Как подключается блок управления вентилятора формула

Подключение электровентилятора через реле: особенности и схемы

Настало лето, жаркая погода. Многие едут на дачу, путешествуют на машинах, часами стоя в пробках. Из-за жары электровентилятор легко может сгореть перегревшись. В такие дни данное устройство просто необходимо, чтобы радиатор с двигателем обдувались. Включается оно только в тот момент, когда происходит блокировка муфты. Но чтобы не ждать, когда это время наступит, можно сделать кнопку с принудительным включением, а как подключить вентилятор охлаждения в своей машине — узнаете ниже!

Схема подключения вентилятора радиатора

Датчик включения двигателя ставится на радиатор, имеющий у себя внизу небольшую пластину. От температуры она начинает нагреваться, двигая красный стержень, соединяющий контакты вместе. Один из контактов всегда соединяется с кузовом, уже через него скрепляясь с минусовой клеммой аккумулятора. Минус подается на электромагнит реле.

На другой контакт идет плюс при включении зажигания. Электромагнит притягивает к себе железку, соединяющую вместе контакты (30, 87) и на электровентилятор через предохранитель от генератора идет плюс, что заставляет всю конструкцию работать.

Электросхема вентилятора охлаждения происходит по следующему описанию:

1. Напряжение подается на электрический двигатель вентилятора охлаждения.
2. Далее, данный двигатель подключается к датчику включения этого устройства и коммутируется на массу.
3. При достижении температуры срабатывания, датчик замыкается — через цепь течет ток.
4. Вентилятор начинает работать!

Когда температура снижается у двигателя — датчик, соответственно, размыкается, ток прекращает течь, электровентилятор останавливается: происходит отключение системы.

Обратите внимание, что схема подключения вентилятора охлаждения через реле отличается тем, что весь заряд идет на массу. При его замыкании ток течет через первичную обмотку, контакты 87, 30 замыкаются — I начинает течь в цепи электродвигателя. При понижении температуры происходит обратный процесс.

Первичная обмотка подключается к плюсу 12 В на катушку зажигания. Провод тянется к 86 выводу реле. С 85 тянется на датчик вентилятора. С датчика включения провод приходится на массу. Получается минимум проводов, а реле находится в непосредственной близости от датчика включения.

Варианты схем

Схема включения вентилятора охлаждения с помощью реле зависит только от правильного соединения плюса с минусом, соответственно, проводов!

Как работает реле

Электровентилятор со временем начинает потреблять большое количество электроэнергии, в отличие от нового. Пусковые токи могут просто испортить выключатель температуры.

Основная задача реле — коммутация высоко токовых цепей с помощью низко токового управляющего сигнала.

Типичное реле представляет собой катушку на сердечнике, являющуюся электромагнитом и группу контактов, замыкающихся или размыкающихся между собой. Катушка срабатывает при очень низких значениях тока в несколько миллиампер. Пропускаемые контакты дают пройти через себя большие токи.

Обозначается реле на схеме буквой К с числовым индексом, показывая его порядковый номер и при помощи 2-х блоков: первый — электромагнит, второй — группа контактов.

Характеризуется оно следующими параметрами: напряжение, ток, при которых срабатывает реле, а также U, ток комутации: какую величину I он сможет пропускать по своим контактам. Превышать U нельзя — может возникнуть напряжение контактов, последующее их прилипание друг к другу.

Подключение вентилятора охлаждения через реле

Имеется электровентилятор, от него отходят 2 провода. Один ведет к термодатчику, другой — к реле. Дополнительно можно подключить лампочку контроля работы Карлсона через 87 контакт для лучшей визуализации, диагностики.

На крышке вы увидите обычную схему 4-х контактного реле, с помощью которого можно понять какие контакты являются электромагнитами:

• 30;
• 80;
• 87;
• 85.

По схеме подключения электровентилятора через реле 30 и 85 пускают на аккумулятор. На датчик вентилятора идут только минусовые провода. Если вы кинете к нему плюсовой — он у вас постоянно будет перегорать. На 2 минусовых провода подключается кнопка, чтобы замыкать цепь.

При разрыве тока на реле электровентилятора возникает искра, поэтому стали делать модели со встроенным диодом.

87 идет на фишку вентилятора, 80 — на датчик охлаждения. Плюсовой провод подцепляете сразу к вентилятору, кидая на массу.

Совет: 2 провода, отходящих от вентилятора лучше всего спаять (скрутить, заизолировать). Это нужно для того, те не повредеились, т.к. здесь могут проходить большие нагрузки, сам разъем находится в моторном отсеке, где присутствует влага, контакты окисляться, поэтому лучше перестрахуйтесь!

Для отдельного использования реле используется кнопка, фиксирующаяся при включении, она будет давать минус на 86 контакт, замыкая его. Протягивается она на рулевую колонку через магнитолу (можно попробовать спицей), в итоге получается принудительное включение вентилятора. Синий провод идет на массу, коричневый — на управляющие контакты.

Причины неисправности вентилятора

Первое, что нужно проверить — уровень тосола в расширительном бочке. При недостаточном уровне его температура может не достигнуть нужной точки, при которой включается датчик. При полной исправленной цепи питания вентилятор включаться не будет.

Если не будет открываться термостат, в него не сможет попасть горячий тосол. Это является причиной, по которой вентилятор неисправно работает.

Проверить, генерирует ли термостат — просто! Нужно прогреть двигатель до рабочей температуры, пощупав нижнюю часть радиатора — они должны быть горячими.

Подключение таймера вытяжного вентилятора в санузле

У вас опять будут проблемы с оборотами и заклиниванием. Порой причина поломки бывает банальна и непредсказуема.

С задним подшипником разобрались, далее переходите к передней части вентилятора. Здесь по центру стоит защитный колпачок.

Он откручивается, внимание — по часовой стрелке, так как резьба здесь левая.

Скидываете его и снимаете пропеллер с вала. Вы получаете доступ уже к переднему подшипнику скольжения.

Принцип здесь тот же самый. Сначала выдавливаете и размягчаете старую смазку и грязь вэдэшкой, а потом наносите новую.

После этого одеваете пропеллер обратно и закрываете крышечку. Закончив ремонт, включаете вентилятор на повышенных оборотах, и дав ему поработать так несколько минут, переключаете на ту скорость, которая требуется.

Замыкание обмоток или обрыв проводов

Если повреждение более сложное и простая смазка не помогает, придется разобрать вентилятор по детальнее.

Сперва проделываете все махинации по разборке как указано выше. После снятия пропеллера, откручиваете пластиковую переднюю контргайку ,которая располагается сразу за ним, и скидываете всю защитную рамку.

В руках у вас остается сам двигатель и ножка, в которой проходят провода питания и расположен кнопочный механизм.

Разбираете эту ногу выкрутив 6 саморезов.

В первую очередь проверяйте пайку проводов. Вполне возможно один из них, или даже несколько отвалились или отгорели.

Если все цело, как понять какой провод куда идет и за что отвечает? Начинайте проверку с двух проводов от вилки питания.

Один из них, пусть это будет черный (как на фото снизу), через лампочку подсветки идет напрямую к двигателю вентилятора.

Второй провод заходит на нижнюю клемму наборного выключателя (кнопка 0).

Далее, путем нажатия соответствующих кнопок — 1-я скорость, 2-я, 3-я, замыкаются те или иные контакты переключателя, и тем самым изменяется скорость двигателя.

Каждый провод от этих кнопок идет к своему выводу на обмотке, с большим или меньшим числом витков. Подавая на них напряжение, вы заставляете пропеллер крутиться быстрее или медленнее.

Схема подключения напольного ветилятора

Упрощенная схема ветродуя выглядит следующим образом.

Типичные схемы большинства недорогих 3-х скоростных напольных вентиляторов примерно вот такие:

Нажатие каждой кнопки сопровождается замыканием своей контактной группы.

При этом другая контактная группа в этот момент размыкается.

Иногда эти контакты подгорают или не доходят до своей пластины. Тогда у вас пропадает какая-либо из скоростей.

Проверяется это все элементарно китайским мультиметром, в режиме прозвонки цепи.

Если у вас оборвется самый первый проводок или не будет контакта на нем, то мотор вентилятора просто не запустится. Поэтому при полностью неработающем вентиляторе, проверяйте в первую очередь его.

Если конечно перед этим вы убедились, что исправна сама вилка и шнур питания от нее. Это также вызванивается тестером.

Один конец щупов ставите на штырь вилки, а другим прикасаетесь к контактной площадке на кнопке «0». При исправности, должно быть нулевое сопротивление.

Далее можно проверить таким же образом провода на всех скоростях. Контактный щуп на вилку — другой щуп на отходящий провод от соответствующей кнопки скорости к двигателю.

Если везде по нулям, значит переключатель и провода у вас рабочие.

Далее проверяете второй контакт на вилке и тот проводок, который напрямую уходит мимо выключателя на движок. Убедитесь, что здесь шнур у вас тоже целый.

Только после этого можно переходить к проверке обмоток самого двигателя.

Как проверить обмотки вентилятора

На мультиметре выставляете сопротивление в 2000 Ом. Далее, чтобы не выкусывать нигде провода, в месте подключения конденсатора, зачищаете немного изоляцию.

Ищите общую точку цепи, как на схеме внизу.

Найдя ее, вызваниваете сопротивление обмотки. Для этого поочередно касаетесь вторым щупом контактов на переключателе.

Примерные значения сопротивления обмоток вентилятора могут быть следующими:

Конечно у разных моделей они могут немного отличаться, но самое главное, чтобы не было обрыва или КЗ. Замеры могут показать как несколько сотен Ом, так и чуть больше 1кОм.

Все зависит от мощности вентилятора и сечения провода.

Сопротивление между выводами обмоток будут уже поменьше — 100-200 Ом.

Еще проверяется конденсаторная обмотка и суммарное сопротивление всех обмоток вместе взятых.

Вот самое грамотное и полное видео по проверке работоспособности обмоток вентилятора мультиметром.

Если проверка целостности обмоток также не выявила отклонений и дефектов, идете дальше. Для этого полностью разбираете вентилятор, что называется по косточкам.

Разборка и неисправность двигателя

Сначала двигатель нужно освободить от всех пластмассовых деталей. Откручиваете 4 винта с лицевой стороны и снимаете крышечку.

На новых моделях кроме винтов, еще имеются защелки. Их нужно отогнуть отверткой.

Чтобы отсоединить ногу, нужно найти еще один винтик, который обычно прячется под заглушкой.

Ослабляете его и вытаскиваете крепежный вал. Для демонтажа проводов, которые проходят сквозь ногу, их потребуется выкусить или выпаять с клеммников на кнопках скоростей.

При этом запишите или зарисуйте, куда какой изначально подключается.

В итоге у вас в руках должен оказаться голый мотор вентилятора без всего лишнего.

Разбираем его. Откручиваете винты, стягивающие заднюю крышку.

При этом перед разборкой, обязательно на всех крышках и железе ставьте отметки того, как все было собрано изначально.

Иначе после неправильной стыковки, у вас пропадет центровка. Возникнут проблемы с подклиниванием вала и вращением лопастей.

Неисправность термопредохранительного реле

Сняв подшипник, вы добираетесь до самих обмоток. Среди пучка проводов питания, идущих от переключателя, ищите специальное термореле.

Очень часто движок перестает работать после его перегорания. Данное реле должно срабатывать и размыкать цепь, при температуре обмоток в 135-145 градусов.

После остывания, реле вновь замыкается и вентилятор запускается. Так вот, иногда оно перегорает полностью и фактически играет роль предохранителя.

Если ваш вентилятор стал часто отключаться и самостоятельно запускаться вновь, виновата именно эта защита. Знайте, что просто так она не срабатывает. Это означает, что у вас либо подклинивает вал, либо приходит конец обмоткам и они перегреваются.

Перегрев обмоток может быть связан с разрушением маленькой крыльчатки, которая стоит на валу внутри самого двигателя. Она призвана обдувать и снижать температуру витков.

В самых дешевых моделях термодатчик-реле не ставят, в них все подключено напрямую. Исходя из этого, если ваш «термопредохранитель» сгорел, его можно конечно зашунтировать и запустить ветродуй. Но при этом вы останетесь без защиты от пожара.

Это реле также проверяется тестером.

Между его лапками должна быть цепь в режиме прозвонки.

Смещение вала и обрыв витков

Если все детали и релюшки внутри целые, остается внимательно через увеличительное стекло просмотреть обмотки, вал и ротор. Возможно вы увидите оборванные или покоцанные медные жилки.

Такое случается, когда подшипник выскакивает из своего посадочного места и ротор начинает биться по обмоткам.

У современных китайских напольных вентиляторов, довольно часто ослабевает винтовое соединение между двух половинок двигателя. Не забывайте, что вал с обоих сторон, одевается на самоцентрирующие меднографитовые втулки, которые плотно стопорятся в крышках.

При их сборке и затягивании, можно легонько постукать молоточком по самому трансформаторному железу, чтобы вал крутился легко, с небольшой инерцией. Кто-то пытается поймать центр самостоятельно и мастерит вот такой тихий ужас.

В конечном итоге вал вываливается из подшипника, в результате чего появляется клин. Как следствие, ротор начинает царапать обмотки и свою поверхность.

Также имейте в виду, что если ваш вентилятор упал и после этого перестал работать и вращаться, то и здесь скорее всего произошел перекос втулок. Ничего другого поломаться от такого падения не может.

Конденсатор от этого не испортится, обмотки залитые лаком не оборвутся. Разве что, некоторые кнопки могут отойти. Но в первую очередь проверяйте соосность подшипников. И тогда все будет работать как надо.

К сожалению, с механическим дефектом обмоток или ротора, а также их внутривитковыми замыканиями, вам самостоятельно не справиться. Перематывать движки дешевых ветродуев не рационально, гораздо проще будет купить новую модель.

Однако это уже последняя стадия проверки, и есть надежда, что вы до нее так и не доберетесь, найдя повреждение где-нибудь в другом месте, методами рассмотренными выше.

Поделиться новостью в соцсетях

Похожие записи
• Модульный выключатель нагрузки — отличия от автомата, как выбрать и где установить
• УЗМ 51МД и УЗИС С1 40 — схема подключения, ложные срабатывания защиты от искрения, отзывы, тестирование.
• Динамометрическая отвертка — обзор wera, wiha, weidmuller. Момент затяжки.

Подписка на рассылку

Вытяжной вентилятор – устройство, которое все чаще можно увидеть в домах наших сограждан. Причин для этого несколько. Во-первых, за последнее время благодаря значительному удешевлению стоимости производства подобных приборов, позволить себе такую покупку может практически каждый. Во-вторых, данный электроприбор, безусловно, является очень полезным приобретением для квартиры и частного дома.

Электрическая схема бытового вентилятора и ее особенности

Основная задача вытяжного вентилятора– обеспечивать принудительную искусственную циркуляцию воздуха в тех помещениях, где естественная циркуляция затруднена или недостаточно. Ярким примером подобного помещения может служить ванная комната. В многоквартирных домах, как правило, это помещение находится вдалеке от внешних несущих стен, а, следовательно, циркуляция воздуха в них затруднена. Если добавить к этому повышенную влажность и возникающую из-за нее плесень, то сразу становиться понятно, что вытяжной вентилятор в ванную комнату – это не просто дань моде, а реальная необходимость.

Для того чтобы подключить вентилятор, необходимо знать несколько небольших нюансов. Нужно понимать, что электрическая схема подключения вентилятора во многом определяется местом его установки и наличием у него особенностей в конструкции.

Основные схемы подключения:

1. Подключение со встроенным выключателем. Самая простая схема. К прибору подводится питание в 220 В. Включение, и выключение вентилятора происходит за счет встроенного в прибор выключателя.

2. Подключение через выключатель. Применив данную схему, включение и выключение вентилятора производится при помощи специального выключателя. Как правило, он располагается перед входом в комнату. Для такого подключения необходимо проложить 2 кабеля – один от распределительной коробки до выключателя, второй – до непосредственно самого прибора.

3. Подключение вентилятора с таймером. Особенность данных устройств в том, что выключаются они не сразу, а по истечении определенного времени. Это осуществляется за счет специального реле времени, которое производит автоматическое отключение прибора через заранее установленный промежуток времени (обычно от одной минуты до получаса). При таком подключении к выключателю идет один провод, а к прибору – два.

4. Подключение вентилятора с датчиком влажности. Электрическая схема управления вентилятором может предусматривать наличие датчика влажности, который измеряет показания в реальном времени и, сообразуясь с заданной программой, осуществляет контроль за работой прибора – производит его включение при повышении влажности и отключает его в тот момент, когда она достигает оптимальных значений. Схема подключения прибора аналогична той, что необходима для подключения вентилятора с таймером.

Большинство вентиляторов состоит из схем коммутации, запуска, обмоток электромотора. Элементов перечня касается ремонт. Часто в бытовых моделях используется тривиальная катушка, намотанная медной жилой с лаковой изоляцией. Рассмотрим сегодня, как делать ремонт вентиляторов своими руками, индуктивность сгорела, проволока порвалась по причине неосмотрительности оператора. Для восстановления катушки используется старое доброе приспособление, несмотря на простоту, не достанешь в магазине. С помощью механизма мотают индуктивности, используя электрический привод, работая ручками.

У промышленных вентиляторов по-другому, в отличие от бытовых чаще центробежные. Обмотка коллекторного, асинхронного двигателя в домашних условиях восстановлению не подлежит, сделать сложно будет. Умельцы повторяют в родных пенатах производственный заводской цикл.

Состав вентилятора

Типичный вентилятор включает:

• двигатель переменного, постоянного тока;
• маховик;
• кнопки, реле, контакторы;
• схема автоматической регуляции.

Опционально элементы отсутствуют, схематика ремонта выглядит следующим образом:

1. В первую очередь прозвоним обмотки двигателя. Безотносительно конструкции внутри имеются катушки, дают (на экране тестера) сопротивление единицы-десятки Ом. Обратите внимание: пусковые обмотки асинхронных двигателей прозванивают после конденсатора. Очевидный момент, игнорирование правила приводит к неразберихе. Конденсатор поворачивает фазу напряжения на 90 градусов, помогая создать правильное распределение поля внутри статора. Если двигатель коллекторный, обмотки соединены последовательно (конденсатора нет). Разумно прозвонить мотор на входе, поскольку неисправность может укрыться в другом месте. Зафиксирован обрыв или нет, снимаем щетки, займемся коллектором во вторую очередь. Звоним секции поочередно. При выявлении неисправности ремонтопригодность вентилятора охлаждения оценивается по конструкции. Сделать сложно, попытайтесь найти новый коллектор. Нечего говорить, у асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором барабан не ломается. Ток «беличьей клетки» сравнительно мал, медь, завальцованная внутрь, напротив, – толстая.
2. Во вторую очередь оценивают исправность жил, реле, кнопок. Прозванивается цепь, включая условия срабатывания терморегулятора. Методика реализации определена конструкцией. Имитируйте нагрев, зажигалкой подогревая датчик. Подход разумен в кухонных вытяжках, прочих приборах, где температура сравнительно высока. Кнопки проверяют на прохождение/прерывание электрического тока в соответствующих положениях. Часто ремонт бытовых вентиляторов своими руками касается коммутации. Кнопки нажимаются неаккуратно, проливается жидкость. Требуется восстановить правильное функционирование механической части, почистить контакты. Кто проливал варенье на пульт управления телевизором, поймет ситуацию. Механизм разбирается, контакты чистятся. Нелишним будет напомнить, что конденсатор пропускает переменный ток, в сладком случае проделывают две операции: звонят элемент на проверку наличия короткого замыкания (это поломка), подают питание переменным током и проверяют прохождение сигнала со стороны обмотки. С полной уверенностью скажем: поломан ли конденсатор.

Бытовые вентиляторы

Бытовые вентиляторы разнятся конструкцией, применяются схожие технические решения. Приведем краткий перечень тех мест, где полезна вращающаяся крыльчатка:

• компрессоры холодильников непременно имеют принудительный обдув;
• ремонт вентилятора блока питания является заурядной проблемой;
• каждый асинхронный двигатель содержит пару крыльчаток на валу для обдува катушек статора;
• ни один пылесос не обходится без двигателя с лопастями;
• кулер процессора представляет собою уменьшенную копию бытового вентилятора;
• без вентилятора отопителя ни один салон авто не прогреется как следует, а ремонт гидромуфты вентилятора набил оскомину некоторым водителям;
• вытяжки кухонные, туалетные и прочие имеют в своем составе мотор и крыльчатку.

Неполный перечень бытовой техники, применяющей вентиляторы. Системный блок компьютера излишне шумит — потребуется смазка кулеров. Аккуратно отдирается пинцетом наклейка на корпусе вентилятора, торец оси выходит прямо сюда. Капните пару капель на точку скольжения, шумность должна уменьшиться. Где встречаются вентиляторы, применимы перечисленные выше приемы ремонта. Различие в размерах, назначении и прочих деталях.

Изучив принципы формирования индуктивностей, принимайтесь за замену катушек статора двигателей. Длительный, нудный процесс, заниматься не рекомендуется, кто решится — сфотографируйте ремонтируемую часть, выкусите проводку, намотайте правильно витки, нужным образом проведите обратное подключение. Звучит непросто, выполнить сложнее. Часто катушки лишены оболочки. Моток проводов, непонятным образом соединен с соседними катушками. Бытовой вентилятор смотрится страшно в разобранном виде. Под проволоку статор имеет кюветы, куда сложно уложить витки. Ремонтом двигателей бытовых вентиляторов никто не занимается.

Дамы вообще считают: разобранный вентилятор негодный, выкидывают разложенные тут и там детали. Не оставляйте раскуроченный прибор без присмотра.

Достался мне почти даром некондиционный вентилятор West SF-1602T (с мех. таймером) китайского производства, продаваемый нашей фирмой Ост-Вест. Примерная стоимость аналогичного у нас около 20$. Обмотки двигателя не звонились. По наружным проводам только серый-синий 0,1к. Внешний конденсатор одним концом к черному общему и вторым к просто к одному выводу из обмоток (после вскрытия, см.далее). Больше ничего полезного. Снял задний кожух двигателя (на нем еще прикручен поворотный механизм и внешний конденсатор) и среднюю часть (пластины с катушками). Передний кожух с ротором остались на передней панели вентилятора за ненадобностью в манипуляциях. При деталном осмотре контактов проводников обнаружились несколько обрывов (как бы сгнили) выводов катушек под кембриками. Восстановил контакты. Добавилось определение: черный (общий)-красный 1,0к. Естесственно ничего не работает. В итоге был предпринят почти вандальный, но единственный, поэтому правилный вариант (уже сомнительно) — распаять все выводы катушек. Про перепайку остальных контактов на всякий случай на подумал, ибо было поздно уже. Зарисовал выводы с точностью до 99%. Три проводника выходили почти из одной точки — их я не подписывал (ну, неудобно было), просто зарисовал местоположение. После освобождения выводов обмоток «из плена» все зазвонилось. Четыре обмотки — 1.0к, 0.2к, 0.1к и 0.7к. Используя свои зарисовки и логические вычисления (по поводу трех проводников из одной точки) восстановил схему подключения обмоток и конденсатора (см. рис.)

Как разобрать напольный вентилятор

Из сказанного понятно: внутри напольного вентилятора ломаться нечему. Это двигатель и конденсатор. Остальное приходится на механическую часть, редуктор. При наличии свиста и шума попробуйте смазать шестерни. Как это делать, понятно из сказанного. В корпусе редуктора пара отверстий для этих целей. Солидол сгодится для пластиковых деталей.

Самостоятельный ремонт напольного вентилятора не должен вызывать больших затруднений. Замените двигатель на подходящий по весу и размеру. Основные виды поломок касаются механической части, восстановление проводится обычными (сварка пластмассы полиэтиленом) методами умелыми руками.

Подключение регулятора скорости канального вентилятора

Канальные вентиляторы служат для обеспечения перемещения воздуха в помещении. Простые приборы эффективны и применяются в жилых, коммерческих, промышленных зданиях. Но иногда нужна регулировка скорости канального вентилятора. В статье мастер сантехник расскажет, как увеличить или уменьшить скорость вращения вентилятора можно с помощью контроллера скорости.

Принцип работы вентилятора

Вентилятор в общем виде – ротор с закрепленными определенным образом лопатками. При вращении лопатки сталкиваются с воздухом и отбрасывают его в некотором направлении. По конструкции различают:

• Осевой – направление нагнетаемого и всасываемого вздоха совпадают. Вентилятор предназначен для охлаждения чего-либо: кулеры в компьютерах, бытовые приборы, шахтные вентиляторы, аппараты для дымоудаления.
• Радиальный – центробежный. Воздух всасывается с одной стороны вентилятора, нагнетается по другую сторону – под прямым углом. Радиальные вентиляторы используют в промышленности.
• Тангенциальный – имеет сложное строение по типу «беличьего колеса». Воздух всасывается вдоль периферии и нагнетается под прямым углом. Такая конструкция стоит в кондиционерах, воздушных завесах, холодильниках.
• Безлопастный – по сути, нагнетатель воздуха. В быту почти не встречается.

Любой вентилятор в силу специфики конструкции работает на полную мощность. Это приводит к быстрому износу прибора и поломкам. Максимально мощный поток воздуха требуется не все время. Чтобы уменьшить обороты вентилятора, нужно подключить специальное устройство.

Способы регулирования скорости вращения вентиляторных двигателей

При использовании вентиляторов часто возникает необходимость регулирования частоты вращения. В системах вентиляции это позволяет экономить электроэнергию, снизить уровень акустического шума, настроить необходимую производительность притока или вытяжки.
На настоящий момент широко распространены способы регулирования частоты вращения при помощи изменения электрических параметров питания вентилятора:

• Изменение напряжения питания двигателя;
• Изменение частоты питающего напряжения.

Регулирование напряжением осуществляется понижением питающего напряжения вентилятора. Преимуществом регулирования частоты вращения вентилятора изменением напряжения питания в относительно невысокой стоимости устройств, работающих по такому принципу. Известны следующие виды устройств для регулирования оборотов вентилятора при помощи понижения напряжения питания:

• Ступенчатые регуляторы частоты вращения с использованием автотрансформаторов;
• Тиристорные регуляторы скорости вращения;
• Электронные автотрансформаторы.

Регулирование скорости понижением напряжения связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя. При этом обязательно выделяется энергия скольжения — из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя. При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности. Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.

Регулирование вентилятора частотой питающего тока возможно осуществить при помощи частотного привода. У частотных приводов много преимуществ, но есть один существенный недостаток – их цена. Кроме того, они громоздки. Используемые в быту и для коммерческого использования вентиляторы обычно имеют невысокую цену. Вряд ли покупатель бытового вентилятора согласиться приобрести для него регулятор стоимостью, в десятки раз превышающую стоимость самого вентилятора. Поэтому в этой статье мы частотные приводы рассматривать не будем.

Ступенчатые регуляторы частоты вращения с использованием автотрансформаторов

Работа ступенчатых регуляторов скорости основана на использовании автотрансформаторов. Управление данными регуляторами осуществляется путем ступенчатого изменения напряжения питания. Регулирование скорости осуществляется вручную. Автотрансформатор — это обычный трансформатор, но с одной обмоткой и с отводами от части витков.

Принцип работы этого контроллера состоит в следующем. На вход автотрансформатора Т1 подается питающее напряжение 220 В. Обмотка имеет несколько ответвлений от части витков. При подключении нагрузки к ответвлениям, потребитель получает уменьшенное напряжение питания. С помощью переключателя SW1 мотор вентилятора M подключается к нужной части обмотки и скорость его вращения меняется. При понижении питающего напряжения снижается потребление электроэнергии. Сигнал на выходе – чистая синусоида, что благотворно влияет на состояние обмотки двигателя. Недостатком является большой размер блока управления. Ручка регулировки имеет ступенчатую шкалу, как правило, не более пяти положений. Плавно управлять скоростью вращения невозможно.

Тиристорные (симисторные) регуляторы скорости вращения

Не вдаваясь в подробности принципа фазного управления, по которому работают регуляторы этого типа, вкратце опишем схему. Каждый тиристор «срезает» полуволну переменного тока, уменьшая выходное напряжение. Величина регулируется при помощи блока управления. Достоинства– низкая цена, компактные размеры. Обороты можно регулировать практически от ноля. Недостаток – искрение обмотки двигателя, ограниченная мощность нагрузки.

Электронный автотрансформатор работает по принципу широтно-импульсной модуляции. Транзисторная схема, модулируя импульсы – плавно изменяет выходное напряжение. Достоинства такого контроллера – компактные размеры и невысокая стоимость. Недостаток – длина кабеля от контроллера до мотора ограничена, не более 5 метров (этот недостаток устраняется при использовании дистанционного регулятора). Поэтому блок автотрансформатора, как правило, выполнен в отдельном корпусе от ручки управления и располагается в непосредственной близости к вентилятору.

Правила подключения устройства

Чтобы правильно установить регулятор, необходимо внимательно ознакомиться с инструкцией к устройству. Большинство моделей рассчитаны на самостоятельный монтаж пользователем и не требуют специальных знаний.

Способы установки контроллеров зависят от типа устройства:

• Настенные и внутристенные варианты закрепляют на стену шурупами или дюбелями. Крепеж обычно входит в комплект.
• Регулятор подключают к питающему кабелю по схеме, приведенной производителем. Задача сводится к обрезке проводов ноля, фазы и земли и последовательного присоединения жил к входным и выходным клеммам.
• Прежде чем начать монтаж, нужно убедиться, что сечение соединительного питающего кабеля соответствует максимальному току подсоединяемого контроллера.
• Если вентилятор оснащен собственным выключателем. Последний необходимо демонтировать и заменить на контроллер.

Монтаж регулятора скорости тиристорный ВЕНТС «РC-1-400»

Регулятор должен устанавливаться на вертикальной стене внутри помещений в скрытой монтажной коробке.

Монтаж и подключение должны проводиться только при снятом напряжении сети.

• Эксплуатация регулятора с механическими повреждениями корпуса и соединительных проводов;
• Попадание влаги и брызг воды на корпус регулятора;
• Установка регулятора вблизи нагревательных приборов;
• Наличие в окружающем воздухе взрывоопасных и вызывающих коррозию примесей.

Подключение к электрической сети должно проводиться через автоматический выключатель.

Для подключения регулятора к электрической сети необходимо (смотри рис. 1):

• Снять ручку управления регулятора (1);
• Открутить гайку (2) крепления декоративной крышки и снять декоративную крышку (3);
• Открутить шурупы (4) крепления регулятора к монтажной коробке, и снять регулятор (5);
• Провести в монтажную коробку (6) соединительные провода;
• Установить монтажную коробку в стену;

• Зачистить концы проводов на длину 6-7 мм;
• Подключить провода к клеммнику, расположенному на плате регулятора, согласно
• схеме подключения (рис. 3) и наклейке на клеммнике;

• Установить регулятор в монтажную коробку таким образом, чтобы клеммник (смотри рис.2) располагался сверху, и закрепить шурупами.

Для нормальной работы вентилятора, необходимо отрегулировать минимальную скорость вращения вентилятора. Для этого:

Терморегулирование 3х- и 2х-контактных вентиляторов с системной платы ПК

Существует большое количество различных радиолюбительских схем управления вентиляторами. Не вдаваясь в подробности анализа удачности того или иного технического решения, перечислю распространённые проблемы и недостатки большинства существующих схем управления:

1. Невозможность/некорректность работы таходатчика по причине находящегося в цепи массы регулирующего элемента или импульсного питания вентилятора;
2. Снижение эффективности системы охлаждения на больших тепловых нагрузках из-за узкого диапазона частот вращения или невозможности регулятора выдавать полное (паспортное) напряжение на вентилятор;
3. Дополнительный акустический шум и вибрация вентилятора по причине его питания ШИ-модулированным импульсным током;
4. Нагрев элементов регулятора, работающих в линейном режиме;
5. Ненадёжный пуск вентилятора на малых оборотах из-за большого сопротивления в цепи питания;
6. Сильная зависимость оборотов от количества вентиляторов, подключенных к выходу одного регулятора.

Во всех современных системных платах есть технологии понижения шума процессорного кулера. Названия разные — SmartFAN, QuietFAN и т.п. Управление этой технологией производится через BIOS. На рис. 1 на примере BIOS системной платы MSI MS-7519 (AMIBIOS) показана страница настройки параметров технологии термоконтроля.

Рис.1 Страница BIOS PC Health

Настраиваемыми являются следующие параметры.

• CPU Smart Fan Target — установка целевой температуры, при превышении которой, плата начнёт повышать заполнение управляющего сигнала #CONTROL 4-пинового разъёма.
• CPU Min FAN SPEED (%) — минимальный коэффициент заполнения сигнала #CONTROL для поддержания минимальных оборотов кулера на температурах ниже целевой. На моей плате доступны 8 значений с шагом 12,5% от 0 до 87,5%.

Различаются три зоны регулирования оборотов вентилятора. Первая зона – ниже CPU Smart Fan Target. Скорость вращения в этой зоне определяется настройкой CPU Min FAN SPEED (%). Нужно ли вращаться вентилятору, когда температура процессора ниже 40°C – отдельный вопрос, но в данном случае мне это очень пригодилось. Об этом будет сказано отдельно.

По достижении температуры CPU Smart Fan Target, начинается зона активного ШИ-регулирования. Системная плата увеличивает коэффициент заполнения сигнала #CONTROL пропорционально отклонению температуры ЦПУ от Smart Fan Target. Этот коэффициент пропорциональности измеряется в процентах коэффициента заполнения на градус Цельсия, %/°C, показывает, насколько остро система будет реагировать на превышение заданной температуры. В моём случае коэффициент не регулируется через BIOS, и скрыт от пользователя. Есть системные платы, позволяющие его корректировать. К этому надо быть готовым – не все сходу могут разобраться с настройками терморегулирования, учитывая их разнообразные названия (но единую сущность).

По достижении 100% заполнения сигнала #CONTROL, начинается зона, в которой вентилятор работает на полную производительность. Обычно, соответствует высоким нагрузкам на ЦПУ. Слишком частый выход на полные обороты может указывать на то, что система охлаждения плохо справляется с теплоотведением.

Рабочие точки системы терморегулирования вентилятора ЦПУ разобраны в [1], и показаны на рис. 2. с моими пояснениями.

Рис. 2 Рабочие точки системы терморегулирования

Цоколёвка разъёма вентилятора приведена на рис.3. Если вентилятор не поддерживает ШИМ-управление частотой вращения, тогда контакт 4 – отсутствует. Если и таходатчика нет, тогда отсутствуют контакты 3 и 4. Положение выступов-ключей для 3х и 4х контактных вентиляторов — неизменное. Таким образом, у вентиляторов сохраняется совместимость по разъёмам.

Рис. 3 Цоколёвка разъёма вентилятора

Рис. 4 Сигнал #CONTROL. Горизонт – 10 мкс/дел, вертикаль – 1 В/дел, частота 23,4 кГц, заполнение — 37% (в BIOS выставлено 37,5%).

Параметры управляющего скоростью сигнала #CONTROL сигнала можно найти в [1]. Амплитуда – 5 В, выход типа «открытый коллектор» с подтягиванием к +5 В. Частота около 22 кГц. С разъёма CPUFAN на системной плате при работающем вентиляторе мной снята осциллограмма сигнала, показанная на рис. 4. На рис. 4, параметр CPU Min FAN SPEED (%) выставлен в BIOSе на 12,5%. Заполнение импульса составляет 12,5%, что соответствует выставленному в BIOS значению. При установке других значений, получается соответственно.

При составлении принципиальной схемы, ход мыслей был таким:

1. Подключиться к разъёму CPUFAN на системной плате.
2. Сигнал #SENSE транзитом коммутировать с соответствующим контактом 3-pin вентилятора для сохранения возможности мониторинга оборотов.
3. Регулирование 3-pin вентилятора осуществлять постоянным напряжением, относительно минуса, т.е., регулирующий элемент поместить в плюсовой цепи.
4. Используя сигнал #CONTROL, управлять P-канальным (или PNP) ключом, коммутирующим напряжение питания +12 В.
5. Учитывая необходимость получения постоянного напряжения питания, применить диодно-индуктивно-ёмкостной интегратор.
6. Рассмотреть возможность питания схемы от 4-пин разъема CPUFAN и отдельного питания от шины +12В блока питания для разгрузки разъема CPUFAN.

Получилась схема, очень похожая на обычный понижающий импульсный стабилизатор, только без явной обратной связи и контроллера, роль которого в данном случае, выполняет системная плата.

Наблюдается прямо пропорциональная (при непрерывном токе дросселя) зависимость выходного напряжения схемы от заполнения сигнала управления: Uвых

12*D (Вольт), где D – коэффициент заполнения, 0..1. Потери на активных сопротивлениях для упрощения, не берутся в расчёт. Это делает регулирование предсказуемым даже без мониторинга оборотов.

На рис. 5 показана универсальная схема управления вентиляторами, с питанием от разъема процессорного вентилятора CPUFAN. Условно ведущий вентилятор – 4 контактный, с поддержкой сигналов #CONTROL и #SENSE. Условно ведомые вентиляторы все остальные – 2х, 3х-контактные, будут регулироваться тем же напряжением и по тому же алгоритму, что и ведущий. Линия Sense будет работать корректно только с одним вентилятором (либо с разъемом 4-пин, либо с 3-пин). Всего можно подключить до 4х вентиляторов (по схеме «4+2+2+2» либо «3+2+2+2»).

Рис. 5 Принципиальная схема управления вентиляторами с питанием от разъема CPUFAN

Общая цепь питания вентилятора и таходатчика, остаётся неразрывной, регулирование осуществляется по плюсовому проводу. VT3, включён по схеме общий исток в плюсовую цепь питания, работает в ключевом режиме. Сопротивление потерь схемы складывается из Rdson и сопротивления Rdc дросселя, не превышает 1 Ом. Полное (штатное) напряжение на вентиляторе не менее 11 В, проблем с неполным использованием питающего напряжения не возникает. Вентилятор питается сглаженным напряжением с низким уровнем пульсаций, дополнительных шумов двигателя вентилятора, связанных с ШИ-регулированием нет, таходатчик и управляющие ИМС в составе двигателя работают полностью штатно. Низкое выходное сопротивление схемы даёт возможность запускаться вентиляторам при выходном напряжении менее 4 В, в зависимости от типа. По этой же причине, зависимость оборотов от числа подключенных параллельно вентиляторов — небольшая и обусловлена выходным сопротивлением схемы (<1 Ом). Устраняется выбором VT3 и L1 с меньшим сопротивлением по постоянному току. При настройке BIOS системной платы, рекомендуется выставлять минимальные обороты с учётом работоспособности применяемых вентиляторов на низких напряжениях питания.

Для схемы рис. 5, 6, R1 – токоограничительный резистор. Его величина должна быть достаточно большой, чтобы не искажать сигнал управления #CONTROL. Транзистор VT1 инвертирует сигнал управления, заряжая затвор VT3 до -11..-12В для отпирания. VT2 с резистором смещения R2 ускоряют разрядку затвора VT3 при его закрывании. Эти меры нужны для сохранения на низком уровне потерь на переключение. Диод Шоттки — фиксирующий (нулевой), поддерживает ток дросселя в паузах между импульсами. Дроссель L1 интегрирует импульсы напряжения, выделяя их среднее значение, которое прикладывается к вентилятору.

При выставленном в BIOS параметре CPU Min FAN SPEED 37,5%, на вентиляторе наблюдается напряжение 4,2 В, он устойчиво запускается и вращается.

Защита от короткого замыкания и перегрузки выполнена на SMD PTC-предохранителе многократного действия. Конденсатор C1 необходим для исключения выбросов напряжения на входе, вызванных импульсным потреблением тока. Конденсатор С2 подавляет пульсации как с частотой ШИМ, так и с частотой коммутации самого вентилятора.

Все детали, кроме дросселя L1 и штыревых разъёмов — SMD. Резисторы – типоразмера 0805. VT3 — P-канальный МОП-транзистор (p-MOS) IRF6216 на 150 В и Rdson 0,25 Ом в корпусе SO-8. Можно и лучше с точки зрения полного заряда затвора применить ключ на 25-30 В. Маломощные биполярные транзисторы VT1, VT2 — типа MMBT3904 (маркировка 1AM, K1N). Их можно заменить на PMBT2222 (маркировка 1B), PMBT2222A (1P). Вместо VT1 можно установить малосигнальный n-МОП транзистор 2N7002 (702) без корректировки печатной платы. В этом случае R1 надо взять 1 кОм.

Диод VD2 — Шоттки SS12 (1 А, 20 В). Конденсаторы C1 и C2 — малогабаритные, танталл, 47-100 мкФ 16-20 В.

Дроссель L1- гантелька, на 500 мкГн, максимальный ток должен соответствовать суммарному потреблению всех вентиляторов (1..1,5А). RDC дросселя — не более 0,5 Ом. Индуктивность, выбирается с учётом минимального тока нагрузки. Если предполагается работа с маломощными вентиляторами и малыми токами, индуктивность надо увеличить для сохранения неразрывного тока дросселя. Для перепроверки режима работы дросселя, можно воспользоваться программой Drossel из пакета All_In_One автора @Starichok (Денисенко В.)

Штыревые разъёмы – однорядные PLS. Такими к системным платам подключаются передние панели, кнопки, USB-порты. Их можно заменить соответствующими 3х- и 4х- пиновыми разъёмами с ключами предназначенными для вентиляторов.

Предохранитель F1 исполнения под поверхностный монтаж SMD1812P110TF/33, полупроводниковый от Polytronics. Вместо указанного подойдут и другие типы, например MF-MSM..(Bourns-Multifuse), mini-SMD.. (Tyco-Polyswitch) на ток срабатывания 1,5..2 А.

На рис. 6 показана принципиальная схема управления вентиляторами с питанием от шины +12В Molex. Выходной разъем 4-пин питается штатно, от 12В, поступающих от 4-контактного разъема процессорного вентилятора. Сигнал ШИМ снимается оттуда же. Схема управления имеет некоторые отличия. Для улучшения совместимости, вместо биполярного VT1, использован маломощный N-MOSFET 2N7002, затвор которого притянут к линии +5В. Активный уровень входа (высокий) — присутствует на затворе по умолчанию, без подключения к разъему CPUFAN. Схема ШИМ питается от относительно мощного 4х-контактного свободного разъема molex системного источника питания ATX. Это дает возможность увеличить число управляемых вентиляторов и разгрузить разъем CPUFAN на системной плате ПК. В остальном, схемы на рис. 5 и рис. 6 аналогичны.

Рис. 6 Принципиальная схема управления вентиляторами с питанием от Molex

Плата управления с питанием от CPUFAN собрана на малогабаритной плате 60*15 мм, с двумя отверстиями для монтажа ᴓ3 мм. Монтаж платы в ПК — на стандартном уголке от плат расширения (рис. 7). Подключение — коротким (15-20 см) 4-жильным кабелем к разъёму CPUFAN на системной плате. К смонтированной плате подключается 3 или 4-пиновый кулер процессора с мониторингом оборотов. К другим разъёмам можно подключить вентиляторы всаса и вытяжной (2-пиновые) без мониторинга оборотов.

Рис. 7 Плата управления вентиляторами, с питанием от CPUFAN. Вид со стороны разъёмов.

Плата управления с питанием от Molex, собрана на плате 50*25 мм, с двумя отверстиями для монтажа ᴓ3 мм. Монтаж платы в ПК — на стандартном уголке от плат расширения (рис. 8). Короткий 4-жильный кабель для подключения к системной плате — впаян. К разъему molex подключается свободный разъем блока питания ПК. К смонтированной плате подключается 3 или 4-пиновый кулер процессора с мониторингом оборотов и до 4х вентиляторов без мониторинга оборотов (рис. 9).

Рис. 8 Плата управления вентиляторами, с питанием от molex. Вид со стороны разъёмов.

Всего собрано 5 экземпляров устройств по универсальной схеме с питанием от molex, с питанием от CPUFAN, которые работают в системных блоках, совместно с различными системными платами (ASRock G31M-S, MSI P43-NEO F и т.п.).

В некоторых случаях глубина ШИМ-регулирования невелика, что связано с особенностями BIOS системной платы(G31M-S). В большинстве случаев, обороты вентиляторов регулируются адекватно вычислительной нагрузке, с ШИМ-регулированием шум от системы охлаждения небольшой, особенно, когда не запущены ресурсоёмкие приложения.

Для удержания на комфортном уровне температуры жёстких дисков, необходимо обеспечить минимальную продувку системного блока настройкjq минимальной скорости вращения вентиляторов (параметр BIOS CPU Min FAN SPEED).

Выводы

Удалось получить хорошую совместимость с различными корпусными вентиляторами. Появилась возможность поставить в соответствие общей вычислительной нагрузке практически все шумные системные вентиляторы. То есть, сделать ПК значительно тише, когда от него не требуется высокой производительности, при максимальном использовании существующего контура (контуров) регулирования на системной плате.