Кривые двигателя вентилятора с регулируемой скоростью: предпосылки и влияние

Бретт К. Рамирес и Джей Д. Хармон, Университет штата Айова | 6 декабря 2022 г.

Поскольку мы начинаем приближаться к зиме и понимаем, что холодная погода не исчезнет в ближайшее время, цель этой статьи - обсудить важность и влияние выбора правильной кривой двигателя в вашем контроллере для работы вентиляторов с регулируемой скоростью. Учитывая, что производителям грозят высокие затраты на пропан и электроэнергию, необходимо вернуться к одному из главных виновников высоких счетов за электроэнергию – неправильной вентиляции.

На вентиляцию приходится от 80% до 90% тепла, теряемого свинарниками в зимний период. Воздухообмен имеет решающее значение для обеспечения здоровой окружающей среды за счет снижения влажности и вредных газов. Поскольку недостаточная вентиляция создает нездоровую окружающую среду, а чрезмерная вентиляция приводит к потере ценной тепловой энергии, поиск правильного баланса является ключом к экономии энергии и эффективности.

Большинство контроллеров управляют скоростью вращения вентилятора путем изменения напряжения. Новые технологии, использующие частотно-регулируемые приводы или двигатели с электрической коммутацией, изменяют скорость вентилятора с помощью аналогового напряжения, что может обеспечить экономию энергии и более простое управление, но в этой статье мы сосредоточимся на традиционном управлении вентилятором с регулируемой скоростью. Частой ошибкой является мнение, что процентное значение, показываемое на контроллере, — это процент полного расхода воздуха, который обеспечивает вентилятор. Это не вариант.

Процент, отображаемый на контроллере, изменяется линейно с температурой, но напряжение, связанное с этим процентом, и реакция двигателя не являются линейными. Контроллер вырабатывает напряжение, которое изменяется в зависимости от показаний в процентах, отображаемых на контроллере.). Двигатель использует это напряжение для работы с соответствующей частотой вращения (скоростью). Например, для контроллера, установленного на 70%, выходное напряжение составляет 113 В (MC №1), 130 В (MC №2), 156 В (MC №4), 189 В (MC №5) и 156 В (MC №5). №6). Эта скорость определяет скорость воздушного потока (CFM), которую будет обеспечивать вентилятор. Это взаимодействие важно для правильного управления контроллером, но оно сложное и его нелегко понять.

В идеале процент полной мощности вентилятора должен плавно (линейно) увеличиваться в зависимости от показаний переменной скорости на вашем контроллере. Если в контроллере выбрана правильная кривая двигателя, относительно линейное увеличение будет происходить с увеличением показаний контроллера. То есть производительность вентилятора (CFM) почти линейна со скоростью вращения вентилятора (об/мин). Однако есть пороговая точка, с которой начинаются эти отношения. Ниже этой точки вентилятор будет вращаться, но не будет подавать воздух. Кривые двигателя используются для описания зависимости между напряжением, подаваемым на двигатель, и результирующей частотой вращения. Кривые двигателя различаются в зависимости от марки и размера двигателя, а также для разных двигателей существуют разные кривые. Крайне важно, чтобы в контроллере была выбрана правильная кривая двигателя, чтобы скорость вентиляции плавно увеличивалась при изменении температуры.

Кривые двигателя вводятся в контроллер, связанный с вентиляторами с регулируемой скоростью. Обычно он устанавливается один раз и забывается, пока не будет заменен двигатель вентилятора. Если выбрана неправильная кривая двигателя, могут возникнуть некоторые негативные последствия, например, вентилятор с регулируемой скоростью может работать как односкоростной вентилятор, может оказаться невозможным приблизиться к необходимой минимальной скорости вентиляции, что приведет к недостаточной или чрезмерной вентиляции, и /или двигатель может преждевременно сгореть из-за низкого напряжения. В Таблице 1 показаны увеличения для данного вентилятора в различных точках его кривой.

В области самого низкого напряжения увеличение на 10 В дает увеличение на 538 куб. футов в минуту. Следующие 10 В увеличивают скорость потока на 471 куб. фут/мин; все еще большое изменение. Это означает, что 85% общего увеличения между 99 и 230 В приходится на первые 20 В. Последние 111 В увеличения приводят только к увеличению на 181 куб.фут/мин. Таким образом, если выбрана неправильная кривая двигателя, небольшие изменения в процентном отношении, указанном на контроллере, могут привести к очень маленьким или очень большим изменениям в мощности вентилятора. И то, и другое потенциально может привести к созданию нездоровой окружающей среды или огромным потерям энергии.