Regulátory otáček TRIAC
Elektronické regulátory otáček se také označují jako regulátory s plynulou regulací otáček nebo TRIAC regulátory otáček. Umožňují plynulé nastavení rychlosti střídavých motorů tím, že snižují napětí motoru bez krokového omezení. Tyto regulátory pracují zcela tiše a nevyžadují žádné nastavení před použitím. Nejčastěji se používají k regulaci rychlosti ventilátorů. Většina zákazníků je ochotna přijmout mírně nižší energetickou účinnost (ve srovnání s frekvenčními měniči), protože důležitější jsou pro ně snadné ovládání a přizpůsobení nastavení.
Zcela tichý regulátor otáček ventilátoruElektronické regulátory otáček ventilátoru využívají elektronické součástky ke snížení napětí motoru a regulaci jeho otáček. Díky tomu pracují zcela tiše, na rozdíl od transformátorových regulátorů otáček ventilátoru. Elektronické součástky neprodukují žádný zvuk, zatímco elektrický transformátor vydává jemné hučení. Z tohoto důvodu jsou elektronické regulátory vhodné pro použití v aplikacích, kde by hluk transformátorového regulátoru byl vnímán jako rušivý.
Hluk motoru při nízkých otáčkách
Otáčky motoru jsou regulovány snižováním napětí motoru, což se realizuje blokováním určitých částí přiváděného napětí. Tato technologie se odborně nazývá „fázová regulace“ (Phase Angle Control). Tímto způsobem motorové napětí ztrácí svou dokonalou sinusovou podobu, protože části napětí jsou odstraněny. Zejména při nízkých otáčkách je napětí motoru méně sinusové, což způsobuje zvýšený hluk motoru. Míra tohoto hluku závisí na typu motoru a bývá nejvýraznější právě při nízkých otáčkách.
Při použití transformátorového regulátoru otáček vydává zvuk samotný regulátor, zatímco motor běží tiše. U elektronického regulátoru je to naopak – regulátor je tichý, ale motor produkuje více hluku.
Plynulá regulace otáček
Elektronické regulátory otáček umožňují plynulou regulaci rychlosti motoru tím, že snižují napětí bez krokového omezení. Transformátorové regulátory otáček fungují na stejném principu, ale regulují napětí v jednotlivých krocích. Oba typy regulátorů jsou vhodné pro regulaci napětí motorů, tedy pro elektrické motory, jejichž rychlost lze ovládat snižováním napětí při zachování konstantní frekvence. Tuto metodu lze využít u většiny ventilátorů s AC motory. TRIAC i transformátorové regulátory otáček lze použít v aplikacích, kde se snižováním rychlosti klesá také točivý moment, což je typické například při regulaci otáček ventilátorů.
Regulace otáček motoru pomocí řízení fázového úhlu 
Elektronické regulátory otáček ventilátorů využívají k řízení rychlosti motoru elektronické součástky, přičemž klíčovým prvkem je TRIAC (TRiode for Alternating Current). TRIAC je znázorněn na obrázku vpravo – jedná se o černou elektronickou součástku se třemi vývody. Elektronické regulátory otáček ventilátorů se proto často označují jako TRIAC regulátory. TRIAC je polovodičová součástka se třemi elektrodami, která funguje jako spínač – buď propouští elektrický proud, nebo jej blokuje.
Přesnost řízení TRIACu má přímý vliv na hladinu hluku motoru – čím preciznější je řízení, tím méně je dodatečný hluk motoru slyšet. Proto jsou nejnovější elektronické regulátory otáček ventilátorů od společnosti Sentera vybaveny pokročilými mikroprocesory, které minimalizují nežádoucí hluk. Levnější varianty elektronických regulátorů obvykle řídí TRIAC s nižší přesností, což vede k vyšší hlučnosti motoru a k jeho rychlejšímu opotřebení.
TRIACy jsou běžně konstruovány pro maximální proudovou zátěž až 10 A. Z tohoto důvodu se tento typ regulátoru používá převážně pro jednofázové motory.
Regulátory TRIAC vyžadují minimální zátěž
Na rozdíl od transformátorových regulátorů mají TRIAC regulátory jednu specifickou vlastnost – potřebují minimální zátěž, aby správně fungovaly. Pokud není k regulátoru připojena žádná zátěž (např. motor nebo žárovka), nebude fungovat. Regulátor začne správně fungovat teprve ve chvíli, kdy může protékat minimální elektrický proud (obvykle alespoň 10 % maximální hodnoty). Proto je nutné při testování regulátoru připojit alespoň minimální zátěž – jinak se může zdát, že regulátor nefunguje, přestože je v pořádku. Tento problém se nevyskytuje u transformátorových regulátorů, které fungují i bez připojené zátěže.
Snadné ovládání a přizpůsobení nastavení
Díky elektronickému řízení TRIACu nabízí tyto regulátory širší možnosti nastavení oproti klasickým transformátorovým regulátorům. Většina TRIAC regulátorů například umožňuje upravit minimální nebo maximální otáčky motoru podle požadavků dané aplikace. To je užitečné zejména proto, že ventilátory bývají často předimenzované – možnost snížit maximální otáčky pomáhá optimalizovat jejich výkon. Díky těmto možnostem nastavení lze TRIAC regulátory lépe přizpůsobit konkrétním požadavkům než transformátorové regulátory otáček. Některé TRIAC regulátory jsou záměrně navrženy co nejjednodušeji, aby byly cenově dostupné, zatímco jiné modely nabízejí širší možnosti nastavení. U elektronických regulátorů Sentera lze nastavení upravit dvěma způsoby: pomocí komunikace Modbus RTU (softwarově) nebo pomocí trimru (malého potenciometru umístěného na desce plošných spojů).
Ve většině produktů Sentera lze měnit nastavení pomocí softwaru, úpravou hodnot v Modbus Holding registrech. Modbus síť se skládá z hlavního zařízení (master) a alespoň jednoho podřízeného zařízení (slave). Hlavní zařízení (např. počítač s konfiguračním softwarem) může měnit některé hodnoty v podřízeném zařízení (např. regulátoru otáček) a zároveň z něj číst další údaje. To umožňuje například změnit minimální rychlost úpravou hodnoty v příslušném Modbus Holding registru.
Další možností je změna režimu provozu regulátoru. Standardně je nastaven režim „od nízkých k vysokým otáčkám“ (hodnota 1), ale lze jej přepnout na opačný režim „od vysokých k nízkým otáčkám“ změnou hodnoty registru na 2. Pokud je regulátor připojen ke cloudu SenteraWeb, lze hodnoty Modbus registrů číst nebo upravovat i na dálku. Tuto možnost má však pouze správce instalace.
Některé jednodušší TRIAC regulátory od společnosti Sentera neobsahují Modbus komunikaci, aby byly cenově dostupnější. U těchto modelů je obvykle možné upravit minimální nebo maximální otáčky pomocí trimru na desce plošných spojů.
Frekvenční měnič versus elektronický regulátor otáček ventilátoru
Jaký je rozdíl mezi frekvenčním měničem a elektronickým regulátorem otáček? Stručně řečeno, TRIAC regulátor je levnější a snadněji použitelný, zatímco frekvenční měnič řídí elektromotor energeticky úsporněji, zejména při nízkých otáčkách.
Ale jaké jsou skutečné rozdíly? To není snadné vysvětlit bez technických detailů. Zde je pokus o jednoduché vysvětlení: TRIAC regulátor snižuje napětí dodávané do motoru, čímž reguluje jeho otáčky. Frekvenční měnič nejenže snižuje napětí, ale také upravuje frekvenci střídavého napětí. Díky změně napětí i frekvence lze řídit nejen rychlost motoru, ale také jeho točivý moment. Točivý moment je síla, kterou motor působí na hřídel. Frekvenční měnič tak může řídit nejen rychlost otáčení motoru, ale i jeho sílu. Díky optimalizaci otáček a točivého momentu lze ušetřit energii při nižších rychlostech.
Vysvětlení rozdílu mezi frekvenčním měničem a TRIAC regulátorem technickým způsobem by znělo takto: Frekvenční měnič nejenže snižuje napětí motoru, ale také upravuje frekvenci motorového napětí. Tím udržuje konstantní poměr mezi napětím (V) a frekvencí (f). Tento princip řízení se označuje jako V/f regulace.
Pokud se napětí sníží bez úpravy frekvence – což je princip TRIAC regulátoru – dojde k poklesu magnetického toku motoru. Točivý moment motoru je přímo závislý na magnetickém toku, a proto se při nižších otáčkách snižuje i jeho síla. Motor může mít potíže s pohonem zátěže, zejména při nízkých otáčkách, a při vyšším zatížení se může dokonce zastavit. Tento problém se však neprojevuje u aplikací, které nevyžadují vysoký rozběhový moment. Protože ventilátory obvykle nepotřebují velký rozběhový moment, lze je řídit pomocí TRIAC regulátoru.
Existují však aplikace, které vyžadují vysoký rozběhový moment. Například zdvihací zařízení potřebují maximální sílu motoru ihned od nejnižších otáček. Jakmile se uvolní mechanická brzda, elektromotor musí okamžitě dodat plný výkon, aby udržel zátěž pod kontrolou. Pro takové aplikace je frekvenční měnič nezbytný, zatímco TRIAC regulátor zde nestačí.
TRIAC regulátory se používají především v HVAC průmyslu k řízení ventilátorů nebo odstředivých čerpadel. Většina ventilátorů se řídí kvadratickou momentovou křivkou. To znamená, že s rostoucími otáčkami se požadovaný točivý moment zvyšuje kvadraticky. Při nízkých otáčkách je rozběh ventilátoru snadný, ale s rostoucími otáčkami motor potřebuje stále větší sílu k dalšímu zrychlení. Tento nárůst požadovaného točivého momentu není lineární, ale kvadratický. Z tohoto důvodu lze snížením otáček ventilátoru, pokud je to možné, ušetřit značné množství energie.
Optimalizace magnetického toku je důvodem, proč může frekvenční měnič řídit motor energeticky efektivněji než TRIAC regulátor. Snížení napětí motoru při zachování konstantní frekvence způsobí, že motor odebírá více elektrického proudu při nízkých otáčkách, aby kompenzoval snížený magnetický tok. Tento zvýšený proud vede k vyšším ztrátám ve vinutí motoru, což způsobuje nadměrné zahřívání. Udržování konstantního poměru V/f zajišťuje, že motor pracuje energeticky efektivněji, s optimálními úrovněmi proudu. Motor tak produkuje dostatečný točivý moment, aniž by odebíral nadměrný proud, což minimalizuje tvorbu tepla a zabraňuje přehřívání.
Proč jsou TRIAC regulátory otáček stále zajímavé
TRIAC regulátory otáček od společnosti Sentera jsou stále běžně používány pro regulaci otáček ventilátorů. Jejich hlavními výhodami jsou snadné použití, jednoduchá konstrukce a atraktivní cena. Otáčky ventilátoru lze nastavovat plynule (bez kroků) a regulátor pracuje zcela tiše. Nevýhodou této technologie je nižší energetická účinnost ve srovnání s frekvenčními měniči a možnost vzniku hluku motoru při nízkých otáčkách. TRIAC regulátory otáček Sentera jsou navrženy tak, aby tyto nevýhody co nejvíce minimalizovaly. Díky velmi přesnému řízení TRIACů pomocí mikroprocesorů je hluk motoru v mnoha případech téměř nepostřehnutelný.
Produktová řada TRIAC regulátorů otáček ventilátorů od společnosti Sentera
Společnost Sentera patří mezi přední výrobce regulátorů otáček ventilátorů. Již dvě desetiletí jsou naše elektronické regulátory otáček standardem v oblasti HVAC. Kvalita a uživatelská přívětivost byly vždy naší nejvyšší prioritou. Díky velkému úspěchu těchto regulátorů vzniklo mnoho jejich variant, což může ztěžovat přehlednost této produktové řady. Níže proto uvádíme stručné shrnutí nejdůležitějších vlastností jednotlivých sérií.
Elektronické regulátory otáček ventilátorů Sentera jsou dostupné s maximálním proudovým zatížením 10 A. Mají vysoce kvalitní plastový kryt. Verze s vyšším proudovým zatížením jsou navíc vybaveny kovovým chladicím žebrem pro odvod tepla. Kryt je vyráběn v naší vlastní továrně na plasty z nehořlavého ABS plastu. Chladicí žebro zajišťuje dostatečný odvod tepla a je dimenzováno na maximální výkon regulátoru.
Elektronické regulátory otáček s vestavěným potenciometrem
Pro manuální řízení motoru nabízíme elektronické regulátory otáček s vestavěným ovládacím spínačem na předním panelu. Tyto regulátory ovládají jednofázové motory regulovatelné napětím s maximálním proudem 10 A. Jsou mimořádně snadné na instalaci i ovládání. Rychlost motoru lze nastavit pomocí ovládacích prvků na předním panelu.
- Obytné prostory – Pro rezidenční aplikace doporučujeme řady SDX a SDY. Ovládají jednofázové motory s maximálním proudem 3 A. Obě verze lze snadno instalovat na stěnu, rovný povrch nebo do standardní evropské nástěnné zásuvky. Minimální otáčky motoru lze nastavit pomocí vnitřního trimru.
Řada SDX-1-x5-DM nabízí větší flexibilitu díky komunikaci Modbus RTU. Prostřednictvím Modbus holding registrů lze provádět dodatečná nastavení, například změnit rychlost regulace z „vysoké na nízkou“ na „nízké na vysokou“. - Sklady a průmyslové prostředí – Pro logistické a průmyslové aplikace doporučujeme řadu ITR-9. Ovládají jednofázové motory s maximálním proudem 10 A. Minimální otáčky motoru lze nastavit pomocí vnitřního trimru na desce plošných spojů (PCB). Integrovaný ON-OFF spínač je umístěn na boční straně krytu a v případě potřeby jej lze deaktivovat. Kryt je navržen pro povrchovou montáž a poskytuje stupeň krytí IP54, což zajišťuje ochranu proti vniknutí prachu a vlhkosti.
Řada ITRS9 se vzhledově téměř neliší, ale má dva dodatečné vstupy pro vzdálené start-stop příkazy, jeden dodatečný výstup pro alarmová hlášení a možnost monitorování tepelných kontaktů motoru (teplotní čidlo integrované ve vinutí motoru pro detekci přehřátí).
Řada SLM je rozšířením regulátorů ITR-9 a obsahuje navíc přepínač na předním panelu pro ovládání osvětlení. - Montáž na DIN lištu v elektrickém rozvaděči - Následující regulátory otáček ventilátorů jsou určeny pro instalaci do elektrického rozvaděče. Řady DRX a DRY mají otočný knoflík na předním panelu pro nastavení požadované rychlosti ventilátoru. Ovládají jednofázové motory s maximálním proudem 2,5 A.
Řada DRE disponuje komunikací Modbus RTU a rozhraním s třítlačítkovou klávesnicí pro intuitivní ovládání.
Elektronické regulátory otáček ventilátorů s analogovým vstupem
Pro dálkové ovládání nabízíme elektronické regulátory otáček ventilátorů s analogovým vstupem 0–10 V. Tyto verze nemají vestavěné ovládací spínače. Pro nastavení požadovaných otáček ventilátoru vyžadují analogový řídicí signál 0–10 V. Analogový signál je obvykle generován externím potenciometrem nebo vzduchotechnickým čidlem. Při 0 V bude motor pracovat na minimální otáčky. A naopak při 10 V motor zrychluje s rostoucím analogovým signálem směrem k 10 V až na maximální otáčky.
Regulátory pro jednofázové motory 230 V regulovatelné napětím:
- Nástěnná montáž – První skupina elektronických regulátorů otáček s analogovým vstupem má kryt vhodný pro montáž na stěnu. Kryt poskytuje stupeň ochrany IP54 proti vlhkosti a nečistotám. Základní verzí této skupiny je řada EVS. Řada EVSS navíc nabízí vstup pro vzdálené ON/OFF (zapnutí/vypnutí) ovládání a vstup pro monitorování tepelných kontaktů motoru (pokud je jimi motor vybaven). Pokud je zjištěno přehřátí motoru, regulátor přejde do bezpečnostního režimu, aktivuje výstup alarmu a motor zastaví.
- Montáž na DIN lištu v rozvaděči – Tato skupina elektronických regulátorů otáček s analogovým vstupem má kryt vhodný pro montáž na DIN lištu. Vzhledem ke stupni ochrany IP20 je nutná instalace do elektrického rozvaděče. Základní verzí této skupiny je řada MVS. Řada MVSS navíc nabízí vstup pro vzdálené ON/OFF ovládání a vstup pro monitorování tepelných kontaktů motoru (pokud je jimi motor vybaven). Pokud je zjištěno přehřátí motoru, regulátor přejde do bezpečnostního režimu, aktivuje výstup alarmu a motor zastaví.
Regulátory pro třífázové motory 400 V regulovatelné napětím:
- Řada TVSS5 jsou elektronické regulátory otáček ventilátorů s analogovým vstupem. Funkce monitorování tepelných kontaktů chrání motory proti přehřátí. Kryt umožňuje montáž na DIN lištu. Regulují třífázové napěťově regulovatelné motory s maximálním proudem 6 A.
Regulátory klimatu pro skleníky a pěstební místnosti
Společnost Sentera nabízí také elektronické regulátory otáček ventilátorů s (vestavěným) teplotním čidlem. Tyto regulátory upravují rychlost jednofázových motorů na základě okolní teploty. Typicky se používají k chlazení skleníků nebo k regulaci klimatu v pěstebních místnostech. Jakmile teplota stoupne, zvýší se i otáčky motoru. Pokud je teplota pod nastavenou požadovanou hodnotou, motor běží na minimální otáčky nebo se zcela zastaví.
- Regulátor klimatu pro pěstební místnosti – řada GTEE1 je dodávána předem kompletně zapojená a je proto připravena ihned k použití. Regulovaný výstup lze použít k řízení otáček ventilátoru. Jakmile okolní teplota překročí nastavenou požadovanou hodnotu, otáčky ventilátoru se zvýší, aby poskytly větší chlazení. Neregulovaný výstup lze použít k aktivaci topného tělesa, pokud okolní teplota klesne pod nastavenou požadovanou hodnotu.
- Regulátor klimatu pro skleníky – řada GTE reguluje otáčky ventilátoru za účelem chlazení. Jakmile okolní teplota překročí nastavenou požadovanou hodnotu, otáčky ventilátoru se zvýší, aby poskytly větší chlazení. Řada GTE je dostupná ve verzi -DT a ve verzi -DM. Verze GTE -DT je dodávána předem kompletně zapojená a je proto připravena ihned k použití. Verze GTE -DM není předem zapojená (je vyžadováno připojení volitelného teplotního čidla PT500), ale nabízí komunikaci Modbus RTU pro zjednodušení nastavení parametrů. Prostřednictvím komunikace Modbus RTU je možné nastavení např. dálkového ovládání. Řada GTE-1 umožňuje nastavení požadované teploty v rozmezí 15–35 °C. Řada GTE21 umožňuje nastavení požadované teploty v rozmezí 5–35 °C.