Регулировка скорости канального вентилятора: подключение контроллера и настройка оборотов вытяжки

Основные разновидности

Принцип работы контроллеров — снижение напряжения, подаваемого на обмотку вентилятора

Чтобы снизить или увеличить скорость вращения вентилятора, нужно подобрать устройство необходимой конструкции. Выделяют несколько видов контроллеров. Самая известная классификация – по принципу управления. Однако все они относятся к приборам, изменяющим величину напряжения на обмотку.

Тиристорные или симисторные

Предназначены для работы с однофазными аппаратами, имеющими защиту от перегрева. Здесь реализуются принцип фазового управления. 2 тиристора, соединенные встречно-параллельно, образуют симистор. При прохождении напряжения через ноль тиристор «отрезает» часть в начале или в конце волны напряжения в зависимости от схемы управления. В итоге среднеквадратичное напряжение изменяется.

Тиристорные контроллеры эффективны, компактны, создают мало шума. Однако подключить их можно только к электродвигателям, спроектированным с учетом такой возможности.

Частотные

Изменяют частоту напряжения, подаваемого на вентилятор. С их помощью получают напряжение от 0 до 480 В. Частотные контроллеры – главный способ регулировки в инверторных аппаратах: кондиционерах, преобразователях. Однако работать регулятор может только с трехфазными электродвигателями, что ограничивает его применение.

Трансформаторные

Трансформаторный регулятор скорости вентилятора

Модели рассчитаны на обеспечение наиболее мощных вентиляторов. Выпускают одно- и трехфазные приборы. Чаще всего это ступенчатые регуляторы. Они повышают и понижают напряжение через определенный интервал, который указывается в маркировке. Однако есть варианты, обеспечивающие плавную регулировку.

Трансформаторные регуляторы громоздки, стоят недорого. Прибор можно монтировать на стенах, внутри стен, прямо внутри установки. Контроллер может обслуживать несколько вентиляторов и отличается высокой надежностью.

Управление с использованием широтно-импульсной модуляции напряжения

льтернативной технологией динамического управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора является широтно-импульсная модуляция (Pulse Wide Modulation, PWM) напряжения питания вентилятора. Идея здесь тоже проста: вместо изменения амплитуды напряжения питания вентилятора напряжение подают на вентилятор импульсами определенной длительности. Амплитуда импульсов напряжения и частота их следования неизменны, и меняется только их длительность, то есть фактически вентилятор периодически включают и выключают. Подобрав частоту следования импульсов и их длительность, можно управлять скоростью вращения вентилятора. Действительно, поскольку вентилятор обладает определенной инертностью, он не может мгновенно ни раскрутиться, ни остановиться (рис. 3).

Рис. 3. Реакция вентилятора на импульс напряжения

Если длительность импульса напряжения (Ton) меньше характерного времени раскрутки вентилятора (Ton < Tраскр), а длительность промежутка времени, в течение которого на вентилятор не подается напряжение (Toff), меньше характерного времени останова вентилятора (Toff < Tост), то при подаче на вентилятор последовательности таких импульсов он будет вращаться с некоторой средней скоростью, значение которой определяется соотношением времен Ton и Toff (рис. 4).

Рис. 4. Управление скоростью вращения вентилятора при широтно-импульсной модуляции напряжения

Отношение времени Ton к периоду следования импульсов (Ton + Toff), измеряемой в процентах, то есть

Особенности использования приборов

Сначала нужно разобраться в общем принципе работы. Она направлена на изменение мощности воздушного потока и влияет воздухообмен в целом. Управление скоростью достигается одним из способов:

• изменением поступающего на обмотку напряжения;
• изменением частоты тока.

На практике всегда используют приборы первого типа, потому что основанный на изменении частоты регулятор порой стоит дороже самого вентилятора. Такое приобретение в дальнейшем не оправдывается какими-то преимуществами.

Как ни странно, но применение контроллеров очень широко: промышленное оборудование, общественные места (рестораны, спортивные залы, офис). Везде, где нужна интенсивная вентиляция и ее регулирование.

Управление может быть механическое и автоматическое. Управление механическое производится с помощью специального колесика, позволяющего как ступенчато, так и плавно снизить обороты вентилятора вытяжки. Такой способ управления характерен для симисторных моделей.

Виды устройств

Прибор триак

Устройство симистр (триак) используется для регулирования освещением, мощностью нагревательных элементов, скоростью вращения.

Схема контроллера на симисторе содержит минимум деталей, изображенных на рисунке, где С1 – конденсатор, R1 – первый резистор, R2 – второй резистор.

С помощью преобразователя регулируется мощность методом изменения времени открытого симистора. Если он закрыт, конденсатор заряжается посредством нагрузки и резисторов. Один резистор контролирует величину тока, а второй регулирует скорость заряда.

Когда конденсатор достигает предельного порога напряжения 12в или 24в, срабатывает ключ. Симистр переходит в открытое состояние. При переходе напряжения сети через ноль, симистр запирается, далее конденсатор даёт отрицательный заряд.

Правила подключения устройства

Схема подключения контроллера

Регулятор для уменьшения оборотов вентилятора может смонтировать и настроить специалист. В простых случаях с такой задачей справляются самостоятельно.

Способы установки контроллеров зависят от типа устройства: настенный, внутристенный вариант, модель для установки внутри корпуса, реобас для регулировки вращения кулеров в системном блоке и прочее. Схема подключения регулятора имеется в инструкции к прибору. Изучив руководство, можно разобраться, как подсоединить прибор и обслуживать его.

1. Настенные и внутристенные варианты закрепляют на стену шурупами или дюбелями. Крепеж обычно входит в комплект.
2. 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.
3. Прежде чем начать монтаж, нужно убедиться, что сечение соединительного питающего кабеля соответствует максимальному току подсоединяемого контроллера.
4. Если вентилятор оснащен собственным выключателем. Последний необходимо демонтировать и заменить на контроллер.

Чтобы снизить обороты компьютерного кулера, используют устройство дополнительного сопротивления или его усовершенствованный вариант – реобас. Предварительная работа здесь сложнее. Необходимо правильно оценить, какова допустимая температура для каждого элемента оборудования: материнской платы, процессора графической карты. В противном случае снижение скорости кулера приводит к перегреву и поломке процессора или платы.

Принцип подключения реобаса: провода от вентилятора обрезают и подсоединяют к регулятору по схеме, указанной производителем. Реобас удобнее тем, что контролирует сразу несколько вентиляторов, в то время как дополнительное сопротивление снижает обороты только у 1 устройства.

Управление вентилятором с помощью программы Speedfan

Это, на мой взгляд, одна из лучших утилит для регулировки частоты пропеллера. Утилита бесплатная, однако не имеет русификации(на официальном сайте). Впрочем, разобраться с ее функционалом несложно даже новичку.

На какие критерии нужно обратить внимание:

• Поле Cpu Usage и размещенные рядом индикаторы отображают уровень текущей нагрузки на ЦП.
• При установке галочки Automatic fan speed вы можете задать автоматическую регулировку скорости вращения лопастей. Можно также пользоваться, однако функция попросту дублирует Q‑Fan.
• CPU0 Fan (Fan0) — отображает частоту вращения вентилятора, который при сборке компьютера был подключен к слоту CPU0 Fan. Как правило, это и есть вентилятор для охлаждения процессора.

Все остальные пропеллеры утилитой помечены соответственно занимаемому слоту — SysFan, Aux0 Fan, CPU1 Fan (если он есть), Aux1 Fan и PWR Fan.

Регулируется скорость вращения любого кулера с помощью стрелочек вверх и вниз напротив его порядкового номера. Единственный недостаток программы: если вы обнаружите, что после ее установки скорость вращения какого-то пропеллера уже 100%, повысить ее не выйдет.

Если вы начнете «шаманить» с понижением скорости вращения, во избежание перегрева также советую использовать программу для мониторинга параметров работы компьютера. Например, AIDA64, Everest или Speccy.

Рекомендации по снижению уровня шума

Часто желание отрегулировать скорость вентилятора связано с повышенным уровнем шума, который издает прибор. Устройство должно «звучать» в диапазоне до 55 дБ. Нормальный уровень — 30-40 дБ.

Бесшумные агрегаты выдают не более 25 дБ. В такие конструкции встроены прокладки, высокоточные подшипники, которые уменьшают вибрации от электродвигателя. А также подобрано количество лопастей, расположенных под определенным углом

Регулятор фактически не уменьшает шумность: на максимальной скорости вентилятор издает такое же звучание, как и раньше. Тише он работает при снижении оборотов.

Чтобы даже на максимальной скорости уровень шума от вытяжки уменьшился, нужно проверить плотность прикрепления корпуса основного прибора к стенке, специальной нише. Зазоры могут быть источниками дополнительной вибрации.

Уплотняются эти промежутки поролоном или полиуретаном. Полезен и осмотр крепежных элементов, которые должны быть хорошо подтянуты. Снизит уровень шума и тонкая изолоновая подложка в вибрирующей поверхности.

А самый действенный способ уменьшить шум вытяжки – подобрать бесшумный канальный вентилятор.

Особенности маркировки различных вентиляторов в SpeedFan

Как изменить скорость вращения кулера процессора? На портативных компьютерах в программе можно отрегулировать скорость вращения нескольких подключенных вентиляторов, каждый из которых подключается к отдельному разъему. К таковым относят:

• SysFan (Fan1) – данный параметр указывает на скорость вращения кулера, который присоединен к разъему SysFan на системной плате. К данному коннектору могут присоединяться вентиляторы дискретной системы воздушного охлаждения, которые устанавливаются на северном мосте либо любой другой.
• CPU0 Fan – данный пункт соответствует скорости вращения кулера процессора.
• PWR Fan – раздел отвечает за скорость вращения либо системы охлаждения блока питания, либо вентилятора, который присоединен к данному сокету на материнской плате.
• CPU1 Fan – раздел предназначен для двухпроцессорных, серверных материнских плат и соответствует кулеру второго вычислительного блока.

Принцип работы и предназначение

Во время постоянной работы вентилятора на максимальных оборотах, ресурс прибора исчерпывается достаточно быстро. В результате мощность устройства заметно снижается, а прибор выходит из строя. Это обусловлено тем, что многие детали не способны выдерживать такой ритм, из-за чего они быстро изнашиваются и ломаются. Чтобы ограничить скорость вращения лопастей и увеличить срок службы вентилятора, в вентиляционную установку встраивают контроллер скорости.

Помимо сбережения рабочего ресурса, контроллеры выполняют важную функцию по снижению шума от работающих вентиляционных систем. Так, в офисных помещениях, где наблюдается большое скопление оргтехники, уровень шума может достигать 50 ДБ, что обусловлено одновременным функционированием нескольких устройств, вентиляторы которых работают на максимальных оборотах. В таких условиях человеку сложно настроиться на рабочий лад и сосредоточиться.

Выходом из сложившейся ситуации является оснащение вентиляционных установок регуляторами скорости. Ещё одним веским аргументом в пользу использования регуляторов является экономный расход электроэнергии. В результате уменьшения количества оборотов и снижения общей мощности вентилятор начинает потреблять меньше энергии, что положительно сказывается на бюджете.

Принцип действия контроллера заключается в изменении напряжения, которое подаётся на обмотку двигателя вентилятора. Существуют более дорогостоящие модели, способные регулировать скорость вращения посредством изменения частоты тока. Однако стоимость таких изделий зачастую превышает стоимость самого вентилятора, из-за чего их установка является нецелесообразной.

Почему нельзя регулировать скорость вращения вентилятора диммером

Для регулирования скорости вращения однофазных электродвигателей на напряжение питания 220 В применяются симисторные регуляторы скорости вращения.

Диммер (симисторный светорегулятор), в свою очередь, разработан для управления резистивной нагрузкой и должен применяется только как регулятор яркости свечения ламп.

В паспортах и руководствах по эксплуатации обычно есть указание на недопустимость использования диммера для управления двигателем.

Например, в описании диммера 300W фирмы Eljo (Швеция) указано: индуктивная и емкостная нагрузка (обычные трансформаторы, флуоресцентные лампы и электродвигатели) не могут работать с данными диммерами.

Различия в схемах управления:

В диммерах и симисторных регуляторах скорости применены близкие схемы управления. Обе используют принцип фазового управления, когда изменяется момент включения симистора относительно перехода сетевого напряжения через ноль. Для простоты обычно говорят, что изменяется выходное напряжение.

Схема симисторного регулятора отличается от схемы диммера в следующем:

· Установлен нижний порог напряжения подаваемого на двигатель вентилятора

· Мощность симистора выбирается так, чтобы его максимальный рабочий ток превышал рабочий ток вентилятора не менее, чем в 4 раза. При резистивной нагрузке в 2 А достаточно взять симистор также на 2 А.

· Предохранитель подбирается исходя из мощности электродвигателя. Обычно максимальный ток предохранителя должен быть на 20% больше рабочего тока двигателя.

· Для более правильного формирования синусоиды установлен дополнительный фазосдвигающий демпфирующий конденсатор.

· Для уменьшения сетевых помех используется дополнительный конденсатор помехоподавления

Для чего это необходимо:

1. Вращающий момент асинхронного двигателя падает пропорционально квадрату подаваемого напряжения. При достижении нижнего порога по напряжению двигатель может не запуститься. Для однофазных осевых и канальных вентиляторов нижним значением являются 40-60 В.

Ввиду того, что двигатель не вращаясь, все равно потребляет ток, обмотки вентилятора начинают нагреваться. Двигатель начинает издавать характерный звук (гудеть). В результате, если двигатель не оснащен надежной внутренней термозащитой, перегорает в течение часа.

В симисторных регуляторах, минимальное напряжение, подаваемое на вентилятор, устанавливается на заводе-изготовителе. Обычно это 80-100 В. Это гарантирует нормальную работу вентилятора при низких напряжениях.

2. При запуске двигатель кратковременно потребляет ток, в 6-7 раз больше максимального рабочего (пусковой ток). Для надежной работы при пуске двигателя применяется симистор с большим рабочим током.

3. Для правильной защиты двигателя от перегрузки по току (повышенное напряжение сети, перегрев подшипников и т.п.) величина максимального тока предохранителя должна быть подобрана по типу двигателя. Для симисторных регуляторов это значение на 15-20% выше максимального тока двигателя.

4. При подаче уменьшенного напряжения мощность двигателя падает и ротор начинает проскальзывать относительно поля статора. При определенных оборотах происходит фазовый сдвиг и двигатель начинает кратковременно потреблять ток выше, чем максимальный рабочий. Для недопущения такой ситуации в схему симисторного регулятора устанавливается дополнительный демпфирующий конденсатор и более мощный симистор.

5. Форма синусоиды при фазовом регулировании индуктивной нагрузки более сложна, чем при управлении активной нагрузкой, поэтому необходим дополнительный конденсатор подавляющий высокочастотный спектр помех. Диммер, управляющий вентилятором, может создавать помехи видимые на экране компьютера или телевизора.

Нередко в домашнем хозяйстве требуется установка регулятора скорости вращения вентилятора. Сразу следует отметить, что обычный диммер для регулировки яркости освещения не подойдет для вентилятора

Современному электродвигателю, особенно асинхронному, важно иметь на входе правильной формы синусоиду, но обычные диммеры для освещения искажают ее довольно сильно. Для эффективной и правильной организации регулировки скорости вентиляторов необходимо:

1. Использовать специальные регуляторы, предназначенные для вентиляторов.
2. Учитывайте, что эффективно и безопасно регулировке поддаются только специальные модели асинхронных электромоторов, поэтому перед покупкой узнавайте из технических характеристик о возможности регулировки числа оборотов методом понижения напряжения.

Регулировка оборотов корпусного кулера

Предыдущие советы подходят и для корпусных кулеров, которые подключены к разъемам на материнской плате

Особое внимание хотелось бы обратить на программу SpeedFan. Данное решение позволяет по очереди регулировать обороты каждого подключенного вентилятора. Главное — он должен быть соединен с материнской платой, а не блоком питания

Главное — он должен быть соединен с материнской платой, а не блоком питания.

Подробнее: Изменяем скорость кулера через SpeedFan

Сейчас многие вертушки, устанавливаемые в корпус, работают от блока питания через Molex либо другой интерфейс. В таких ситуациях стандартное регулирование скоростей неприменимо. Энергия к такому элементу подается постоянно под одним и тем же напряжением, что заставляет его работать на полную мощность, и чаще всего ее значение — 12 Вольт. Если вы не хотите приобретать никакие дополнительные компоненты, можете просто поменять сторону подключения, перевернув провод. Так мощность снизится до 7 Вольт, что почти в два раза меньше максимальной.

Под дополнительным компонентом мы подразумеваем реобас — специальное устройство, позволяющее вручную настраивать скорость вращения кулеров. В некоторых дорогих корпусах такой элемент уже встроен. Есть и специальные кабели для его подключения к материнской плате и другим вентиляторам. Каждое такое устройство обладает своим планом соединения, поэтому обратитесь в инструкцию к корпусу, чтобы узнать все подробности.

После успешного подключения изменение значений осуществляется путем изменения положения регулировщиков. Если у реобаса есть электронный дисплей, то на нем будет отображаться текущая температура внутри системного блока.

Кроме этого на рынке продаются дополнительные реобасы. Они монтируются в корпус разными средствами (зависит от типа конструкции устройства) и соединяются с кулерами посредством идущих в комплекте проводов. Инструкции по соединению всегда идут в коробке с комплектующим, поэтому с этим проблем возникнуть не должно.

Несмотря на все плюсы реобаса (удобство использования, быстрое регулирование каждого вентилятора, отслеживание температуры), его минусом является стоимость. Не у каждого пользователя найдутся деньги на приобретение такого устройства.

Теперь вы знаете о всех доступных методах регулирования скорости вращения лопастей на разных компьютерных вентиляторах. Все решения различаются по сложности и затратам, поэтому каждый сможет выбрать оптимальный вариант для себя.

Опишите, что у вас не получилось. Наши специалисты постараются ответить максимально быстро.

Круглый или квадратный?

Канальные вентиляторы всегда бывают встроены в воздуховоды, которые, как правило, устанавливаются скрытно: за фальш-потолками, в декоративных колоннах и т.д. При этом форма сечения их каналов может быть разной — как прямоугольной (чаще всего — квадратной), так и круглой. Какое из них предпочтительнее? Сравним:

Вентилятор канальный круглый	Вентилятор канальный прямоугольный
Где применяется	В воздуховаодах с круглым сечением	Используется в профильных прямоугольных воздуховодах
Достоинства	Допускает использование гибкого воздуховода	Позволяет эффективно использовать даже ограниченное подпотолочное пространство
Недостатки	Имеет меньшую, по сравнению с прямоугольным, пропускуную способность	Допускает более значительные, чем в круглом воздуховоде, утечки воздуха за счет негорметичности канала

В общем, вариант с круглым сечением более популярен, поскольку он имеет еще одно немаловажное преимущество перед прямоугольным. В прямоугольном воздуходе короб, в котором размещается вентилятор, работае как резонатор — и тем самым увеличивает производимый им шум

Поэтому круглый вариант в этом смысле также предпочтительнее.

Регулирование оборотов процессорного кулера

Как известно, в корпусе компьютера чаще всего вмонтировано несколько вентиляторов. Давайте сначала рассмотрим основное охлаждение — процессорный кулер. Такой вентилятор обеспечивает не только циркуляцию воздуха, но и уменьшает температуру за счет медных трубок, если такие, конечно, имеются. Существуют специальные программы и встроенное ПО материнской платы, позволяющее увеличивать скорость оборотов. Кроме этого выполняться данный процесс может и через BIOS. Детальные инструкции по этой теме читайте в другом нашем материале.

Подробнее: Увеличиваем скорость кулера на процессоре

Если увеличение скорости требуется при недостаточном охлаждении, то уменьшение позволяет снизить энергопотребление и исходящие от системного блока шумы. Такое регулирование происходит подобным образом, как и повышение. Советуем обратиться за помощью к нашей отдельной статье. Там вы отыщете развернутое руководство по уменьшению скорости лопастей процессорного кулера.

Подробнее: Как уменьшить скорость вращения кулера на процессоре

Еще существует ряд специализированного программного обеспечения. Конечно, SpeedFan является одним из самых популярных вариантов, однако мы рекомендуем ознакомиться и со списком других программ по регулировке скорости вентилятора.

Подробнее: Программы для управления кулерами

В случае когда вы все еще наблюдаете проблемы с температурным режимом, дело может быть вовсе не в кулере, а, например, в засохшей термопасте. Разбор этой и других причин перегрева CPU читайте далее.

Назначение

Технически регулятор оборотов электродвигателя предназначен для изменения количества вращения вала за единицу времени. На этапе разгона корректировка частоты обеспечивает более плавную процедуру, меньшие токи и т.д. В некоторых технологических процессах необходимо регулятор оборотов снижает скорость движения оборудования, изменение подачи или нагнетания сырья и т.д.

Однако на практике данная опция может преследовать и другие цели:

• Экономия затрат электроэнергии – позволяет снизить потери в моменты пуска и остановки вращений мотора, переключения скоростей или регулировки тяговых характеристик. Особенно актуально для часто запускаемых электродвигателей, использующих кратковременные режимы работы.
• Контроль температурного режима, величины давления без установки обратной связи с рабочим элементом или с таковой в асинхронных электродвигателях.
• Плавный пуск – предотвращает бросок тока в момент включения, особенно актуально для асинхронных моторов с большой нагрузкой на валу. Приводит к существенному сокращению токовых нагрузок на сеть и исключает ложные срабатывания защитной аппаратуры.
• Поддержание оборотов трехфазных электродвигателей на требуемой отметке. Актуально для точных технологических операций, где из-за колебаний питающего напряжения может нарушиться качество производства или на валу возникает разное усилие.
• Регулировка скорости оборотов электродвигателя от 0 до максимума или от другой базовой скорости.
• Обеспечения достаточного момента на низких частотах вращения электрической машины.

Возможность реализации тех или иных функций у регуляторов оборотов определяет как принцип их действия, так и схематическое исполнение.

Снизить скорость вентилятора радиатора

Отрегулировать скорость вращения вентилятора радиатора, охлаждающего процессор ПК можно двумя способами:

1. Изменением некоторых настроек BIOS.
2. Программным способом.

Использование специальных программ порой вызывает некоторые затруднения, поэтому проще будет рассмотреть первый из этих вариантов. Для его успешной реализации пользователю достаточно придерживаться следующей инструкции:

• Включить ПК и известным способом перейти в БИОС.
• В появившемся окне найти вкладку «Power».
• Затем перейти в раздел «Hardware Monitor».

Дальнейшие действия производятся согласно подсказкам системы.

Изменение регулировок в БИОС