Regolatori a velocità variabile per ventilatori
I regolatori elettronici o variabili della velocità per ventilatori offrono un controllo di velocità infinitamente variabile per i ventialtori AC. Utilizzano il controllo dell'angolo di fase, la tecnologia TRIAC, per ridurre la tensione del motore, ed è così che controllano la velocità del ventilatore. I regolatori di velocità per ventilatori TRIAC possono controllare motori con correnti di motore fino a 10 A. Questi regolatori di velocità delle ventole sono completamente silenziosi, poiché la tecnologia funziona solo con componenti elettronici.
I regolatori di velocità TRIAC riducono la tensione di rete tagliando alcune delle sue parti. La tensione residua del motore non avrà una forma sinusoidale perfetta. Il controllo del microprocessore rende possibile ottimizzare la rilevazione del passaggio attraverso lo zero. Ciò significa che i TRIAC possono essere controllati più accuratamente, risultando in un funzionamento silenzioso del motore. Tuttavia, a seconda del tipo di motore, potrebbe verificarsi un po' di rumore aggiuntivo del motore a basse velocità a causa della forma non sinusoidale della tensione del motore. Aumentare la tensione minima del motore ridurrà il rumore.
Cos'è un motore AC?
I ventilatori AC sono ventilatori in un motore AC. I motori AC di solito hanno un rotore a gabbia di scoiattolo. La corrente alternata elettrica che scorre attraverso i circuiti dello statore genera un campo magnetico rotante. Questo campo magnetico statore induce correnti nei circuiti del rotore (legge di Faraday dell'induzione). Queste correnti elettriche nei circuiti del rotore generano il campo magnetico del rotore. I due campi magnetici si attraggono reciprocamente, facendo sì che il rotore segua il campo statore rotante. Questo principio fa ruotare un motore elettrico.
I motori AC sono stati i motori dominanti nelle applicazioni industriali e nell'industria dell'HVAC. A causa della vasta gamma di azionamenti a velocità variabile e delle soluzioni di controllo sempre più intelligenti, le possibili applicazioni sembrano infinite. I motori AC sono estremamente affidabili e molto robusti. Richiedono quasi nessuna manutenzione e, se si guastano, sono facili da riparare. I motori AC sono lo standard industriale e sono quindi ampiamente disponibili in una gamma di potenze molto ampia.
Motori controllabili in tensione
I motori controllabili in tensione sono motori asincroni, la cui velocità può essere controllata riducendo la tensione. Quando viene applicata la tensione nominale, il motore funziona ad alta velocità. Quando la tensione del motore viene ridotta, il motore rallenta di conseguenza.
Quando la tensione del motore diminuisce, diminuisce anche la coppia massima del motore. Finché il motore rimane sufficientemente potente per guidare il carico, la velocità del motore può essere controllata riducendo la tensione. Nota che non tutti i motori sono controllabili in tensione. I tipi di motori controllabili in tensione comunemente utilizzati sono motori a condensatore singolo a fase permanente o motori a fase singola a polo ombreggiato.
Protezione termica per i motori AC
Un motore AC è un dispositivo robusto con una lunga durata. Tuttavia, far funzionare un motore AC a bassa velocità per un periodo di tempo più lungo non è privo di rischi. A basse velocità, il motore si raffredda meno. Ciò può causare il surriscaldamento dei circuiti del motore, che può causare il degrado del suo isolamento. Ciò può causare perdite elettriche, cortocircuiti e, alla fine, guasto del motore. Per evitare il guasto del motore, è importante evitare il surriscaldamento del motore.
A questo scopo, molti motori AC sono dotati di contatti termici, anche chiamati TK. Questi contatti termici misurano la temperatura nei circuiti del motore. In caso di surriscaldamento del motore, i contatti TK si aprono. Alcuni regolatori di velocità dei ventilatori forniscono una protezione aggiuntiva contro il surriscaldamento tramite la loro funzione di monitoraggio TK, che disattiva il motore in caso di surriscaldamento per evitare danni al motore. Allo stesso tempo, l'uscita di allarme verrà abilitata per indicare un problema al motore.
Perché dobbiamo controllare la velocità del ventilatore?
Un motore a piena velocità è rumoroso, consuma molta energia, costa denaro e aumenta le perdite di calore. Se riduciamo la velocità del ventilatore, il motore farà meno rumore, consumerà meno energia e ciò ridurrà, a sua volta, i costi operativi del sistema di ventilazione. Tutto ciò serve ad aumentare il comfort degli utenti. Perché non acquistare semplicemente un motore più piccolo se fosse così? Un motore deve essere a piena capacità, ad esempio quando c'è una grande folla di persone in una singola stanza. Un motore avrà anche bisogno di funzionare più velocemente quando la temperatura o l'umidità relativa differiscono troppo rispetto all'esterno. In altre parole, per regolare la qualità dell'aria interna, è necessario regolare le velocità del motore e del ventilatore.
Risparmi energetici - Un altro vantaggio del controllo della velocità del ventilatore è il risparmio energetico. Se non controllassimo la velocità del ventialtore, ma facessimo invece funzionare il motore a piena velocità, ci sarebbe sicuramente un'adeguata fornitura di aria fresca. Ma anche una leggera riduzione della velocità del ventilatore ha un notevole impatto sul consumo di energia elettrica. Un tipico ventilatore HVAC segue una curva di coppia quadratica. A seconda del tipo di motore, una riduzione del 25% del flusso volumetrico dell'aria corrisponde al 50% in meno di consumo energetico. Inoltre, una velocità di flusso d'aria più bassa comporta anche un funzionamento più silenzioso.
Prolungamento della vita utile - I filtri dell'aria durano più a lungo quando si riduce il flusso volumetrico dell'aria. Questo è logico; più aria passa attraverso i filtri, maggiore è il rischio di contaminazione dei filtri. Un flusso volumetrico dell'aria ridotto ha anche un effetto positivo sulla durata utile delle parti meccaniche del ventilatore. Questi prolungati intervalli di manutenzione riducono i costi operativi e i costi totali di vita.
Minimizzare le perdite di calore - In climi più freddi e moderati, l'aria calda interna estratta viene sostituita da aria fresca che può essere molto più fredda. Ciò significa che se ventilassimo, dovremmo spendere più energia per il riscaldamento. I moderni sistemi di ventilazione sono dotati di uno scambiatore di calore per minimizzare tali perdite di calore. Tuttavia, è possibile risparmiare ulteriore energia riducendo la velocità del ventilatore quando possibile. Misurando la qualità dell'aria interna, la velocità del ventilatore può essere continuamente ottimizzata garantendo nel contempo la qualità dell'aria interna.