Регулятор скорости вращения вентиляторов 12в

Содержание

Простейший регулятор для вентилятора постоянного тока

Вентиляторы могут использоваться для охлаждения схем, но постоянное вращение при номинальном напряжении приводит к механическом износу, прежде всего, подшипников. Включая вентилятор лишь по мере необходимости, и на скорости, соразмерной температуре, можно существенно продлить срок его жизни, так же, как и срок жизни охлаждаемой им аппаратуры.

Простейшая схема управления лишь включает и выключает вентилятор, но расплатой за простоту являются коммутационные помехи по питанию и высокие механические нагрузки на вентилятор. Пропорциональные контроллеры, безусловно, более элегантны. Они включаются при переходе температуры через определенный порог, увеличивают скорость вращения по мере роста температуры, плавно снижают скорость, когда схема начинает остывать, и, наконец, останавливаются совсем.

Однако, большинство пропорциональных регуляторов скорости вращения вентиляторов неоправданно сложны, поскольку охлаждение схем – задача далеко не из области точных наук. Предлагаемая на Рисунке 1 схема ничуть не менее эффективна, чем навороченные регуляторы, и много раз с успехом использовалась. Для схемы необходимы только термисторный датчик температуры, MOSFET транзистор, резистор и конденсатор для блюстителей схемотехнической нравственности. Предполагается, что термистор имеет отрицательный температурный коэффициент. Если вы располагаете термистором с положительным коэффициентом, поменяйте его местами с резистором R1.

Простейший пропорциональный регулятор для вентилятора постоянного тока можно сделать на термисторе и MOSFET транзисторе.

При комнатной температуре напряжение на затворе транзистора ниже типового порогового уровня Vgs(th), ток стока отсутствует, и вентилятор выключен. По мере роста температуры, сопротивление термистора падает, напряжение Vgs(th) растет, и транзистор начинает открываться. При достаточно высокой температуре транзистор входит в насыщение, и вентилятор начинает вращаться с максимальной скоростью. Практически получается, что интервал температур, в котором вентилятор из выключенного состояния достигает максимальной скорости, равен приблизительно 5 °C.

Пороговая температура, при которой начинается вращение вентилятора, устанавливается резистором R1. Для примера, пороговое напряжение затвора MOSFET транзистора NTD4959NH фирмы ON Semiconductor равно 2.0 ±0.5 В. Сопротивление RТЕРМ термистора ERTJ1VR103H производства Panasonic при температуре 25 °C имеет типовое значение 10 кОм. Чтобы установить порог 40 °C при напряжении питания вентилятора 12 В, сопротивление резистора должно быть:

Взяв типовое значение Vgs(th) = 2 В и сопротивление термистора при 40 °C RТЕРМ = 5.067 кОм (из справочных данных), находим ближайшее значение в ряду 1% резисторов R1 = 1.00 кОм.

Вследствие технологического разброса пороговых напряжений Vgs(th), температура включения также будет иметь разброс от экземпляра к экземпляру. При небольшом объеме производства проблему можно решить, заменив R1 подстроечным резистором. Но это увеличит цену изделия, поэтому, возможно, вам придется просто смириться с этим фактом.

По счастью, N-канальные MOSFET транзисторы имеют отрицательный температурный коэффициент напряжения порога, что, отчасти, компенсирует последствия разброса Vgs(th). Тем не менее, необходимо убедиться, что разброс температур включения будет приемлем для вашей системы.

Двигаясь в обратном направлении, от крайнего верхнего к крайнему нижнему значению указанного в справочных данных порогового напряжения Vgs(th), рассчитаем диапазон пороговых температур для наихудшего случая:

Vgs(th)мин. = 1.5 В и R1 = 1.00 кОм

Таким образом, вентилятор начнет вращаться при

RТЕРМ = 1.00 кОм × (12 В – 1.5 В)/1.5 В = 7.00 кОм,

что, согласно справочным данным, произойдет при температуре 33 °C. Аналогично, при самом большом пороговом напряжении, вращение вентилятора начнется при сопротивлении термистора 3.80 кОм и температуре 46 °C. Поскольку пороговое напряжение большинства MOSFET транзисторов будет располагаться вблизи середины указанной в справочнике зоны разброса, мы вправе ожидать, что температура включения вентилятора в крупных партиях изделий будет находиться в диапазоне 40 ±3 °C.

Теперь, несколько аспектов, на которые следует обратить внимание. Прежде всего, схема применима только к небольшим вентиляторам постоянного тока. Для больших вентиляторов, или массивов вентиляторов, схема будет неэффективной, а с вентиляторами переменного тока вовсе неработоспособной. Далее, необходимо посмотреть в справочных материалах на вентилятор, способен ли он работать в режиме периодического включения. Как правило, большинство вентиляторов на это рассчитаны. Но иногда требуется, чтобы скорость не падала ниже определенного минимального значения. В таком случае, поставьте резистор параллельно MOSFET транзистору.

И, наконец, нельзя забывать о том, что при средней скорости вращения вентилятора, MOSFET транзистор работает в линейном режиме и может рассеивать значительную мощность. Поскольку такое происходит только при вращении вентилятора, самым простым решением будет размещение транзистора на пути воздушного потока.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Радио-как хобби

Система автоматического управления вентилятором своими руками.

Часто в радиолюбительской практике возникает необходимость охлаждать методом обдува какие-либо мощные активные элементы: регулирующие транзисторы в блоках питания, в выходных каскадах мощных УНЧ, радиолампы в выходных каскадах передатчиков и т.д.

Конечно, проще всего включить вентилятор на полные обороты. Но это не самый лучший выход-шум вентилятора будет напрягать и мешать.

Система автоматического управления вентилятором-вот что может быть выходом из ситуации.

Такая система автоматического управления вентилятором, будет управлять включением/выключением и оборотами вентилятора в зависимости от температуры.

В данной статье предложен простой, бюджетный выход из ситуации…

Итак, некоторое время тому назад знакомый товарищ попросил изготовить ему систему автоматического регулирования оборотов вентилятора охлаждения для зарядного устройства. Поскольку готового решения у меня не было-пришлось поискать что-либо подходящее в интернете.

Всегда руководствуюсь принципом –«делать жизнь как можно проще», поэтому подыскивал схемы попроще, без всяких там микроконтроллеров, которые сейчас суют где надо, и где не надо. Попалась на глаза статья :http://dl2kq.de/pa/1-11.htm. Решено было испытать описанные в ней автоматы управления вентилятором…

Система автоматического управления вентилятором №1.

Принципиальная схема устройства показана ниже:

В данном случае применен вентилятор с рабочим напряжением 12 В.

Схема питается напряжением 15…18 В. Интегральный стабилизатор типа 7805 задает начальное напряжение на вентиляторе. Транзистор VT1 управляет работой интегрального стабилизатора. В качестве датчиков температуры использованы кремниевые транзисторы (VT2 и VT3) в диодном включении.

Схема работает следующим образом: в холодном состоянии датчиков температуры напряжение на них максимально. Транзистор VT1 полностью открыт, напряжение на его коллекторе ( а значит и на выводе 2 интегрального стабилизатора) составляет десятые доли вольта. Напряжение, подаваемое на вентилятор почти равно паспортному выходному напряжению микросхемы LM7805, и вентилятор вращается на небольших оборотах.

По мере прогрева датчиков температуры ( одного любого из них, или обеих) напряжение на базе VT1 начинает уменьшаться. Транзистор VT1 начинает закрываться, напряжение на его коллекторе увеличивается, а соответственно, увеличивается и напряжение на выходе микросхемы LM7805.

Обороты вентилятора также увеличиваются и плавно достигают максимальных. По мере остывания датчиков температуры происходит обратный процесс и обороты вентилятора уменьшаются.

Количество датчиков может быть от одного до нескольких ( мною опробовано три параллельно включенных датчика). Датчики могут быть установлены как рядом друг с другом ( для повышения надежности срабатывания), так и размещены в разных местах.

Изначально данная схема разрабатывалась для применения в мощном ламповом усилителе мощности КВ диапазона, отсюда большое количество блокировочных конденсаторов. При применении данной системы автоматического управления режимом работы вентилятора, скажем, в блоках питания, или в мощных усилителях НЧ блокировочные конденсаторы можно не устанавливать.

Данная схема интересна еще и тем, что датчики температуры могут быть как закреплены на радиаторах мощных транзисторов, диодов и иметь непосредственный тепловой контакт с ними,так и установлены на весу, в потоке теплого воздуха.

В качестве транзисторов VT1…VT3 можно применить любые кремниевые транзисторы в пластиковом корпусе и структуры n-p-n. Мною успешно испытаны транзисторы КТ503, КТ315, КТ3102, S9013, 2N3904. Подстроечный резистор R2 служит для установки минимальных оборотов вентилятора.

При настройке данной системы автоматического управления режимом работы вентилятора подстроечным резистором R2 устанавливают минимальные обороты вентилятора. Затем, нагревая датчик, или датчики, каким-либо источником тепла убеждаются в работоспособности системы и возможность срабатывания её от разных датчиков независимо.

Данная схема достаточно чувствительна-можно настроить её на срабатывание даже от нагевания датчика температуры рукой. Важное замечание. Схема измеряет не абсолютную температуру, а разность температур между переходами транзистора VT1 и датчиков VT2 и VT3. Поэтому плата устройства должна быть размещена в месте, исключающем дополнительный нагрев. Интегральный стабилизатор должен быть снабжен небольшим радиатором.

Система автоматического управления вентилятором №2.

Здесь описано аналогичное устройство, но имеющее некоторые особенности.

Дело вот в чем. Часто бывают случаи, когда система автоматического управления режимом работы вентилятора установлена в изделии, где имеется всего лишь одно питающее напряжение -12В, но и вентилятор рассчитан на работу от напряжения 12 В.

Для достижения максимальных оборотов вентилятора необходимо подать на него полное напряжение,или, другими словами, регулирующий элемент системы автоматического управления режимом работы вентилятора должен иметь практически близкое к нулю падение напряжения на нем. И в этом смысле схема, описание которой изложено выше, не подходит.

В этом случае применимо другое устройство, схема которого представлена ниже:

Регулирующим элементом служит полевой транзистор с очень низким сопротивлением канала в открытом состоянии. Мною использован транзистор типа PHD55N03.

Он имеет следующие характеристики: максимальное напряжение сток-исток -25 В, максимальный ток стока- 55 А, сопротивлением канала в открытом состоянии -0,14 мОм.

Подобные транзисторы применяются на материнских платах и платах видеокарт. Я добыл этот транзистор на старой материнской плате:

Цоколевка этого транзистора:

Именно очень низкое сопротивление канала в открытом состоянии и позволяет приложить к вентилятору практически полное напряжение питания.

В этой схеме датчиком температуры служит терморезистор R1 номиналом 10 кОм. Терморезистор должен быть с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления ( типа NTC).

Номинал терморезистора R1 может быть от 10 до 100 кОм, соответственно нужно изменить и номинал подстроечного резистора R2. Так, для терморезистора номиналом 100 кОм, сопротивление подстроечного резистора R2 должно быть 51 или 68 кОм. Подстроечным резистором R2 в данной схеме устанавливается порог срабатывания схемы.

Данная схема работает по принципу термоуправляемого реле: вентилятор включен/выключен в зависимости от температуры датчика.

Конструктивно, терморезистор R1 размещается на радиаторе транзисторов, которые обдувает вентилятор. Подстроечным резистором R2 при настройке схемы добиваются старта вентилятора при пороговой (начальной) температуре.

В качестве VT1 подойдет любой полевой транзистор с напряжением стока выше 20 В и сопротивлением канала в открытом состоянии менее 0,5 Ома.

Если напряжение питания не стабилизировано, то порог срабатывания схемы будет плавать, со всеми вытекающими последствиями. В этом случае полезно будет запитать терморезистор от стабильного источника питания, например -78L09.

Ниже приведен модернизированный вариант этой схемы. В данной схеме предусмотрена возможность независимой регулировки как минимальных оборотов при нормальной температуре, так и температуру, с которой обороты вентилятора начинают увеличиваться.

Здесь цепь R5, R6,VD2 позволяет установить минимальные обороты вентилятора при нормальной ( начальной) температуре при помощи подстроечного резистора R5. А резистором R7 устанавливают температуру, с которой вентилятор переходит на повышенные обороты.

Как и в предыдущих схемах, блокировочные конденсаторы необходимы при эксплуатации устройства в условиях воздействия мощных высокочастотных наводок-например ламповый усилитель мощности КВ диапазона. В других случаях в их установке нет необходимости.

Терморезисторов-датчиков температуры может быть несколько и установленных в разных местах. Вентиляторов тоже может быть несколько. В этом случае возможно ( но необязательно) будет необходимым предусмотреть небольшой радиатор для регулирующего транзистора.

Вид собранной платы системы автоматического управления обдувом, управляющий транзистор установлен со стороны печатных проводников:

Печатная плата, вид со стороны проводящих дорожек:

Все три схемы, приведенные в этой статье мною опробованы и продемонстрировали надежную и стабильную работу.

Обновление от 13.01.2020

Изготовил еще два варианта подобных регуляторов. Без использования терморезисторов.

Статья с подробным описанием здесь.

Дополнение от 19.02.2020.

Проделал лабораторную работу с целью определения возможности работы термоуправляемого регулятора, собранного по схеме №2 (см. текст статьи), от напряжения +27 В вместо штатных +12 В.

Делать эту работу пришлось, так как у некоторых коллег что-то там не получается и работает наоборот, и вовсе не так…

Схему собрал упрощенную-всего три детали. В качестве регулирующего транзистора применил IRF630.

Схема получилась такая:

В качестве нагрузки использован 27-ми вольтовый электродвигатель ДП25-1,6-3-27.

Всё заработало сразу, и как положено-при нагреве терморезистора двигатель начинает вращаться, при охлаждении останавливается. Порог срабатывания устанавливается подстроечным резистором 10 кОм. Причем, можно выставить так, что схема будет срабатывать даже от нагрева терморезистора дыханием.

Как управлять скоростью вращения кулера в ПК – схема сборки регулятора оборотов вентилятора 12В своими руками

Эта инструкция призвана помочь вам в создании простого 3-х режимного контроллера (регулятора оборотов вентилятора) для любого компьютерного кулера, рассчитанного на постоянное напряжение 12 В. Как управлять скоростью вращения кулера вы узнаете из данной инструкции.

Внимание! Вы должны понимать, что несете полную ответственность за то, что вы будете делать со своими устройствами, и, если вы что-то сломаете, вина будет лежать полностью на вас!

Данный регулятор оборотов кулера позволит переключать его в 3 режима: выключен, средняя скорость и полная скорость.

Возможность полного отключения кулеров корпуса компьютера, позволит уменьшить шум, издаваемый вентиляторами, когда не требуется интенсивное охлаждение температуры компонентов компьютера. Две скорости вращения вентиляторов будут поддерживать систему в тихом состоянии, при этом не переставая охлаждать ее.

Для управления оборотами вентилятора на ПК вам потребуются:

  • Вентиляторы постоянного тока, которые можно приобрести на Ebay. Вентиляторы используем с двумя выводами, которые не имеют регулировки частоты вращения и работают на полную мощность при напряжении 12 В (при этом сильно шумят). Не берите вентиляторы со светодиодной подсветкой, т.к. светодиоды все равно будут светить тускло, при снижении напряжения питания.
  • Выключатель.
  • Двухпозиционный переключатель.
  • Обрезки проводов.
  • Паяльник и припой.
  • Изоляционная лента или термоусадочная трубка.
  • Источник питания компьютера.
  • Отвертка (для вскрытия корпуса вашего компьютера).

Шаг 1: Отрезаем, откусываем, отстригаем

Сначала отрежьте штекер вентилятора, при этом оставьте провода как можно более длинными.

Вентилятор имеет один провод (плюсовой) – красный, второй провод (минусовой) – обычно черный.

Можете подключить несколько вентиляторов к одному компьютерному разъему питания Molex. Обрежьте провода, как показано на фото.

Шаг 2: Паяем

Разогрейте паяльник и приступайте к пайке.

Если вы будете подключать сразу несколько вентиляторов, то соедините их параллельно друг другу: красные провода – с красными, черные – с черными.

Нарастите провода для облегчения соединения вентиляторов с источником питания (на схеме наращенные провода показаны синим цветом).

Изолируйте соединения с помощью изоленты или термоусадочной трубки.

Шаг 3: Припаиваем выключатель

Отрицательный провод (черный), идущий от вентиляторов, припаяйте к одному из выводов выключателя.

Второй вывод выключателя припаяйте к черному, минусовому проводу штекера Molex. При этом, в случае необходимости, нарастите провод от штекера.

Шаг 4: Переключатель высокой и низкой скоростей

Изменение скорости вращения вентиляторов будет происходить за счет переключения между двумя напряжениями, которые будут сниматься с компьютерного штекера Molex:

Желтый провод – 12 В (полная скорость).
Красный провод – 5 В (средняя скорость).

Припаяйте желтый провод от штекера Molex к одному из внешних выводов двухпозиционного переключателя, а красный – к другому. Нарастите провода, если это потребуется.

К среднему выводу переключателя припаяйте отрезок провода и переходите к следующему шагу.

Шаг 5: Следующий шаг

Теперь спаяйте вместе провод, идущий от среднего контакта переключателя и плюсовой провод вентиляторов (красный).

Все электронные компоненты соединены, переходим к тестированию.

Шаг 6: Тестирование

Для проведения тестирования можете использовать старый блок питания от компьютера.

Предупреждение! В блоке питания компьютера присутствует высокое напряжение, опасное для жизни! Будьте осторожны!

Если у вас нет отдельного БП, выньте его из компьютера и только тогда проводите с ним опыты. Сгоревший блок питания лучше сгоревшего компьютера!

Отключите БП от сети!

Отсоедините штекеры от материнской платы и приводов компьютера. Открутите винты крепления блока питания и выньте его из корпуса.

Порядок разборки компьютера своими руками вы можете найти на YouTube.

Блок питания свободен! Найдите зеленый провод, идущий от блока питания. Это вывод 16 (согласно распиновки, показанной на фото).

Соедините зеленый провод 16 с черным 15 (землей). Это соединение заставит блок питания запускаться. Подключите блок питания к электросети и подсоедините вентиляторы.

Включите блок питания, затем, с помощью выключателя, включите вентиляторы. Теперь, с помощью двухпозиционного переключателя, вы можете выбирать скоростной режим работы вентиляторов.

Отключите вентиляторы и БП.

Шаг 7: Монтируем нашу поделку в компьютер

Вы должны сами определиться с местом установки переключателей в корпус; можете использовать для этого пустые отсеки для дисков или смонтировать их в верхней части корпуса компьютера. Можно вмонтировать выключатели в отдельную коробку и установить ее на стол, только при этом нужно будет удлинить провода.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Схема подключения регулятора вентилятора

Нередко в домашнем хозяйстве требуется установка регулятора скорости вращения вентилятора. Сразу следует отметить, что обычный диммер для регулировки яркости освещения не подойдет для вентилятора. Современному электродвигателю, особенно асинхронному, важно иметь на входе правильной формы синусоиду, но обычные диммеры для освещения искажают ее довольно сильно. Для эффективной и правильной организации регулировки скорости вентиляторов необходимо:

  1. Использовать специальные регуляторы, предназначенные для вентиляторов.
  2. Учитывайте, что эффективно и безопасно регулировке поддаются только специальные модели асинхронных электромоторов, поэтому перед покупкой узнавайте из технических характеристик о возможности регулировки числа оборотов методом понижения напряжения.

Способы регулировки скорости вращения бытовых вентиляторов

Существует достаточно много различных способов регулировки частоты вращения вентилятора, но практически применяются в домашних условиях только два из них. В любом случае Вы сможете только понизить число оборотов вращения двигателя только ниже максимально возможной по паспорту к устройству.

Разогнать электродвигатель возможно только с использованием частотного регулятора, но он не применяется в быту, потому что у него высокая как собственная стоимость, так и цена на услугу по его установке и наладке. Все это делают использование частотного регулятора не рациональным в домашних условиях.

К одному регулятору допускается подключение нескольких вентиляторов, если только их суммарная мощность не будет превышать величину номинального тока регулятора. Учитывайте при выборе регулятора, что пусковой ток электродвигателя в несколько раз выше рабочего.

Способы регулировки вентиляторов в быту:

  1. С использованием симисторного регулятора скорости вентилятора- это самый распространенный способ, позволяющий постепенно увеличивать или уменьшать скорость вращения в пределах от 0 до 100 %.
  2. Если электродвигатель вентилятора на 220 Вольт оборудован термозащитой (защитой от перегрева), тогда для управления оборотами применяется тиристорный регулятор.
  3. Наиболее эффективным методом регулировки скорости вращения электродвигателя является применение моторов с несколькими выводами обмоток. Но многоскоростные электродвигатели в бытовых вентиляторах Я пока не встречал. Но В интернете можно найти схемы подключения для них.

Очень часто электродвигатель гудит на низких оборотах при использовании первых двух методов регулировки- старайтесь не эксплуатировать долго вентилятор в таком режиме. Если снять крышку, то при помощи находящегося под ней специального регулятора, Вы сможете, его вращая, установить нижний предел частоты вращения мотора.

Схема подключения симисторного или тиристорного регулятора скорости вентилятора

Практически во всех регуляторах стоят внутри плавкие ставки, защищающие их от токов перегрузки или короткого замыкания, при возникновении которых она перегорает. Для восстановления работоспособности необходимо будет заменить или отремонтировать плавкую ставку.

Подключается регулятор довольно просто, как обычный выключатель. На первый контакт (с изображением стрелки) подключается фаза от электропроводки квартиры. На второй (с изображением стрелки в обратном направлении) при необходимости подключается прямой вывод фазы без регулировки. Он используется для включения, например дополнительно освещения при включении вентилятора. На пятый контакт (с изображением наклонной стрелки и синусоиды) подключается фаза, отходящая на вентилятор. При использовании такой схемы необходимо использовать для подключения распределительную коробку, с которой Ноль и при необходимости Земля заводятся напрямую на вентилятор, минуя сам регулятор, для подключения которого понадобится всего-то 2 провода.

Но если распределительная коробка электропроводки находится далеко, а сам регулятор стоит рядом с вентилятором, тогда рекомендую использовать вторую схему. На регулятор приходит кабель электропитания, а затем с него уходит сразу на вентилятор. Фазные провода подключаются аналогично. А 2 нуля садятся на контакты № 3 и № 4 в любой последовательности.

Подключение регулятора скорости вращения вентилятора довольно просто сделать и своими руками, не вызывая специалистов. Обязательно изучите и всегда соблюдайте правила электробезопасности- работайте только на обесточенном участке электропроводки.

Регулятор скорости вращения вентиляторов 12в

Давно хотел спаять для ПК регулятор скорости вращения вентилятора, но всё что находил в просторах интернета меня не устраивало: то схема не рабочая, то не отвечала требованиям (то то, то это, то пятое-десятое), в итоге решил сам разрабатывать. Изначально всё задумывалось на паре таймеров 555, но в силу некоторых причин, я отказался от такой реализации, и тут как нельзя кстати пришлись мои некоторые знания по микроконтроллерам. Итак в схеме должен быть датчик температуры, собственно сам МК и силовая часть на транзисторе. В качестве датчика я выбрал LM335, у него при изменении температуры на 1 градус меняется напряжение на выходе на 10 мВ., подключил стандартно, как описано в даташите. Для того, чтобы замерить это изменяющееся напряжение на выходе нужен МК со встроенным модулем АЦП (можно обойтись и без АЦП, но тогда нужно выбрать другой датчик, например DS18 и реализовывать последовательный интерфейс, но это уже другая история), для моей схемы подошёл 8 выводной МК PIC12f675, в качестве ключа использовал N-P-N транзистор КТ815г. (схему набросал быстро ради проверки работоспособности, так что прошу сильно не пинать за соединение на массу в центре картинки)))

Далее я заметил особенность: без вентилятора ШИМ работал корректно, то есть если время высокого-низкого уровня было 50%-50%, то напряжение на выходе показывало 6 вольт, но при подключении вентилятора оно таинственным для меня образом подскакивало на разных моделях от 7 до 9 вольт, при распотрошении одного вентилятора выяснилось, что там стоят конденсаторы, вот они то и сглаживают напряжение, поэтому пришлось делать не линейную зависимость температура-напряжение, а что то похожее на экспоненциальную зависимость

снизу на графике температура, на ось y не стоит обращать внимания-это числа для записи в МК (если кто то захочет разобраться, то число 50 соответствует напряжению 12В), при включении ПК в течении примерно 2 сек происходит раскрутка вентилятора, то есть МК открывает транзистор и получив заветные 12 В. вентилятор начинает бешено крутиться, затем успокаивается и схема переходит в штатный режим, далее на графике видно, что регулировка начинается не с нуля, а с чуть более высокого уровня, значение этого “чуть” находится экспериментальным путём, так чтобы вентилятор слегка крутился, а не стоял на месте. Верхний предел-это 55 градусов, дальше вентилятор получает 12 вольт (ну за минусом падения напряжения на транзисторе)предел регулировки по температуре 80 градусов, я думаю ни у кого домашний ПК и до этой температуры не дотянет), во всяком случае не стоит его гонять до таких режимов.
печатка сделана в Sprint-layout, для завалявшегося кусочка текстолита шириной 25 мм.
Как выяснилось позже, есть небольшой недочёт: нужно добавить в схему сглаживающий фильтр для питания МК, в качестве которого служит конденсатор на 10мкФ, так как сразу место не предусморел, то пришлось припаивать его со стороны проводников. Слева 2 красных прямоугольника-конденсаторы 15пФ, затем место под кварц (сам кварц не обозначен), ну а далее я думаю всё понятно. Питается всё это от БП компьютера, слева на печатке верхний вывод- 5Вольт (красный провод), средний- масса(чёрный), нижний- 12 вольт (жёлтый). Можно конечно в плату 12 вольт и не вводить, а напрямую подключить к красному проводу вентилятора, как говорится на вкус и цвет. чёрный провод вентилятора подключается к коллектору транзистора (самая крайняя контактная площадка справа внизу)

А вот как это выглядит на радиаторе. Супер крепёж я не стал разрабатывать, по сути всё держится на 2 тонких ножках датчика температуры (1 откусывается за ненадобностью) и плюс скотч, который выполняет функцию диэлектрика, так как ногами там никто не топчет-считаю этого достаточным. На плоскую сторону датчика нанесена паста КПТ-8, ребра радиатора развинуты, так чтобы поместился датчик.

Результатом остался доволен, дома стоят 2 компа, до этого шумели примерно одинаково, после внедрения “нано” технологий разница в шуме стала ощутимая.

продолжение темы: доработка платы под SMD компоненты

плата в Sprint Layout (убрана цепь питания 5 Вольт, вместо неё добавлен стабилизатор 78l05 в SMD исполнении, добавлен сглаживающий конденсатор для питания МК, добавлен разьём для вентилятора, разводка должна подойти для всех, но лучше проверять конкретный экземпляр)

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

В большинстве современных бытовых и промышленных приборов применяются электрические машины, совершающие какую-либо полезную работу. В качестве рабочего инструмента в них могут выступать самые разнообразные приспособления, которые необходимо вращать с различной скоростью. Для изменения этого параметра используется регулятор оборотов электродвигателя.

Назначение

Технически регулятор оборотов электродвигателя предназначен для изменения количества вращения вала за единицу времени. На этапе разгона корректировка частоты обеспечивает более плавную процедуру, меньшие токи и т.д. В некоторых технологических процессах необходимо регулятор оборотов снижает скорость движения оборудования, изменение подачи или нагнетания сырья и т.д.

Однако на практике данная опция может преследовать и другие цели:

  • Экономия затрат электроэнергии – позволяет снизить потери в моменты пуска и остановки вращений мотора, переключения скоростей или регулировки тяговых характеристик. Особенно актуально для часто запускаемых электродвигателей, использующих кратковременные режимы работы.
  • Контроль температурного режима, величины давления без установки обратной связи с рабочим элементом или с таковой в асинхронных электродвигателях.
  • Плавный пуск – предотвращает бросок тока в момент включения, особенно актуально для асинхронных моторов с большой нагрузкой на валу. Приводит к существенному сокращению токовых нагрузок на сеть и исключает ложные срабатывания защитной аппаратуры.
  • Поддержание оборотов трехфазных электродвигателей на требуемой отметке. Актуально для точных технологических операций, где из-за колебаний питающего напряжения может нарушиться качество производства или на валу возникает разное усилие.
  • Регулировка скорости оборотов электродвигателя от 0 до максимума или от другой базовой скорости.
  • Обеспечения достаточного момента на низких частотах вращения электрической машины.

Возможность реализации тех или иных функций у регуляторов оборотов определяет как принцип их действия, так и схематическое исполнение.

Принцип работы

Для регулировки оборотов может использоваться способ понижения или повышения напряжения, изменение силы тока и частоты, подаваемых в обмотки асинхронных и коллекторных электродвигателей. Поэтому далее рассмотрим варианты частотных преобразователей и регуляторов напряжения.

Среди используемых в промышленной и бытовой сфере следует выделить:

  • Введение рабочего сопротивления – реализуется при помощи переменных резисторов, делителей и прочих преобразователей. Хорошо обеспечивает снижение в однофазных двигателях за счет контроля скольжения (разницы между магнитным полем статора и скоростью вращения асинхронных агрегатов). Для этого устанавливаются электродвигатели большей мощности, чтобы на них можно было подавать меньшее напряжение. Соотношение по скорости оборотов будет составлять до 2 раз в сторону уменьшения.
  • Автотрансформаторный – выполняется путем перемещения подвижного контакта по обмотке, что снижает или увеличивает скорость вращения электродвигателя. Преимущество такого принципа заключается в четкой синусоиде переменного тока и большой перегрузочной способности.
  • Тиристорный или симисторный – изменяет величину питающего напряжения посредством пары встречно включенных тиристоров или совместного включения с симистором. Этот способ применим не только в асинхронных двигателях, но и других бытовых приборах – диммерах, переключателях и т.д.

Рис. 1. Схема тиристорного регулятора

Как видите на схеме, подаваемое на тот же асинхронный однофазный электродвигатель напряжение, проходит через переменный резистор R1 на тиристор D1 и на управляющий электрод симистора T1. Перемещая ручку тиристорного регулятора R1 изменяем и скорость вращения однофазного электродвигателя.

  • Транзисторный – позволяет изменять форму подаваемого напряжения за счет преобразования числа импульсов и временной паузы между подаваемым напряжением. Благодаря чему получил название широтно-импульсной модуляции, пример такого регулятора приведена на схеме ниже.

Регулировка оборотов на транзисторах

Здесь питание однофазного асинхронного двигателя производится от линии 220В через выпрямительный блок VD1-4, далее напряжение поступает на эмиттер и коллектор транзисторов VT1 и VT2. Подавая управляющий сигнал на базы этих транзисторов, и регулируют обороты мотора.

  • Частотный – преобразует частоту подаваемого напряжения на обмотки однофазного или трехфазного асинхронного электродвигателя. Это наиболее современный способ, ранее он относился к дорогостоящим, но с появлением дешевых высоковольтных полупроводников и микроконтроллеров перешел в разряд наиболее эффективных. Может реализовываться с помощью транзисторов, микросхем или микроконтроллеров, способных уменьшать или увеличивать частоту ШИМ.

Пример частотного регулирования

  • Полюсный – позволяет регулировать частоту вращения электродвигателя при переключении количества катушек в фазных обмотках, в результате чего изменяется направление и величина тока, протекающего в каждой из них. Реализуется как за счет намотки нескольких катушек для каждой из фаз, так и одновременным последовательным или параллельным соединением катушек, такой принцип приведен на рисунке ниже.

Регулировка оборотов переключением пар полюсов

Как выбрать?

Конкретная модель регулятора оборотов должна подбираться в соответствии с типом подключаемой электрической машины – коллекторный двигатель, трехфазный или однофазный электродвигатель. В соответствии с чем и подбирается определенный преобразователь частоты вращения.

Помимо этого для регулятора оборотов необходимо выбрать:

  • Тип управления – выделяют два способа: скалярный и векторный. Первый из них привязывается к нагрузке на валу и является более простым, но менее надежным. Второй отстраивается по обратной связи от величины магнитного потока и выступает полной противоположностью первого.
  • Мощность – должна выбираться не менее или даже больше, чем номинал подключаемого электродвигателя на максимальных оборотах, желательно обеспечивать запас, особенно для электронных регуляторов.
  • Номинальное напряжение – выбирается в соответствии с величиной разности потенциалов для обмоток асинхронного или коллекторного электродвигателя. Если вы подключаете к заводскому или самодельному регулятору одну электрическую машину, будет достаточно именно такого номинала, если их несколько, частотный регулятор должен иметь широкий диапазон по напряжению.
  • Диапазон частот вращения – подбирается в соответствии с конкретным типом оборудования. К примеру, для вращения вентилятора достаточно от 500 до 1000 об/мин, а вот станку может потребоваться до 3000 об/мин.
  • Габаритные размеры и вес – выбирайте таким образом, чтобы они соответствовали конструкции оборудования, не мешали работе электродвигателя. Если под регулятор оборотов будет использоваться соответствующая ниша или разъем, то размеры подбираются в соответствии с величиной свободного пространства.

Подключение

Способ подключения регулятора оборотов электродвигателя будет отличаться в зависимости от его типа и принципа действия. Поэтому в качестве примера мы разберем один из наиболее распространенных частотных регуляторов, которые используются в самых различных сферах.

Перед подключением обязательно ознакомьтесь с заводской схемой. Как правило, вы можете увидеть ее на самом регуляторе оборотов, либо в паспорте устройства:

Схема подключения регулятора

Далее, пользуясь распиновкой, можно определить количество выводов, которые будут использоваться для подключения регулятора электродвигателя к сети. В нашем примере, рассмотрим случай, когда применяется трехпроводная система, значит, понадобится фаза, ноль и земля. На задней панели регулятора это два вывода AC и FG:

Распиновка регулятора

Затем необходимо проверить цветовую маркировку разъема с приведенной схемой и сопоставить ее со всеми элементами электродвигателя, которые будут подключаться в вашем случае. Если какие-то выводы окажутся лишними, их можно закоротить, как показано на рисунке выше.

Проверьте цветовую маркировку

Если все выводы регулятора соответствуют клеммам электродвигателя, можете подсоединять их друг к другу и к сети.

Читайте также:  Светодиоды для мебели
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector