Varvtalsstyrning Biltema kanalfläkt AC 14 watt

[grym]

som motstånd på ett ungefär. lite sladdrigare vid belastning men här bör det gå bra

[xxargs]

Skärmspolemotor är i regel byggda att tåla att slira (dvs varvtalet på rotorn är betydligt lägre än motsvarande nätfrekvens) och även stå med låst rotor utan att bli för varma.

Strömmen genom motorn är till huvuddel reaktiv och med låg cos(fi)-värde.

Kort sagt det är det i princip en drossel där lite av läckfälten driver runt rotorn och också orsaken att den nära idiotsäkra konstruktionen när det gäller att motorn inte blir het och brandfarlig om tex rotorn skulle bli låst - utom i ett fall, att det skulle drivas av en dimmer och den misständer så mycket att det bara är stor andel halvperioder i ena riktningen som matar motorn - dvs. ger pulsande likström, det är ett driftläge som även en skärmspolemotor tål dåligt och kan bli brandfarlig.

rekommenderar inte att köra med en dimmer tagen ur bra och ha -högen utan det måste vara en dimmer som är explicit avsedd för motorer och i rätt effektklass och inget annat - och man kommer att få brum...

---

I grunden handlar det om att veta vilken ström som skall gå igenom motorn för lagom fart

Börja med att mäta ström, spänning, förbrukad VA och förbrukad Watt och om möjligt även få ut 'PF' värdet (PF = powerfactor, mätt med en energimätare som tex. http://www.clasohlson.com/se/Elenergim% ... re/36-2897 - och ja just den, inte de mer 'fancy' varianterna då de ofta har sämre energimätarkretsar i sig och mäter fel på skrynklig ström) när fläkten går med full fart. - mät också motorns DC-resistan i lindning med Ohm-mätar läget på multimeter om det går(om multimetern pulsar så kan det bli helt galen värde pga motorns stora induktans), annars typ mäta strömmen vid 1.5 Volt spänning mot lindningen och med ohms-lag räkna ut resistansen

Därefter gör samma operation med inkopplade effektmotstånd i serie med motorn för lagom fart. - vad man vill veta här är primärt strömmen för den lagom farten, bra och ha att veta : inkopplade totala motståndsvärdet, spänning över motstånd, spänning över motorn i denna driftfall - samt vad elmätaren säger i avseende ström, spänning VA och WATT och PF när man ändå har den inkopplad.

Kan man med värmeutvecklingen så kan man ha lösningen med effektmotstånd (kanske ersatt med en enda effektmotstånd) men måste tänka på att den hålls väl kyld och inte har möjlighet att starta brand även om det skulle gå fel och motståndet blir glödvarm även om felet är på annan plats i elslingan till fläkten

Skall man ha in konding (säkrare, ger mindre med värme, begränsar strömmen om kabeln efter kondingen skulle kortslutas och om kondingen skulle gå sönder så ger det resultatet att fläkten stannar eller går mot full fart)

Om man antar att för halva varvtalet på fläkten så är strömmen 1/4 av strömmen vid fullvarv (det är ofta en kvadratisk funktion på sådana saker) - så kommer den största spänningsfallet ligga över kondingen.

---

Tyvärr kan man inte räkna lika enkelt på strömmar som i spänningsdelar-koppling när det gäller kombinationen drossel i serie med konding för önskad ström som med motstånd i serie - konding och drossel tar nämligen till delar ut varandra (och fullständingt när de ligger i resonans) och i fallet seriekoppling så innebär det att impedansen sjunker och strömmen ökar än vad var del för sig leder i ström när de är ensamma.

---

Detta är lite av samma problematik har man när man skall skall köra 110V fläkt på 230 Volt via motorkonding och denna tråd kan vara användbar:

http://www.varmepumpsforum.com/vpforum/ ... ic=47237.0

---


Jag skulle tro efter att man mätt vid full fart (för att få tag på R, L på motorn)

och senare när man med (effekt)motstånd få motorn att gå i önskad varvtal får tag på önskade 'I' (strömmen genom motorn) och kontrollvärde vilken spänning det är över motorn samtidigt,

så går det förmodligen med tidigare pekade länkar ovan att hitta formlerna och räknegången för att hitta lämpligt kondensator-värde som sedan kan ersätta effektmotstånden för samma fart på fläkten men mycket lägre värmeutveckling.

[Agamemnon]

Ok nu har jag fått en fjärde lösning då. Tack för ett informativt inlägg xxargs! Skulle det inte vara ganska enkelt att pröva några rimliga kondensatorer för att se vilken som ger lämpligt varv? Var ska man börja? Runt 1uF och 400V? Är inte främmande att hitta ett par olika nivåer som kunde vara användbara. Menar bara att man kan väl lika gärna labba med olika kondingar direkt istället för effektmotstånd?

[xxargs]

Visst man kan alltid prova sig fram med kondingar _om_ man har en uppsättning kondingar med värden i rätt härad och som klarar spänningen med marginal.

Men det finns en viss risk för att kombinationen L och C ger en resonansfrekvens vid 50 Hz och det är obra då strömmen kan rusa iväg ganska mycket och spänningen över kondingen (tåten mellan motorn och kondingen alltså) kan bli väldigt hög och det kan lätt bil spänningar över kV och kanske isolationsgenomslag. - typ rusar strömmen upp till 5 ggr normalvärde så är spänningen på tåten också 5 ggr normalvärde och då är man över kV i spänning...

men nu kanske du skall ha strömmen 1/4-del av strömmen det drar idag, vilket gör att det nog är ganska liten konding som skall användas.


Men visst - kan du göra den här uppmätningen med energimätaren med ström (A), spänning (V), aktiv effekt (Watt) och skenbar effekt (VA) så går det att räkna ut hur stor induktansen är och sedan ser till att man håller valda kapacitanser tillräckligt långt under den kritiska värdet.

.

[Glenn]

min kanalfläkt hemma är reglerad med en östberg "varvtalsregleringstransformator" med fem steg, betyder det att fläkten är specialanpassad då ?

..Misstänker nämligen att den fläkten står still, tyvärr är det svårkontrollerat då nåt nöt nitat ihop alla rör för att inspektera den..

[TomasL]

Nja, de flesta kanalfläktar går att köra via trafo, det i särklass vanligaste sättet, då tyristorer kan skapa brum i motorn.

Större fläktar körs numera via omformare dock.

[Agamemnon]

Ok i brist på elmätare för PF så kommer här lite mätvärden med multimeter när fläkten går som jag vill.

Resistor 2820 ohm
Systemspänning 227.5
Motorspänning 124.5
Resistorspänning 116.0

Ungefärligt värde på kondensatorn? Eller är det helt nödvändigt att få fram PF?

[xxargs]

man behöver göra en fullfartsmätning med en energimätare som kan visa effektförbrukning i Watt och i VA


utan denna information går det inte att räkna ut induktansen och därmed heller inte lämplig konding utan det blir mer gissningslek.

det är nämligen kvoten mellan Watt och VA som indirekt ger hint om hur stor induktansen är på motorn...

[Agamemnon]

Här kommer kompletterande uppgifter med fläkten på fullfart.

229.2 volt
88 mA
14.2 W
PF 76%

[xxargs]

Då tar man fram sin hp42S (free42 om man inte har den äkta varan)

Ifull = 0.088 A
Ufull = 229.8 Volt
PF=0.76
Aktiv effekt P = 14.2Watt
Reduceringsmotstånd Rr = 2820 Ohm
Spänning över reduceringsmotstånd Ur = 116 Volt


Räkna ut motorns induktans och den ekvivalenta resistansen:

Skenbar effekt S = 229.2 / 0.088 A = 20.17 VA
Aktiv effekt P = 14.2 Watt
PF = 0.76

Kontrollräkning av PF = P/S = 14.2 Watt / 20.17 VA = 0.704 ; en viss skillnad finns mellan mätningarna, vi använder PF = 0.704 i fortsättningen då det är bättre att anta att motorn är mer induktiv än att det blir för lite, då ju mer induktiv motorn är ju mindre konding skall man koppla i serie för samma (önskade) ström.

Vi antar att effektfaktorn < 1 beror på att det är induktans i motorn och kan således skrivas som cos(fi)= 0.704, med acos(0.704) = 45.25 grader fasskillnad mellan spänningen och strömmen

Skenbara effekten S kan nu skrivas som en vektor i polär form enligt S = 20.17 |_ 45.25 grader VA

Omvandlar man polära noteringen till rektangulär/cartetisk form så får man:

S = P + jQ = 14.2 + j14.32 VA

För att få ut impedansen från motorn så används grundformeln R = P/I^2, men eftersom vi räknar komplexa impedanser så skrivs det som:

Z = S / I^2 (och I = Ifull) ger Z = 14.2 + j14.32 VA / 0.088A^2 = 1834 + j1850 Ohm.

Då den imaginära delen är positiv så är komplexa impedansen induktiv.

Ovanstående värden kan delas upp för motorn

R = 1834 Ohm (effektiva resistansen i motorn)
Xl = 0+j1850 Ohm (effektiv reaktiva induktansen i motorn)

Eftersom strömmen är angiven vid full fart så får man spänningsfallet med:

Spänningen Ur över den effektiva resistansen i motorn Ur = 1834 * 0.088 = 161.4 Volt
Spänning Ul över den effektiva reaktiva induktansen i motorn Ul = 1850 * 0.088 = 162.8 Volt


Uträkning vid reducerad varavtal

Vi har nu dessa värden för vidare räkning i fallet för reducerad fart:

Ur = 116 Volt ; spänning över förkopplingsmotståndet vid önskad fart
Rr = 2820 Ohm ; resistansen i förkopplingsmotståndet för lagom fart
R = 1834 Ohm ; motorns effektiva resistans
Xl = 0+j1850 Ohm ; motorns reaktiva induktans
Z = R + Xl = 1834 + j1850 Ohm ; motorns komplexa impedans.
Ired = Ur / Rr = 116 Volt / 2820 Ohm = 41.13 mA ; ström vid lagom fart på fläkten
XC = ? den önska reaktivt kapacitiva impedansen i serie med motorn för lagom fart
C = ? önskade kapacitansen att seriekoppla motorn för lagom fart

Ired är nu riktmärket för alla beräkningar då det är strömmen som bestämmer mekaniska momentet mot turbinen för lagom varvtal

Med U = Z * Ired får vi spänningen över motorn vid den reducerade strömmen:

U = Z * Ired = (1834 + j1850) * 0.04113 A = 75.42+j76.08 Volt, i polär form blir det 107.1 |_45.25 grader Volt (hmm, har jag missat någon konjugat här - spänningen går ju före strömmen)

Vi har ett antal kända och okända värden:

U = 229.8 |_ ? grader Volt ; nätspänningen, vi känner inte fasvinkeln på U då det är beroende av inbördes komponentvärden i motor och förkopplingskonding varav XC också är okänd.

Ired = 0.04113 Ampere
R = 1834 Ohm
Xl = 0+j1850 Ohm
XC = ? Ohm
Ur = spänning över motorns ekvivalenta resistans
UL = spänning över motorns ekvivalenta Induktans
UC = spänning över förkopplingskondensatorn för att reducera farten.

För att teckna spänningsfallen (i vektorform) för respektive (motor)komponent som är seriekopplade:

U = Ur+UL+UC

vilket också kan skrivas i komplex form som:

U = Z*Ied = R*Ired + Xl*Ired + XC*Ired ; då strömmen är lika genom samtliga komponenter och det blir

U = 1834 * 0.04113 + j1850 * 0.04113 + (-j)XC * 0.04113

229.8 Volt = 75.43 Volt + j76.09 Volt + (-j)UC

Då L och C har fasvinkel exakt 180 grader gentemot varandra så tar spänningarna över Xl och XC ut varandra genom att lägre värdet reducerar den högre värdet med lägre värdets belopp och den komponenten som har högst spänning över sig blir kvar och sedan bestämmer den totala reaktiva delen i impedansen.

Därför kan man skriva om formeln i polär beloppsform enligt följande:

U^2 = Ur^2 + (UL - UC)^2

Efter omstuvning för att få ut summan av (UL - UC) :

Ulc^2 = (UL - UC)^2 = U^2 - Ur^2 = 229.8V^2 - 75.43V^2 = 217.1V^2.

Dvs. kondensatorn och induktansen i motorn skall tillsammans ge en spänningsfall av 217.1 Volt och med Xlc= 217.1 / 0.04113 = 5.278 kOhm så är värdet betydligt högre än Xl=0+j1850 Ohm och man kan anta att kondingen har 'vunnit' och står för den reaktiva impedansen totalt i kretsen. dvs Xlc = -j5.278 kOhm

För att få fram kondensatorvärdet

XC = -XL + Xlc = -j1850Ohm + (-j)5278Ohm = -j7128 Ohm

och värdet på kondensatorn blir då:

C = -j/(XC*2*π*f) = -j/(-j7128*2*3.14*50) = 446.5 nF

(hoppas jag fått till allt rätt - har ej kontrollsimulerat det)

[Agamemnon]

Tack för denna gedigna uträkning! Ska bli väldigt intressant att pröva 470nF som är det närmaste jag hittar. Hur långt ifrån någon kritisk resonans är man då? Tack för hjälpen än en gång!

[xxargs]

Kritisk resonans är när kondingen har samma reaktans som uträknade induktansen då (UL - UC) blir noll och det är bara kvarvarande resistansen i motorn som bromsar strömmen

kritisk resonans L = C = 1850 Ohm:

C = -j/(-j1850*2*3.14*50) = 1.72 µF

med andra ord ett värde man väl skulle kunna prova med om man inte vet vilken ända man skall börja med och det kanske inte blir så bra och det börja lukta bränt.

I ditt fall vid resonans är 1834 Ohm resistans kvar i kretsloppen vilket ger en ström av 230V/1834Ohm = 125 mA och 28.8 Watt i värmeeffekt.

i verkligheten kan det bli kärnmättnad och andra mindre roliga effekter och strömmen rusar ytterligare och mer värme bildas.

på skoj skull kan du mäta resistansen på spolen - den är förmodligen mindre än min uträknade impedans då den tar med hela 'systemets' resistanser och inte en enskild spolresistans.

när man räknar såhär så förutsätter man att systemet är linjärt - så är det inte många gånger i verkligheten.

[rikkitikkitavi]

se bilden. Strömmen blir 41,8 mA , som beräknat

induktans.JPG

Och resonansfallet ...

resonans.JPG

[NULL]

@Agamemnon: Hur var det med?

Men allvarligt, behöver du en analog kontroll av fläkten, eller räcker det att den går med halvfart för att få ner ljudnivån?

[grym]

eller stoppar man i en socka för att dämpa ljudet...