Sprite icons

Transformator fläkthastighetsregulatorer

15-04-2025 An De Ridder
Hur fungerar en transformatorfläkthastighetsregulator
Transformatorregulatorer reglerar hastigheten på fläktar med AC-motorer i steg genom att minska motorspänningen. Denna stegvisa hastighetskontroll utförs av den elektriska transformatorn de använder, därav namnet "transformatorregulator". Transformatorfläkthastighetsregulatorer är kostnadseffektiva och har visat sig vara mycket pålitliga och robusta. De kan också användas i situationer där strömförsörjningen är instabil. Transformatorhastighetsregulatorer används vanligtvis för att reglera fläkthastigheten. De flesta kunder är villiga att acceptera nackdelen med en något lägre energieffektivitet eftersom fördelen med användarvänlighet är viktigare för dem. En transformatorhastighetsregulator är en av de enklaste metoderna för att styra hastigheten på en elmotor. Både anslutning och driftsättning är särskilt enkla.
 
Tyst motordrift
Dessa typer av fläkthastighetsregulatorer är enkla att installera. De kräver ingen konfiguration och kan användas direkt efter anslutning. Tack vare transformatorteknik genererar de en motorspänning med perfekt sinusform, vilket resulterar i exceptionellt tyst motordrift och förlängd livslängd. Mer detaljerad information om transformatorteknik ges nedan. Den perfekt sinusformade motorspänningen är den stora fördelen jämfört med elektroniska TRIAC-styrenheter. En TRIAC-styrenhet skär bort delar av den sinusformade spänningen, medan en transformatorhastighetsregulator bibehåller sinusformen men minskar den.
 
Brummande ljud från den elektriska transformatorn
I en transformator skapar växelströmmen ett ständigt föränderligt magnetfält, vilket gör att järnkärnan vibrerar med hög frekvens, vilket vi uppfattar som ett brummande ljud. Dessa magnetiska fält kan orsaka små rörelser i själva transformatorn. Lösa spolar, lamineringar (plåtar) i kärnan eller till och med transformatorns hölje kan vibrera något, vilket orsakar ett surrande ljud. Det är viktigt att notera att visst brummande är normalt för transformatorer. Ett ovanligt högt brum kan dock indikera ett problem, såsom lösa delar, överbelastning eller felaktiga komponenter. Sentera transformatorer får en speciell impregnerad beläggning som minskar elektriskt brus från transformatorerna. På grund av detta surrande ljud rekommenderar vi att du alltid installerar transformatorns fläkthastighetsregulator i ett tekniskt rum där ljudet är störande.
 
Reglera fläkthastigheten genom att minska motorspänningen Elektronisk transformator
Transformatorfläkthastighetsregulatorer reglerar fläkthastigheten genom att minska motorspänningen i steg. TRIAC eller elektroniska fläkthastighetsregulatorer reglerar också motorhastigheten genom att minska motorspänningen. Skillnaden är att transformatorhastighetsregulatorer gör detta i steg, medan TRIAC-regulatorer gör detta kontinuerligt. Båda typerna av varvtalsregulatorer är endast lämpliga för spänningsstyrbara motorer. Det är elmotorer där hastigheten kan styras genom att sänka matningsspänningen samtidigt som frekvensen förblir konstant. Både TRIAC och transformatorfläkthastighetsregulatorer kan användas i applikationer där vridmomentet minskar med hastigheten, såsom fläkthastighetskontroll. Att styra hastigheten på fläktar med AC-motorer är en av de vanligaste tillämpningarna av transformatorhastighetsregulatorer. Som nämnts ovan är de största fördelarna med en transformatorfläkthastighetsregulator dess enkla drift och kostnadseffektivitet. Ingen konfiguration behövs; när allt är anslutet kan fläkten styras direkt. Konstruktionen, installationen och driftsättningen av en transformatorfläkthastighetsregulator är mycket enklare än för mer komplexa hastighetsregulatorer som frekvensomriktare, vilket också leder till lägre kostnader.
 
Transformatorn minskar matningsspänningen som kallas primärspänningen. Den reducerade spänningen som kan användas för att försörja motorn kallas sekundärspänningen. Sekundärspänningen reduceras enligt förhållandet mellan antalet primärlindningar och antalet sekundärlindningar. Till exempel, om primärlindningen är dubbelt så stor som sekundärlindningen, kommer sekundärspänningen att vara hälften av primärspänningen. Principdiagrammet till höger visar en elektrisk transformator med endast en sekundärspänning. Transformatorerna som används i hastighetsregulatorer erbjuder fem olika sekundärspänningar. Motorvarvtalet reduceras genom att motorn kopplas till ett av dessa spänningsuttag (sekundära spänningar). Detta kan göras genom att vrida på ett vred, med en analog insignal eller genom ett kommando som skickas via Modbus RTU-kommunikation. De flesta Sentera transformatorfläkthastighetsregulatorer tillåter att fem olika motorhastigheter kan väljas. Vissa modeller tillåter ytterligare sänkning av den lägsta hastigheten genom att internt ansluta kabeln med den lägsta hastigheten till ett ännu lägre spänningsuttag på transformatorn. Detta är dock inte tillåtet för alla motortyper. Om startspänningen är för låg kan det hända att motorn inte kan starta, vilket kan blockera motorn med risk för brännskador.
 
Den maximala ström som transformatorn kan leverera bestäms av tjockleken på koppartrådarna i transformatorns spolelindning. Den maximala motorströmmen bestämmer vilken typ av transformator som måste väljas. För en motor med högre strömmar måste en transformator med tjockare tråddiameter väljas. Den maximala strömkapaciteten för Sentera-transformatorerna visas tydligt på hemsidan. Den maximala strömkapaciteten betyder: motorns strömförbrukning (uttryckt i Ampere) när motorn går på full hastighet. Den högre startström som uppstår kort under motorstart ska inte tas med i beräkningen. Sentera transformatorer har en konstant trådtjocklek över hela lindningen, vilket garanterar bättre kvalitet på transformatorn. Många konkurrenter erbjuder billigare transformatorer med variabel trådtjocklek i spollindningen. Som ett resultat av flödet av elektrisk ström kommer koppartrådarna att värmas upp. Tunnare ledningar värms upp snabbare eftersom de har ett högre elektriskt motstånd. När uppvärmningen blir för stark kommer isoleringen av koppartrådarna att smälta, vilket orsakar kortslutning och permanent skada. När detta händer måste transformatorn bytas ut. Alltför höga omgivningstemperaturer, ofta omstart av motorn eller en installationsmetod med otillräckliga kylmöjligheter kan också orsaka denna skada.
 
SpartransformatorSpartransformatorer
Sentera transformatorfläkthastighetsregulatorer är utrustade med en eller flera spartransformatorer. En spartransformator använder en enda lindning (spole) som fungerar som både primär- och sekundärlindning. Olika spänningsuttag används för att uppnå varierande utspänningar. Till skillnad från en spartransformator har en isoleringstransformator två separata lindningar, den primära och sekundära, vilket ger elektrisk isolering mellan ingång och utgång.
 
En lindning innebär att det inte finns någon galvanisk separation av primärlindningen från sekundärlindningen. Spolarna är anslutna direkt, vilket resulterar i inte bara elektromagnetisk utan även elektrisk anslutning. Dessa egenskaper bidrar i hög grad till högre effektivitet, eftersom endast en del av kraften omvandlas.
 
Driften av en transformator bygger på två grundläggande principer:
  1. Den tidsvarierande elektriska strömmen i primärspolen skapar ett tidsvarierande elektromagnetiskt fält.
  2. Det elektromagnetiska fältet skapar en elektrisk växelström via elektromagnetisk induktion.
Enkellindningen av en spartransformator ger en mer kompakt och lätt konstruktion jämfört med konventionella dubbellindade transformatorer. Denna typ av transformator kännetecknas av kompakta dimensioner, hög tillförlitlighet och lång livslängd. Det används ofta i olika industrier och produktionsprocesser, samt för vanliga hushållsändamål när vissa fysiska mängder behöver regleras.
 
Hur en elektrisk transformator fungerar
I det här kapitlet förklarar vi i detalj hur en elektrisk transformator fungerar.
En transformator är en elektrisk enhet som överför elektrisk energi mellan två eller flera kretsar genom elektromagnetisk induktion. Elektromagnetisk induktion producerar en elektromotorisk kraft i en ledare som utsätts för tidsvarierande magnetfält. Transformatorer används för att öka eller minska växelspänningarna i elektriska krafttillämpningar.
 
Växelström appliceras på transformatorns primära spole. Ström som flyter genom en spole genererar ett magnetfält. Eftersom strömmen i primärspolen är alternerande (ändrar riktning konstant), fortsätter magnetfältet att ändra sin styrka och riktning. Detta "dansande" magnetfält är avgörande för nästa steg.
 
Det föränderliga magnetfältet fungerar som en osynlig motorväg för elektrisk energi. Den skär igenom både primär- och sekundärspolarna. I sekundärspolen skapar detta föränderliga magnetfält ett fenomen som kallas elektromagnetisk induktion. Detta driver elektronerna i sekundärspolen att röra sig och genererar en ström. Det fungerar enligt följande: när magnetfältet runt ledaren (sekundärspolen) ändras, knuffar det till elektronerna inuti ledaren. Denna knuff skapar en spänning (ElectroMotive Force eller EMF) som driver elektronerna att flöda i en viss riktning, vilket skapar en elektrisk ström. Strömmens riktning beror på riktningen av förändringen i magnetfältet, vilket förklaras av Lenz lag.
 
Spänningen i sekundärspolen beror på två faktorer:
  • Antal lindningar: Antalet lindningar i varje spole. Om sekundärspolen har fler varv än primärspolen blir spänningen högre. Omvänt kommer färre lindningar i sekundärspolen att resultera i en lägre spänning.
  • Magnetfältets styrka: Styrkan hos det föränderliga magnetfältet. Ett starkare magnetfält kommer att inducera en högre spänning i sekundärspolen.
En transformatorhastighetsregulator är robust och lätt att använda. Nackdelen är den lägre energieffektiviteten jämfört med mer komplexa hastighetsregulatorer. Effektiviteten hos en transformator är förhållandet mellan dess uteffekt och dess ineffekt. Den lägre energieffektiviteten hos en transformatorhastighetsregulator beror på:
  • Hysteresförlust: När det magnetiska fältet i kärnan ändrar riktning (vilket sker konstant i AC-transformatorer), upplever materialet en mikroskopisk omarrangering av sin inre struktur. Denna fram- och tillbaka-process förbrukar en liten mängd energi, vilket framstår som värmeförlust.
  • Virvelströmsförlust: Det föränderliga magnetfältet inducerar också små cirkulerande strömmar i själva järnkärnan. Dessa virvelströmmar värmer upp kärnan, vilket representerar en annan form av tomgångsförlust.
  • I²R Losses: Detta är den klassiska Joule-värmeeffekten. Strömmen (I) som flyter genom motståndet (R) hos koppartrådarna i primär- och sekundärspolarna genererar värme. När belastningsströmmen ökar ökar också I²R-förlusterna proportionellt.
Sentera använder olika tekniker för att minimera dessa energiförluster:
  • Högkvalitativa kärnmaterial: Att använda kornorienterat kiselstål med låga hysteresförluster är avgörande. Detta stål, även kallat elstål, är dyrare än andra typer av stål men erbjuder bättre genomsläpplighet för magnetiska fält, vilket resulterar i färre förluster.
  • Laminering av kärnan: Kärnan är gjord av extra tunna metallplåtar (lamineringar) för att minska virvelströmmar. Dessa tunna metallplåtar är perfekt inriktade i Sentera-fabriken, fixerade till varandra och försedda med en speciell impregnerad beläggning. Denna metod är tidskrävande men ger en betydande ökning av energieffektiviteten.
  • Stor ledarstorlek: Användning av tjockare ledningar i lindningarna minskar deras motstånd och minskar I²R-förlusterna. Högkvalitativ koppar med tjock diameter har ett lägre motståndsvärde, vilket begränsar förluster vid högre strömmar. Sentera transformatorer har en konstant trådtjocklek över hela lindningen, vilket garanterar bättre kvalitet på transformatorn.
Varför denna grundläggande teknik fortfarande är intressant
Sentera transformatorhastighetsregulatorer används fortfarande i stor utsträckning för styrning av fläkthastighet. Deras användarvänlighet, robusta konstruktion och attraktiva pris är de främsta fördelarna. Fläkthastigheten kan justeras i steg, och även vid låg hastighet förblir motorn exceptionellt tyst. Nackdelar med denna teknik är den lägre energieffektiviteten och det buller som hastighetsregulatorn genererar. Sentera transformatorhastighetsregulatorer är utformade för att minimera dessa nackdelar så mycket som möjligt. Speciellt för fläktapplikationer som inte kräver kontinuerlig drift är en transformatorhastighetsregulator det perfekta valet. Typiska applikationer är fläktkåpor, utsugsfläktar etc.
 
Produktsortiment av Sentera transformatorfläkthastighetsregulatorer
Sentera är en av de ledande tillverkarna av fläkthastighetsregulatorer. I två decennier har våra transformatorfläkthastighetsregulatorer varit standarden i HVAC-världen. Kvalitet och användarvänlighet har alltid varit vår högsta prioritet. På grund av den stora framgången skapades många varianter. Som ett resultat är det inte alltid lätt att få en överblick över detta produktsortiment. De viktigaste egenskaperna hos de olika serierna sammanfattas kort nedan.
 
Sentera transformatorfläkthastighetsregulatorer för enfasmotorer med en maximal belastning upp till (och inklusive) 7,5 A har ett högkvalitativt plasthölje med kylflänsar av metall. Detta hölje är tillverkat i Sentera plastfabrik av flamskyddad ABS-plast. Kylflänsen garanterar tillräcklig värmeavledning för regulatorer med denna kapacitet. Alla andra transformatorfläkthastighetsregulatorer har en solid metallkapsling med tillräcklig kapacitet för värmeavledning.
 
Transformator fläkthastighetsregulatorer med inbyggda kontroller
En första grupp innehåller transformatorfläkthastighetsregulatorer med inbyggd kontrollomkopplare på frontpanelen. Dessa hastighetsregulatorer är enkla att installera och använda.
  • Instegsnivån - De enklaste transformatorhastighetsregulatorerna har en vridomkopplare på frontpanelen som tillåter manuellt val av fläkthastighet. För enfasmotorer på 230 Volt finns STR-1-serien, för trefasmotorer på 230 Volt finns STR-3-serien och för trefasmotorer på 400 Volt finns STR-4-serien. Dessa är de billigaste och enklaste 5-stegs hastighetsregulatorerna i Sentera-sortimentet.
  • Detektering av motoröverhettning - För enfas- och trefasmotorer på 400 Volt finns även instegsmodellerna med en extra säkerhetsfunktion för att upptäcka motoröverhettning. Dessa är STRS1- respektive STRS4-serierna. Båda serierna är intressanta om motorn är utrustad med TK temperaturgivare (termisk kontakt) i motorlindningen. Dessa TK temperaturgivare kan anslutas till STRS1 och STRS4 serierna. Om motortemperaturen överstiger ett kritiskt värde kommer 5-stegs varvtalsregulatorn att stänga av motorn för att förhindra permanent skada.
  • Nödknapp för rökevakuering - För enfasmotorer finns instegsmodellen även med en extra nödknapp för rökutsug. När nödknappen trycks in accelererar fläkten omedelbart mot maximal hastighet. Efter återställning av nödknappen kommer hastighetsregulatorn att fungera normalt igen. SER-1-serien styr enfasmotorer.
  • Två separata 5-växlade - väljare SC2-1-serien erbjuder inte en utan två hastighetsväljare på frontpanelen. De styr enfasmotorer. En av båda vridomkopplarna aktiveras via en torrkontaktingång (låg eller hög). I många applikationer är ett externt tidsrelä, en temperaturbrytare eller ett differenstrycksrelä anslutet till denna torra kontaktingång. I fallet med temperaturomkopplaren, till exempel, styrs fläkten av omkopplare 1 vid låga temperaturer och av omkopplare 2 vid högre temperaturer. Detta gör det möjligt att automatiskt växla mellan två olika ventilationsregimer, beroende på omständigheterna. Det är en förenklad version av behovsbaserad ventilation.
  • Fläkthastighetsregulatorer för köksfläktar SFPR1 och SFPR4-serien är transformatorfläkthastighetsregulatorer med en utgång för att styra en gasventil. En valfri luftflödessensor eller tryckrelä krävs för att detektera luftflödet. Utgången aktiveras samtidigt med fläkten. Om luftflödet inte detekteras inom 60 sekunder efter att motorn startats, avaktiveras gasventilens utgång. Serierna SFPR1 och SFPR4 styr enfas- respektive trefasmotorer på 400 volt. De startar om automatiskt efter ett strömavbrott och de har motoröverhettningsdetektering (TK-motorkontakter).
Fjärrkontrollerbara transformatorfläkthastighetsregulatorer 
Under vissa omständigheter är det inte önskvärt att fläkten arbetar kontinuerligt eller inte med samma hastighet kontinuerligt. Därför erbjuder vi transformatorfläkthastighetsregulatorer som kan fjärrstyras. Det finns varianter där endast startsignalen kan ges på distans samt varianter där hastigheten kan väljas på distans.
 
Transformator fläkthastighetsregulatorer med torrkontaktingångar
Torra kontaktingångar kan aktiveras av en digital signal (hög eller låg). Vanligtvis aktiveras torra kontaktingångar manuellt med hjälp av en omkopplare. De kan också aktiveras automatiskt med hjälp av en timer, ett tryckrelä, temperaturomkopplare, fuktighetsomkopplare, etc...
  • STRA1- och STRA4-serierna har flera extra torrkontaktingångar för att starta motorn på distans. Det faktum att olika villkor kan kombineras gör att dessa regulatorer är universella tillämpbara. Fläkthastigheten måste väljas med vridomkopplaren på frontpanelen. STRA1- och STRA4-serien styr enfas respektive trefas 400 volts motorer. De startar om automatiskt efter ett strömavbrott och de har en larmutgång och detektering av motoröverhettning (TK-motorkontakter).
  • Serierna SC2A1 och SC2A4 har två hastighetsväljare på frontpanelen. Dessa serier erbjuder också flera extra torra kontaktingångar för att starta motorn på distans och för att aktivera båda hastighetsväljaromkopplarna. Serierna SC2A1 och SC2A4 styr enfas- respektive trefasmotorer på 400 volt. De startar om automatiskt efter ett strömavbrott och de har en larmutgång och detektering av motoröverhettning (TK-motorkontakter).
  • RTR-1-serien erbjuder fem torra kontaktingångar för aktivering av en av de fem tillgängliga hastighetsnivåerna. Denna transformatorfläkthastighetsregulator kan därför fjärrstyras helt. Inte bara startsignalen utan även önskad fläkthastighet kan ställas in på distans. RTR-1-serien styr enfasmotorer.
Transformator fläkthastighetsregulatorer med analog 0-10 Volt ingång
En 0-10 volt styrsignal är ansluten till transformatorns fläkthastighetsregulator. Denna styrsignal bestämmer vilken hastighetsnivå som aktiveras (med vilken hastighet motorn kommer att gå). En 0-10 Volt styrsignal kan genereras manuellt via en potentiometer. Eller så kan den genereras automatiskt av en sensor. Till exempel. sensorn sänder den uppmätta CO2-nivån som en 0-10 volt signal.
  • STVS1- och STVS4-serien är transformatorfläkthastighetsregulatorer med en analog ingång. De 5 hastighetsstegen väljs via den analoga styrsignalen (0-10 Volt). Till exempel: när den analoga signalen har ett värde på 3 Volt kommer hastighet 1 att aktiveras. när den analoga signalen har ett värde på 5 Volt aktiveras hastighet 2 etc. För behovsstyrd ventilation kan dessa varvtalsregulatorer kombineras med någon av Sentera-givarna med 0-10 Volt utsignal. STVS1- och STVS4-serien styr enfas respektive trefas 400 Volt motorer. De startar om automatiskt efter ett strömavbrott och de har motoröverhettningsdetektering (TK-motorkontakter).
Transformator fläkthastighetsregulatorer med Modbus RTU-kommunikation
Modbus RTU (Remote Terminal Unit) är ett av de mest använda kommunikationsprotokollen inom byggnads- och industriautomation. Det är en seriell kommunikationsmetod som gör att flera enheter kan anslutas på en enda kommunikationslinje, vilket underlättar effektivt datautbyte mellan styrenheter, sensorer, fläkthastighetsregulatorer, ställdon och andra enheter. Modbus RTU-kommunikation är många gånger mer stabil och tillförlitlig än klassiska 0-10 Volt-signaler.
  • RTVS8- och RTVS1-serien av transformatorfläkthastighetsregulatorer styrs via Modbus RTU-kommunikation. Nätverkets Modbus-master skickar den begärda hastighetsnivån (1 - 5) till motsvarande Modbus-hållregister för RTVS8- eller RTVS1-slavenheten. Sentera-givare och potentiometrar med Modbus-kommunikation kan kombineras med dessa varvtalsregulatorer. De är också kompatibla med SenteraWeb-molnet. Detta ger fjärråtkomst, möjlighet att ta emot aviseringar, att använda dag-veckoschemaläggaren för olika ventilationsregimer etc. RTVS1-serien kräver en matningsspänning på 230 VAC, medan RTVS8-serien kan arbeta med en matningsspänning i intervallet 115 – 230 VAC. Detta gör dem mer universella tillämpbara. Båda serierna styr enfasmotorer. De startar om automatiskt efter ett strömavbrott och de har en larmutgång och detektering av motoröverhettning (TK-motorkontakter).
Transformator fläkthastighetsregulatorer med temperatursensor
Att styra fläkthastigheten baserat på omgivningstemperaturen används i stor utsträckning inom jordbruks- och trädgårdssektorerna. Produktsortimenten nedan säljs i stort antal inom dessa branscher. De har bevisat sin kvalitet och tillförlitlighet för jordbruk och trädgårdstillämpningar.
  • GTH-serien av transformatorfläkthastighetsregulatorer fungerar beroende på omgivningstemperaturen. I värmeläge aktiveras fläkten när den uppmätta temperaturen sjunker under inställd temperatur. När den uppmätta temperaturen är högre än den valda temperaturen stängs fläkten av. Den oreglerade utgången kan styra en vattenventil för att reglera flödet av varmvatten eller ett relä för att aktivera en elvärmare. Den oreglerade utgången aktiveras samtidigt med fläkten. När fläkten går aktiveras värmaren. I kylläge är funktionaliteten omvänd. Via en bygel kan värmeläge eller kylläge väljas. En PT500 temperatursond krävs för att mäta den omgivande temperaturen. GTH-serien kan användas för att styra enfasmotorer.
  • Plug & play GTTE1-serien är helt förkopplad. En till- och utsugsfläkt kan kopplas in via Schuko-uttagen. När omgivningstemperaturen blir högre än den inställda temperaturen ökar fläkthastigheten och värmaren avaktiveras. När omgivningstemperaturen sjunker under den inställda temperaturen stannar fläktarna och värmaren aktiveras. GTTE1-serien styr enfasmotorer.
Rapportera ett fel