Wie wird die Motordrehzahl geregelt, und wie viele Methoden der Motordrehzahlregelung gibt es?

1. Aktuelle Frequenz

Die Drehung des Motors steht in direktem Zusammenhang mit der Elektrizität, moderne Steuerung durch den Drehzahlregler, um den Motoreingang zu beeinflussen und die Motordrehzahl zu steuern, die folgende Abbildung mit einem Oszilloskop, um den Motor in einer einphasigen AC-Frequenz Sinuswelle und dreiphasige Sinuswelle Windgeschwindigkeit und aktuelle Beziehung zu beobachten, nach oben und unten den Kamm der Welle stellt die Windgeschwindigkeit, die aktuelle Frequenz von 360 Grad, die aktuelle Frequenz in den Vereinigten Staaten ist 60 mal pro Sekunde, genannt 60 Hz, in anderen Teilen der Welt, diese Die Geschwindigkeit ist 50 mal pro Sekunde (50 Hz), und die horizontale Linie in der Mitte, auch bekannt als die "Null-Linien", eine Sinuswelle durchläuft es 120 mal pro Sekunde.

2. Motoren mit mehreren Drehzahlen

Die meisten Motorhersteller bieten Motoren mit mehr als einer verfügbaren Drehzahl an, und es gibt praktisch keinen separaten Regler, um diese Drehzahlen zu ändern. Motoren mit mehreren Drehzahlen verwenden entweder angezapfte Wicklungen oder mehrere abwechselnde Wicklungen, und die Drehzahl kann manuell mit einem Schalter geändert oder über eine Platine gesteuert werden. Typische Motoren für Mehrgeschwindigkeitsmotoren sind PSC- und Spaltpol-Einphasenmotoren, wobei PSC-Motoren am weitesten verbreitet sind und entweder angezapfte oder alternierende Wicklungen haben können und Spaltpolmotoren mit angezapften Wicklungen hergestellt werden.

Die vom Hersteller angebotenen Drehzahlkombinationen sind begrenzt, und die tatsächlich benötigte Drehzahl steht möglicherweise nicht immer zur Verfügung, was ohnehin eine Einschränkung von Motoren mit mehreren Drehzahlen ist; ein weiterer Nachteil ist, dass der verwendete Schalter in der Regel zur manuellen Änderung der Drehzahl erforderlich ist; diese Motoren eignen sich gut für Ventilatoren, die eine bestimmte Luftmenge über einen bestimmten Zeitraum hinweg unverändert austauschen, und diese Art von Ventilatormotor ist relativ wirtschaftlich. Der genaue Luftstrom lässt sich jedoch nur schwer anpassen, da er in Bezug auf die Drehzahl nicht flexibel ist.

3. Passive Geschwindigkeitskontrolle des Geräts

Passive Drehzahlregelungen sind in der Regel die billigste Anschaffung, aber oft auch die teuerste, weil sie Energie verschwenden. Sie steuern die elektromagnetischen Eigenschaften des Motors, indem sie die Eingangsspannung verändern. Dadurch wird die Amplitude der gesamten Sinuswelle verringert, wodurch sich die Höhe der Frequenzsinuswelle ändert. Diese alte Technik wird durch modernere Methoden ersetzt, bei denen effizientere und kostengünstigere Schalter verwendet werden, da der Wirkungsgrad gering ist.

Die am häufigsten verwendeten Motoren mit passiver Drehzahlregelung sind PSC-, Spaltpol- und Drehstrommotoren. Unabhängig davon, welcher Motor verwendet wird, darf bei Verwendung einer bestimmten Art von Steuerung die Last beim Start nicht größer sein als die Nennleistung des Motors, da es sonst zu einem Ausfall kommt. Dies ist normalerweise 150-200% des Drehmoments bei voller Drehzahl. Diese Art der Steuerung wird in der Regel bei Motoren mit geringer Leistung eingesetzt, und wir müssen uns in der Regel keine Gedanken über die Last oder den Wirkungsgrad machen. Passive Steuerungen sind zwar billig und zuverlässig, erfordern aber in der Regel eine manuelle Bedienung, und präzise Drehzahlen sind aufgrund der uneinheitlichen Ausgangsspannung oft schwer zu erreichen.

4. Reihenwiderstände

Transformator: Er kann anstelle eines Widerstands verwendet werden und funktioniert im Allgemeinen auf dieselbe Weise. Er besteht aus zwei elektrisch voneinander isolierten Spulen, die so angeordnet sind, dass eine Änderung des Stroms in einer Spule die Spannung in der anderen Spule ändert. Durch die Abnahme oder Zunahme der Spannung wird die Motordrehzahl verändert. Der Vorteil eines Transformators gegenüber einem Vorwiderstand besteht darin, dass er beim Anfahren mit niedriger Drehzahl keine Energie in Form von Wärme verschwendet, was auch bedeutet, dass die Last mit niedriger Drehzahl gestartet werden kann. Die Nachteile dieser Art von Steuerung sind, dass sie in der Regel groß ist, manuell bedient werden muss und nicht so wirtschaftlich ist wie ein Vorwiderstand.

Varistor: Wenn dieses Gerät aktiviert wird, ändert es die Spannung an der Motorwicklung und erzeugt so den Motorschlupf. Ein Varistor besteht in der Regel aus einem Widerstandselement, das mit zwei Kontakten ausgestattet ist, einem Gleit- und einem Festkontakt. Wenn sich der Schleifkontakt zusammen mit dem Widerstandselement in Richtung des Festkontakts bewegt, ändern sich sowohl der Abstand als auch die Geschwindigkeit des Stroms, der das Element verlässt, und diese Änderung der Stromgeschwindigkeit kann in eine variable Geschwindigkeit umgewandelt werden, wenn der Motor in einer geraden Linie angeschlossen ist. Der Nachteil dieser Steuerung ist, dass der Motor mit hoher Geschwindigkeit gestartet und dann abgebremst werden muss. Andernfalls werden die Kontakte überhitzt und brennen durch. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Varistor manuell betätigt werden muss.

Potentiometer: Ein Potentiometer ist einem Varistor sehr ähnlich, mit dem Unterschied, dass es ein Widerstandselement hat, das über drei statt zwei Kontakte mit dem Stromkreis verbunden ist. Die Anordnung und die Art und Weise, wie sich der Strom ändert, sind etwas anders. Das Ende des Widerstandselements ist mit dem Stromkreis verbunden, und der dritte Kontakt ist mit dem Ausgang des Stromkreises verbunden, normalerweise ein abnehmbarer Kontakt, der durch das Widerstandselement gleitet.

5. Festkörpersteuerung

In den letzten Jahren gab es enorme Fortschritte in der Halbleiter-Steuerungstechnologie und deren Einsatz bei der Steuerung von Motoren, und die meisten Produktentwicklungen bei Drehzahlreglern betreffen die Halbleitersteuerung, wobei einige Steuerungen sogar in den Motor selbst integriert sind. Solid-State-Steuerungen sind oft sehr zuverlässig, können genaue Drehzahlen liefern und sind zunehmend wirtschaftlich machbar, wenn sie mit Motoren mit geringer Leistung eingesetzt werden. In der Vergangenheit wurden diese Arten von Steuerungen in der Regel nur bei Motoren mit geringer Leistung eingesetzt, wo die Energieeinsparungen ihre Nützlichkeit bewiesen, und als Fortschritte in der Elektronik und Kostensenkungen die Art und Weise ihres Einsatzes veränderten.

Die meisten verschiedenen Arten von Halbleiterreglern beinhalten Frequenz- und/oder Stromänderungen, um die Motordrehzahl zu steuern, und sie können sogar die Frequenz über die normale Netzfrequenz hinaus ändern, was bedeutet, dass wir die Drehzahl über die Motorleistung hinaus erhöhen können. Typische Motoren, die mit Solid-State-Steuerung verwendet werden, sind Spaltpol-, PSC- und Drehstrommotoren. Obwohl diese Arten von Reglern genauer sind als die weniger ausgefeilten Regler, die in der Vergangenheit verwendet wurden, gibt es immer noch einige Nachteile oder Probleme bei ihrer Verwendung, wenn es um die Steuerung von Drehzahl und Drehmoment geht. Beispielsweise sind sich die meisten Hersteller dieser Drehzahlregler nicht der Schäden bewusst, die dem Motor durch eine Änderung der Oberwellenfrequenz zugefügt werden können.

Weitere Nachteile sind, dass Ströme, die die angegebenen Werte überschreiten, sehr schädlich für das Wicklungslaminat des Motors sein können, dass Spannungsspitzen aus dem Umrichter die Wicklung stark beschädigen können, dass die Oberschwingungen höher sind als die bereits in den Motorkomponenten getesteten, was zu Schäden an Lagern oder Laminat führen kann, dass Geräusche und Vibrationen verändert werden können, was zu Verlusten führt, und dass natürlich eine größere Brandgefahr besteht.

6. Mechanische Geräte

Mechanische Vorrichtungen sind eine der ältesten Formen der Drehzahlregelung von Ventilatoren und Gebläsen und können allein oder in Verbindung mit anderen Raumtypen verwendet werden. In den meisten Fällen haben sie viele Vorteile gegenüber elektronischen Formen der Drehzahlregelung. So muss man sich beispielsweise keine Sorgen machen, dass elektronische Geräte ausfallen und Experten feststellen, welches Teil ausgefallen ist. Bei mechanischen Geräten kann man in der Regel sehen, welches Teil ausgefallen ist, und die meisten Mechaniker können das Problem bei Bedarf beheben.

Leider ist die Geschwindigkeit im Normalbetrieb in der Regel nicht einstellbar, und der Mechanismus erfordert einen hohen Wartungsaufwand, z. B. für die Schmierung.

Riemenscheiben: Dies ist die gebräuchlichste Form der Geschwindigkeitsregelung bei Riemenantrieben, und es gibt sogar Riemenscheiben, die vollständig einstellbar sind, so dass man die genaue Geschwindigkeit einstellen kann. Allerdings muss bei einer Änderung des Scheibendurchmessers in der Regel auch die Riemenlänge geändert werden. Riemenscheiben haben einen großen Vorteil bei großen Ventilatoren oder Gebläsen, bei denen die Drehzahl langsamer oder schneller sein muss als die eines Standardmotors oder bei denen ein Direktantrieb nicht verwendet werden kann. Sie können auch problemlos große Lasten tragen, solange die Riemenspannung auf der Riemenscheibe stimmt. Die meisten von uns kennen diesen Typ und wissen, dass er bei laufendem Ventilator oder Gebläse nicht verstellbar ist, was eine große Verschwendung darstellt, und dass diese Anordnung in der Regel auch zu den wartungsintensivsten gehört.

Getriebeprodukte (Untersetzungsgetriebe, Zahnräder, Kupplungen usw.): Diese Form der Drehzahlregelung wird in der Regel nicht für Ventilatoren und Gebläse verwendet, sollte aber nicht außer Acht gelassen werden. Die meisten sind mit Getriebeprodukten vertraut, da sie in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen sich die Last im Gegensatz zu Ventilatoren nicht ändert, wenn die Drehzahl verlangsamt wird. Sie sind in der Regel zuverlässig, aber oft sehr teuer und schwerfällig. Sie sind oft sehr wartungsintensiv und erfordern oft eine manuelle Einstellung, um die Drehzahl zu ändern.