейса будет закончена, перейдем к основному функционалу программы.

Главная особенность SpeedFan – регулировка скоростей вентиляторов, ручная или автоматическая. Для активации второй нужно в главном окне утилиты нажать на галочку «Автоскорость вент-ров». При этом SpeedFan будет автоматически замедлять кулеры, если температура охлаждаемых компонентов итак достаточно низкая, либо ускорять при высоких значениях и опасности перегрева. Ручная регулировка производится в нижней части окна. Там расположены строки, каждая из которых соответствует своему кулеру. Можно задать каждому вентилятору скорость вращения в диапазоне от 0 до 100%.

В главном окне посередине справа отображены скорости кулеров, а слева – температуры всех датчиков

Переходим к более подробной конфигурации. Щелкаем по кнопке «Конфигурация» и разворачиваем раздел «Вентиляторы». Здесь представлен список кулеров, за показаниями которых следит программа в реальном времени. Слева от каждого пункта есть галочка: ее можно убрать, чтобы удалить из списка ненужную строку.

В данном окне мы просто видим, на каких скоростях работают все кулеры, за которыми следит программа, в данный момент. Чтобы настроить допустимые значения, нужно перейти в другую вкладку – «Скорости». На примере ниже мы видим 3 пункта: система, центральный процессор и AUX. При выделении одного пункта снизу появятся строки с регулируемыми параметрами: верхний и нижний предел скорости, а также разрешение ее автоизменения.

Во вкладке «Температуры» можно настроить, при каких температурах того или иного компонента будет изменяться скорость связанного с ним кулера. Чтобы установить желаемую температуру и максимальную (после достижения которой вентилятор заработает на 100%, чтобы ее сбросить), нужно выбрать пункт из списка, и установить данные параметры в нижней части окна.

Во вкладке «Fan Control» есть дополнительные параметры вращения кулеров. Здесь можно настроить профиль для конкретного устройства с точным соответствием температур и скоростей вращения. Чтобы добавить новый профиль, нужно сделать следующее:

• Отмечаем пункт сверху «Advanced Fan Control» (дополнительный контроль вентиляторов). В правой стороне окна станет активной кнопка «Add» («Добавить») – нажимаем по ней.

• Необходимо задать имя профиля. Придумайте любое.

• Кликаем по свежесозданному профилю. В строке ниже в выпадающем меню нужно выбрать вентилятор среди распознанных программой.

• Для добавления устройства, в связи с изменением температуры которого будет меняться скорость вращения данного кулера, нужно кликнуть по другой кнопке «Add» — она расположена внизу слева. Как вы можете увидеть в примере ниже, в некоторых версиях программы 2 нижние кнопки наполовину скрыты. К сожалению, это исправить нельзя (возможно, что проблема будет решена в следующих версиях SpeedFan).

• Здесь нужно также выбрать компонент из списка.

• В интерфейсе появится график, пункты которого можно установить по своему усмотрению, передвигая их выше или ниже.

В утилите можно настроить определенные действия, которые будут срабатывать в ответ на то или иное событие. Для этого существует вкладка «Events» в окне конфигурации. События строятся в форме условной конструкции, которая используется в программировании: if-then (если-то).

Чтобы добавить новое событие, нужно сделать следующее:

• В строке If выбираем условие, при выполнении которого будет срабатывать событие. К примеру, температуру того или иного компонента.

• Справа можно задать значение и выбрать, в каком случае будет срабатывать событие: если значение ниже или выше заданного. В выпадающем меню выбирается знак, а правее – прописывается число.

• Можно указать дополнительные условия. Например, если превышение температуры происходило не единожды, а конкретное количество раз через определенный период.

• Ниже в строке «Then» выбирается действие, которое будет запускаться при выполнении условия. На выбор доступны «execute» (пропустить), «popup message» (всплывающее уведомление), «beep» (звуковой сигнал) и «send mail» (отправка сообщения на почту).

• Правее можно дополнить событие описанием, либо указать другие действия.

• При указании всех необходимых параметров нужно нажать на «Add», чтобы добавить событие.

• Теперь новое событие будет показано в списке вверху. Таких действий можно создать неограниченное количество. На примере ниже мы видим следующее событие: если температура центрального процессора превысит цифру 80 градусов, то пользователю будет прислано уведомление на электронную почту.

Создание событий поможет еще больше автоматизировать работу программы.

Преобразователи нужны для регулирования скорости вращения мотора дымососа. В новой редакции СП 7.13130.2013 появилось такое требование, которого ранее не было. Суть его в следующем. Возможность использования частотников в механизме вентиляции дымоудаления нужно определять по испытаниям ГОСТ Р 53302. Ищем, на какие параметры механизма вентиляции влияют преобразователи по стандарту:

а) уменьшение подачи, давления вентилятора в испытаниях более 15% к параметрам, которые получены в начале испытания;

б) отклонение выше 15% параметров значений аэродинамики, которые получены на температурном воздействии на образец и охлаждении, в сравнении с параметрами вентилятора в аэродинамике;

Получается, что это вопрос по совмещаемости при эксплуатации механизма вентиляции. Вентилятор подвергается процессу испытания вместе с видом частотника для доказательства возможности применения. Сам частотник всегда соответствует стандарту, но является частью шкафа вентиляционного управления, который становится частью прибора пожарного оборудования управления, имеющего опции удаления дыма. Количество типов механизмов вентиляции должно быть равно количеству исполнений ППУ, которые прошли испытание.

Преобразователи частоты не имеют информации о совместимости с дымоудаляющим оборудованием вентиляции.