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Regolatori elettronici della velocità del ventilatore

18/02/2025 Leonardo Betto
Regolatori di velocità TRIAC
I regolatori elettronici di velocità sono anche chiamati regolatori di velocità variabile o regolatori di velocità TRIAC. Regolano la velocità dei motori CA in modo continuo riducendo la tensione del motore senza passi. I regolatori elettronici di velocità funzionano in modo completamente silenzioso e non richiedono alcuna configurazione prima dell'uso. In genere vengono utilizzati per regolare la velocità delle ventole. La maggior parte dei clienti è disposta ad accettare lo svantaggio di un'efficienza energetica leggermente inferiore (rispetto agli inverter) perché il vantaggio della facilità d'uso e della facilità di messa in servizio è più importante per loro.
 
Controllo dell'angolo di faseControllo dell'angolo di fase
Regolatore di velocità del ventilatore completamente silenzioso
I regolatori elettronici di velocità dei ventilatori utilizzano componenti elettronici per ridurre la tensione del motore e regolarne la velocità. Per questo motivo, funzionano in modo completamente silenzioso, a differenza dei regolatori di velocità dei ventilatori a trasformatore. I componenti elettronici non generano alcun suono, a differenza dei trasformatori elettrici (che generano un leggero ronzio, causato dal trasformatore elettrico). I regolatori di velocità elettronici possono quindi essere utilizzati in applicazioni in cui il rumore di un regolatore di velocità a trasformatore sarebbe percepito come fastidioso.
 
Rumori del motore a bassa velocità
La velocità del motore viene regolata riducendo la tensione del motore. Ciò avviene bloccando parti della tensione fornita. In termini tecnici questa tecnica è chiamata “controllo dell'angolo di fase”. La tecnologia di controllo dell'angolo di fase fa sì che la tensione del motore non abbia più una forma perfettamente sinusoidale, in quanto mancano dei pezzi. Sicuramente a bassa velocità la tensione del motore sarà meno sinusoidale. Questa tensione del motore non sinusoidale rende il motore più rumoroso. A seconda della marca del motore, questi rumori possono essere più pronunciati. Nella maggior parte dei casi, saranno più evidenti a bassa velocità.
Con un regolatore di velocità a trasformatore, il regolatore stesso produrrà un ronzio, ma il motore funzionerà in modo silenzioso. Con un regolatore di velocità elettronico, invece, accade il contrario. In questo caso, il motore fa più rumore, mentre il regolatore è silenzioso.
 
Controllo della velocità a variazione continua
I regolatori di velocità elettronici regolano la velocità del ventilatore riducendo la tensione del motore in modo continuo (senza passi). Anche i regolatori di velocità dei ventilatori a trasformatore regolano la velocità del motore riducendone la tensione. La differenza sta nel fatto che i regolatori di velocità dei ventilatori a trasformatore eseguono questa operazione a gradini, mentre i regolatori di velocità dei ventilatori elettronici la eseguono in modo continuo. Entrambi i tipi di regolatori di velocità sono adatti per i motori a controllo di tensione. Si tratta di motori elettrici in cui la velocità può essere controllata abbassando la tensione del motore mentre la frequenza rimane costante. La maggior parte dei ventilatori con motore CA può essere controllata in questo modo. I regolatori di velocità dei ventilatori sia a TRIAC che a trasformatore possono essere utilizzati in applicazioni in cui la coppia diminuisce con la velocità, come nel caso del controllo della velocità dei ventilatori.
 
Il controllo dell'angolo di fase regola la velocità del motoreTriac nel regolatore di velocità del ventilatore
TRIAC nel regolatore di velocità del ventilatore
I regolatori elettronici di velocità delle ventole utilizzano componenti elettronici per controllare la velocità del motore. Il più importante è il TRIAC o TRiodo per corrente alternata. Un TRIAC è rappresentato nell'immagine a destra. È il componente elettronico nero con i tre pin. I regolatori elettronici di velocità delle ventole sono anche chiamati regolatori TRIAC. Un TRIAC è un semiconduttore a tre elettrodi che può essere visto come un interruttore. O permette il passaggio della corrente elettrica o ne blocca il flusso.
 
Quanto più precisa è la regolazione dei TRIAC, tanto meno evidente sarà la rumorosità aggiuntiva del motore. Per questo motivo, i più recenti regolatori elettronici di velocità dei ventilatori Sentera sono tutti dotati di microprocessori avanzati. Ciò consente di ridurre al minimo assoluto il rumore aggiuntivo del motore. Le varianti più economiche dei regolatori elettronici di velocità delle ventole di solito controllano i TRIAC con una precisione molto inferiore. Ciò comporta rumori aggiuntivi del motore e un'usura più rapida del motore elettrico.
 
In genere, i TRIAC possono commutare correnti elettriche con una corrente massima di 10 A. Per questo motivo, questo tipo di regolatore è solitamente disponibile solo per motori monofase.
 
I regolatori TRIAC richiedono un carico minimo
Un TRIAC ha la particolarità di necessitare di un carico minimo per poter funzionare. Se al regolatore di velocità non è collegato alcun carico (un motore, una lampadina, ...), non funzionerà. Solo quando può scorrere una corrente elettrica minima (in genere il 10% della corrente massima), il regolatore elettronico di velocità funziona normalmente. Quindi, se si vuole verificare se il regolatore di velocità funziona correttamente, è necessario collegare un carico! Senza questo carico, sembra che il regolatore di velocità sia difettoso perché i TRIAC non possono condurre. Questo non è il caso di un regolatore di velocità a trasformatore. I regolatori di velocità a trasformatore funzionano senza carico.
 
Messa in servizio facile e intuitiva
Il circuito elettronico che controlla i TRIAC consente di offrire ulteriori opzioni di impostazione. 
Queste opzioni di impostazione aggiuntive non sono solitamente disponibili sui regolatori di velocità per trasformatori meno avanzati. Ad esempio, la maggior parte dei regolatori TRIAC consente di modificare la velocità minima o massima in base alle esigenze dell'applicazione. Poiché i ventilatori sono solitamente sovradimensionati, in molte applicazioni è importante regolare la velocità massima. Grazie a queste ulteriori possibilità di impostazione, questo tipo di regolatore può essere meglio ottimizzato per l'applicazione rispetto ai regolatori di velocità per ventilatori a trasformatore. Alcuni regolatori di velocità TRIAC sono volutamente semplici per mantenere il prezzo basso, mentre altre serie offrono più opzioni di impostazione. I regolatori elettronici di velocità Sentera possono essere regolati in due modi: tramite comunicazione Modbus RTU (software) o tramite un trimmer (piccolo potenziometro montato sul circuito stampato).
 
Nella maggior parte dei prodotti Sentera, le impostazioni possono essere modificate via software, regolando un valore in un registro di mantenimento Modbus. Una rete Modbus è costituita da un dispositivo master e da almeno un dispositivo slave. Il dispositivo master può essere un PC con un software di configurazione, mentre il dispositivo slave può essere il regolatore di velocità. Il dispositivo master Modbus può modificare alcuni valori nel dispositivo slave e leggerne altri. In questo modo è possibile, ad esempio, modificare la velocità minima regolando il valore del corrispondente registro Modbus Holding.
Un altro esempio: in alcuni regolatori elettronici di velocità dei ventilatori il metodo di funzionamento è regolabile. In questo modo è possibile modificare il comportamento del regolatore di velocità del ventilatore scrivendo un valore diverso nel registro Modbus Holding corrispondente. Per impostazione predefinita, la modalità di funzionamento è “da basso ad alto (valore 1)”, ma può essere modificata in “da alto a basso” regolando il valore del registro Holding verso 2. Se il regolatore di velocità del ventilatore è collegato al cloud SenteraWeb, è anche possibile leggere o regolare i valori dei registri Holding Modbus da remoto. Questo può essere fatto solo dal configuratore dell'impianto.
 
Alcuni regolatori di velocità TRIAC Sentera di base non dispongono della comunicazione Modbus per contenere il prezzo. In questi dispositivi è solitamente possibile regolare la velocità minima o massima tramite un trimmer, montato sul circuito stampato. 
 
Inverter di frequenza e regolatore elettronico di velocità del ventilatore
Qual è la differenza tra un inverter e un regolatore di velocità elettronico? In breve, un regolatore TRIAC è più economico e facile da usare, mentre un inverter di frequenza controlla il motore elettrico in modo più efficiente dal punto di vista energetico, soprattutto a bassa velocità.
 
Ma quali sono le reali differenze? Non è facile spiegarlo in modo non tecnico. Ecco un tentativo: Un regolatore di velocità TRIAC regola la velocità del motore riducendo la quantità di energia in ingresso prima di inviarla al motore (riducendo la tensione del motore). D'altra parte, un inverter non solo riduce la potenza, ma modifica anche la velocità dei cicli di alimentazione (modifica anche la frequenza della tensione del motore). Regolando sia la frequenza che la tensione, oltre alla velocità del motore è possibile controllarne anche la coppia. Per coppia del motore si intende la forza del motore elettrico. Il convertitore di frequenza può quindi controllare sia la velocità di rotazione del motore che la sua forza. Ottimizzando la velocità e la coppia del motore, è possibile risparmiare energia a velocità inferiori.
 
Spiegando in modo più tecnico la differenza tra un inverter di frequenza e un regolatore di velocità TRIAC, si potrebbe dire quanto segue: Un convertitore di frequenza non solo riduce la tensione del motore, ma ne modifica anche la frequenza. Ciò consente di mantenere costante il rapporto tra la tensione del motore (V) e la frequenza (f). Questo algoritmo di controllo viene anche definito controllo V/f costante
 
Se la tensione del motore viene ridotta senza regolare la frequenza - come fa un regolatore di velocità TRIAC - il flusso magnetico diminuisce. Poiché la coppia del motore è direttamente correlata al flusso magnetico nel motore, ciò comporta una riduzione della coppia del motore a una velocità inferiore. Il motore potrebbe faticare a gestire il carico, soprattutto alle basse velocità, e potrebbe addirittura bloccarsi in condizioni di carico elevato. Questo problema non si verifica nelle applicazioni che richiedono una bassa coppia di avviamento. Poiché un ventilatore richiede di solito una coppia di avviamento relativamente bassa, questo tipo di applicazioni può essere controllato da un regolatore di velocità TRIAC. 
 
Esistono anche applicazioni che richiedono una coppia di avviamento elevata. Ad esempio, le applicazioni di sollevamento richiedono la massima coppia del motore a partire da velocità minime. Non appena il freno meccanico viene rilasciato, il motore elettrico deve immediatamente erogare la coppia massima per mantenere il carico sotto controllo. Per queste applicazioni è necessario un regolatore di frequenza. Un regolatore di velocità TRIAC non è sufficiente in questo caso.
 
Con i regolatori di velocità TRIAC puntiamo ad applicazioni nel settore HVAC, come il controllo di ventilatori o pompe centrifughe. La maggior parte dei ventilatori segue una curva di coppia quadratica. Ciò significa che la coppia del motore richiesta aumenta quadraticamente all'aumentare della velocità. A basse velocità è facile far funzionare la ventola. Con l'aumento della velocità del ventilatore, è necessaria una maggiore coppia del motore per accelerare ulteriormente il ventilatore. L'aumento della coppia del motore richiesta non è lineare, ma quadratico. Per questo motivo, è possibile risparmiare molta energia riducendo la velocità del ventilatore, se possibile.
 
L'ottimizzazione del flusso magnetico è il motivo per cui un inverter può controllare il motore in modo più efficiente dal punto di vista energetico. Riducendo la tensione del motore e mantenendo costante la frequenza, il motore assorbe più corrente elettrica a bassa velocità per compensare la riduzione del flusso magnetico. Questo aumento di corrente comporta un aumento delle perdite negli avvolgimenti del motore, con conseguente surriscaldamento. Mantenendo costante il rapporto V/f, il motore funziona in modo più efficiente dal punto di vista energetico, con livelli di corrente ottimali. Il motore produce una coppia sufficiente senza assorbire una corrente eccessiva, riducendo al minimo la generazione di calore ed evitando il surriscaldamento.
 
Perché i regolatori di velocità TRIAC rimangono interessanti
I regolatori di velocità TRIAC di Sentera sono ancora ampiamente utilizzati per regolare la velocità dei ventilatori. La facilità d'uso, la semplicità costruttiva e il prezzo interessante sono i principali vantaggi. La velocità del ventilatore può essere regolata in modo continuo (senza gradini). Il regolatore di velocità del ventilatore funziona in modo completamente silenzioso. Gli svantaggi di questa tecnologia sono la minore efficienza energetica rispetto agli inverter e la possibilità di rumori del motore a bassa velocità. I regolatori di velocità TRIAC Sentera sono progettati per ridurre al minimo questi svantaggi. Grazie al controllo molto accurato dei TRIAC mediante microcontrollori, nella maggior parte dei casi i rumori del motore sono appena percettibili. 
 Regolatori di velocità a triac
Gamma di prodotti di regolatori di velocità per ventilatori TRIAC Sentera
Sentera è uno dei principali produttori di regolatori di velocità per ventole. Per due decenni, i nostri regolatori elettronici di velocità dei ventilatori sono stati lo standard nel mondo HVAC. Qualità e facilità d'uso sono sempre state le nostre priorità. Visto il grande successo, sono state create molte varianti. Di conseguenza, non è sempre facile avere una visione d'insieme di questa gamma di prodotti. Le caratteristiche più importanti delle diverse serie sono brevemente riassunte di seguito.
 
I regolatori elettronici di velocità per ventilatori Sentera sono disponibili con una corrente nominale massima di 10 A. Sono dotati di un involucro in plastica di alta qualità. Le versioni con corrente nominale superiore sono dotate di un'aletta di raffreddamento in metallo per la dissipazione del calore. L'involucro è prodotto nella nostra fabbrica di materie plastiche Sentera in plastica ABS ritardante di fiamma. L'aletta di raffreddamento garantisce una sufficiente dissipazione del calore ed è calcolata per la potenza massima del regolatore.
 
Regolatori elettronici della velocità del ventilatore con potenziometro incorporato
Per il controllo manuale dei motori, offriamo i regolatori elettronici di velocità dei ventilatori con interruttore di controllo incorporato sul pannello frontale. Controllano motori monofase regolabili in tensione con una corrente massima di 10 A. Questi regolatori di velocità, in particolare, sono facili da installare e utilizzare. La velocità del motore può essere regolata tramite i comandi sul pannello frontale.
 
  • Applicazioni residenziali - Per le applicazioni residenziali, consigliamo le serie SDX e SDY. Controllano motori monofase con una corrente massima di 3 A. Entrambe le versioni sono facili da installare a parete o su una superficie piana o in una presa a muro standard europea. La velocità minima può essere regolata tramite un trimmer interno.
    Le serie SDX-1-x5-DM offrono una maggiore flessibilità grazie alla comunicazione Modbus RTU. Tramite i registri di mantenimento Modbus, è possibile effettuare ulteriori impostazioni. Ciò consente, ad esempio, di invertire il funzionamento da velocità “alta a bassa” a velocità “bassa ad alta”. 
  • Magazzini e ambienti industriali - per applicazioni logistiche o industriali consigliamo la serie ITR-9. Controllano motori monofase con una corrente massima di 10 A. La velocità minima del motore può essere regolata tramite un trimmer interno alla scheda. L'interruttore ON-OFF integrato è posizionato sul lato dell'involucro. Se necessario, questo interruttore ON-OFF può essere disattivato. L'involucro è progettato per il montaggio in superficie e offre un grado di protezione IP54 contro l'ingresso di polvere e umidità.
    Le analoghe serie ITRS9 hanno un aspetto quasi identico, ma presentano due ingressi aggiuntivi per i comandi di avvio e arresto a distanza, un'uscita aggiuntiva per le notifiche di allarme e la possibilità di monitorare i contatti termici del motore (sensore di temperatura integrato negli avvolgimenti del motore per rilevarne il surriscaldamento).
    La serie SLM può essere vista come un regolatore di velocità per ventilatori ITR-9 con un interruttore aggiuntivo sul pannello frontale per controllare l'illuminazione.
  • Montaggio su guida DIN in un quadro elettrico - I seguenti regolatori di velocità dei ventilatori sono progettati per essere installati in un quadro elettrico. Le serie DRX e DRY sono dotate di una manopola sul pannello frontale per impostare la velocità desiderata del ventilatore. Controllano motori monofase con corrente massima di 2,5 A. 
    La serie DRE è dotata di comunicazione Modbus RTU e di un'interfaccia a tastiera a 3 pulsanti.
 
Regolatori elettronici di velocità dei ventilatori con ingresso analogico
Per il controllo a distanza, offriamo regolatori elettronici di velocità dei ventilatori con ingresso analogico 0-10 Volt. Queste versioni non hanno interruttori di controllo integrati. Richiedono un segnale di controllo analogico da 0-10 Volt per impostare la velocità desiderata del ventilatore. Il segnale analogico è in genere generato da un potenziometro esterno o da un sensore HVAC. A 0 Volt il motore funziona alla velocità minima. Quando il segnale analogico aumenta verso i 10 Volt, il motore accelera fino alla velocità massima (a 10 Volt).

Controllori per motori monofase controllabili a 230 Volt:
  • Montaggio a parete - Un primo gruppo di regolatori elettronici di velocità con ingresso analogico è dotato di una custodia adatta al montaggio a parete. L'alloggiamento offre una protezione IP54 contro l'umidità e l'ingresso di sporcizia. La serie EVS è la versione base di questo gruppo. La serie EVSS offre un ingresso aggiuntivo per comandi ON-OFF remoti e un ingresso per il monitoraggio dei contatti termici del motore (se il motore ne è dotato). Se viene rilevato un surriscaldamento del motore, il controllore entra in modalità di sicurezza, attiva l'uscita di allarme e arresta il motore.
  • Montaggio su guida DIN in un quadro elettrico - Questo gruppo di regolatori elettronici di velocità con ingresso analogico ha un alloggiamento adatto al montaggio su guida DIN. Dato il grado di protezione IP20 contro l'umidità e la sporcizia, è necessario il montaggio in un quadro elettrico. La serie MVS è la versione base di questo gruppo. La serie MVSS offre un ingresso aggiuntivo per comandi ON-OFF remoti e un ingresso per il monitoraggio dei contatti termici del motore (se il motore ne è dotato). Se viene rilevato un surriscaldamento del motore, il controllore entra in modalità di sicurezza, attiva l'uscita di allarme e arresta il motore.
 
Controllori per motori trifase a 400 Volt controllabili in tensione:
  • La serie TVSS5 è costituita da regolatori elettronici della velocità dei ventilatori con ingresso analogico. La funzione di monitoraggio TK protegge i motori dal surriscaldamento. Il loro involucro consente il montaggio su guida DIN. Controllano motori trifase regolabili in tensione con una corrente massima di 6 A.
 
Controllori per serre e clima
Sentera offre anche regolatori elettronici della velocità dei ventilatori con sensore di temperatura (integrato). Regolano la velocità del motore monofase in base alla temperatura ambiente. In genere, vengono utilizzati per raffreddare le serre o per regolare il clima nelle grow room. Quando la temperatura aumenta, la velocità del motore aumenta. Al di sotto del setpoint di temperatura, la velocità del motore è minima oppure si ferma.
  • I regolatori climatici per grow room - serie GTEE1 vengono forniti completamente precablati e sono quindi immediatamente pronti all'uso. L'uscita regolata può essere utilizzata per controllare la velocità del ventilatore. Quando la temperatura ambiente supera la temperatura impostata, la velocità della ventola aumenta per garantire un maggiore raffreddamento. L'uscita non regolata può essere utilizzata per attivare un elemento di riscaldamento se la temperatura ambiente scende al di sotto della temperatura impostata.
  • Controllore climatico per serre - La serie GTE regola la velocità del ventilatore a scopo di raffreddamento. Quando la temperatura ambiente supera la temperatura impostata, la velocità della ventola aumenta per garantire un maggiore raffreddamento. La serie GTE è disponibile in versione -DT e in versione -DM. La versione GTE -DT viene consegnata completamente precablata ed è immediatamente pronta per l'uso. La versione GTE -DM non è precablata (è necessario un sensore di temperatura PT500 opzionale) ma offre la comunicazione Modbus RTU per semplificare la regolazione delle impostazioni. È possibile il controllo remoto tramite comunicazione Modbus RTU. La serie GTE-1 consente di impostare il setpoint di temperatura in un intervallo compreso tra 15 e 35 °C. I modelli della serie GTE21 hanno un setpoint di temperatura che può essere impostato nell'intervallo 5-35 °C.
 
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