Двухскоростной режим односкоростного вентилятора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

Как известно, воздух в ванной всегда имеет повышенную влажность. Пары воды чаще всего удаляют с помощью вытяжного вентилятора, который устанавливается на отверстии вентиляционного короба. На рынке представлены специальные влагостойкие вентиляторы для ванной. Чем выше производительность вентилятора, тем быстрее удаляется влага, но и тем выше его шум.

Днем, когда наружный шум выше, шум вытяжного вентилятора неслышен. Тогда его желательно использовать в режиме полных оборотов, чтобы быстро снизить влажность воздуха. В вечернее же время работа вентилятора более заметна. В этом случае его можно перевести в режим пониженных оборотов.

В подобных вентиляторах используется асинхронный двигатель. Частота вращения асинхронного двигателя изменяется путем изменения частоты питающего напряжения. Существует простой способ снижения частоты вращения электродвигателя вентилятора. Этому способствуют два фактора: электродвигатель вентилятора потребляет относительно малую мощность и его механическая нагрузка постоянна. Обороты двигателя проще всего снизить путем понижения питающего напряжения, например, включением балластного реактивного элемента - конденсатора.

Для подбора балластного конденсатора нужно снять зависимость частоты вращения двигателя от питающего напряжения.

В качестве примера на рис. 1 приведена экспериментальная зависимость оборотов двигателя от питающего напряжения для вентилятора типа "Venis Turbo", мощностью 25 Вт и производительностью 250 м³/час. Зависимость снята до снижения оборотов в два раза. Обороты измерялись цифровым лазерным бесконтактным тахометром.

Рис. 1. Экспериментальная зависимость оборотов двигателя от питающего напряжения

В таблице даны экспериментальные данные зависимости n = f(U_пит). Зависимость аппроксимирована кубическим полиномом с использованием метода наименьшего квадрата.

Результаты снятия зависимости n = f(U_пит)

Квадратическая и линейная аппроксимирующие функции дают большие погрешности. Это было установлено путем сравнения аппроксимации. Таким образом было установлено, что повышение степени полинома больше 3 не дает никакого преимущества.

Аналитическая аппроксимация имеет вид:

n = 2,3524 · 10^-3 · U³_пит - 1,5116 · U²_пит + 328,22 · U³_пит - 21512 [об/мин,В] (1)

Максимальное отклонение экспериментальных точек составляет 23 об/мин.

Аналитическая аппроксимация обратной функции имеет вид:

n = 6,8928 · 10^-8 · n³ - 3,5139 · 10^-4 · n² + 0,61694 · n - 21,37 [В,об/мин] (2)

Максимальное отклонение экспериментальных точек составляет 3,56 В.

По полученной зависимости определяем обороты n_ном при U_пит1 = 220 В и требуемую величину напряжения питания U_пит2 для получения n_ном/2. В конкретном случае результаты следующие: n_ном = 2584 об/мин (U_пит1= 220 В) и U_пит2 = 140 В для n_ном/2 = =1292 об/мин. Экспериментально, путем подбора балластных конденсаторов, определяем требуемую величину емкости по достижению требуемого напряжения на двигателе. В данном конкретном случае она составила 790 нФ. Данная величина получена путем параллельного соединения нескольких конденсаторов. Из-за разброса параметров двигателей номинал балластного конденсатора может незначительно корректироваться.

Необходимо обратить внимание на одну особенность. Электродвигатель имеет резистивноиндуктивный импеданс. Конденсатор совместно с обмотками двигателя образует последовательный колебательный контур.

На частоте резонанса этого контура возможно появление повышенных напряжений на электродвигателе и конденсаторе, зависящих от добротности контура. При этом возможен пробой конденсатора.

На рис. 2 приведена теоретическая зависимость напряжения питания электродвигателя от емкости конденсатора. При больших значениях емкости напряжение питания стремится к сетевому. При этом кривая круче в области до резонансной частоты. Эта зависимость подсказывает, что подбор емкости конденсатора нужно начинать от малых величин путем их медленного увеличения, а не наоборот!

Рис. 2. Зависимость питающего напряжения на вентиляторе от емкости балластного конденсатора

На рис. 3 приведена принципиальная схема управления вентилятора. Балластная конденсаторная группа C1*, разрядный резистор R1 и схема питания индикации работы на элементах C2, R2, R3, VD1-VD5 находятся внутри пластмассового корпуса вентилятора. Неоновая лампа красного цвета заменена синим светодиодом, лучше ассоциирующимся с воздушным потоком. Цепь R2 R3 C2 является токоограничительной. Мостовые выпрямители (VD1-VD4, VD6-VD9 и VD10-VD13) практически работают в режиме короткого замыкания, поэтому обратное напряжение непроводящих диодов практически отсуствует. Можно применять диоды с U_ОБР вплоть до 50 В.

Рис. 3. Схема управления и сигнализации вентилятора (нажмите для увеличения)

К вентилятору подключена 3-проводная питающая линия. Он управляется двумя переключателями SA1, SA2 на одной панели, с независимым механическим ходом каждой половины, переключатель SA1 только включает/выключает вентилятора, а переключатель SA2 определяет скорость вращения - 50% или 100%. Режим работы вентилятора индицируется синими светодиодами VD15 и VD16. Стабилитрон VD14 защищает диоды VD10...VD13 от пробоя при возможном обрыве проводов, соединяющих диоды VD15, VD16.

В режиме 50% оборотов двигатель питается через балластный конденсатор C1. Светодиод оптрона питается через резистор R5 и мост VD6-VD9. Фототранзистор оптрона шунтирует светодиод VD16, поэтому светится только светодиод VD15.

В режиме 100% оборотов двигатель питается непосредственно светодиод оптрона ток не течет, фототранзистор закрыт и оба светодиода VD15, VD16 светятся.

Все светодиоды можно питать и однополупериодными выпрямителями, но тогда появляется мерцание и интенсивность свечения ниже.

Для большей безопасности к переключателю SA1 подключен фазный проводник.

Автор: Георги Димитров

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Ёмкий и прочный графеновый ионистор 24.03.2013 Электрохимические конденсаторы, также называемые суперконденсаторами или ионисторами, объединяют достоинства конденсаторов и аккумуляторных батарей. Они отличаются от обычных конденсаторов того же размера способностью запасать гораздо больше энергии, и могут заряжаться и разряжаться намного быстрее, чем аккумуляторные батареи. К сожалению, по емкости они пока заметно уступают последним, так что повышение энергетической плотности ионисторов могло бы стать важным прорывом в технологии хранения энергии. Подход к этому прорыву нашли специалисты Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA). Для повышения энергетической плотности необходимо улучшить электроды, объединив большую поверхность с хорошей проводимостью. На роль материала такого электрода очень хорошо подходит графен. Интересно, что для формирования электрода из графена ученые придумали использовать обычный привод DVD с поддержкой LightScribe. Для этого они покрыли диск пленкой оксида графита и обработали его лазером в оптическом приводе. В результате облучения была сформирована пленка графена со свойствами "открытой сетевой структуры", для которой характерно наличие коротких путей диффузии ионов, что позволяет сократить время зарядки. Электрод из материала, получившего название Laser Scribed Graphene (LSG), обеспечивает существенное улучшение показателей плотности энергии и плотности мощности (характеризующих, какой заряд можно накопить в ионисторе и как быстро). По словам исследователей, электрод сохраняет свои качества в разных электролитах и выдерживает большое число циклов заряд-разряд. Кроме того, свойства пленки графена позволяют изготавливать гибкие источники питания для носимой электроники, преодолев ограничения, присущие традиционным ионисторам. Немаловажно, что новый ионистор получился практически невосприимчив к механическим воздействиям. Результаты испытаний позволили ученым заявить, что графеновые ионисторы могут быть по емкости сопоставимы с современными аккумуляторными батареями. При этом их можно зарядить в 100-1000 раз быстрее.

Другие интересные новости:

▪ Птицы могут видеть магнитные поля

▪ Проекты космических мусоровозов

▪ Очки виртуальной реальности Panasonic MeganeX

▪ У мышей вылечили синдром Дауна

▪ Чем пахнет в библиотеке

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Автомобиль. Подборка статей

▪ статья Иоганн Готфрид Гердер. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое полное обследование? Подробный ответ

▪ статья Папоротник мужской. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Антенна Мини-квадрат. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Двуполярное напряжение из однополярного. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026