Чем можно регулировать обороты вентилятора
Схемы регуляторов скорости вращения вентилятора на 220 В
Для эффективного режима работы вентилятора, получающего питание от промышленной сети, применяют регулятор скорости вращения. Вентилятор на 220 Вольт, использующий регулировку, может стать практически бесшумными и повысить комфортность обслуживаемого им помещения. Чтоб регулировать обороты, необязательно покупать готовый прибор, даже без специальных знаний его несложно собрать самостоятельно.
Принцип работы вентилятора
Согласно техническому определению, вентилятор — это прибор, служащий 
для перемещения газа путём создания избыточного давления или разрежения. По своему конструктивному исполнению он разделяется на осевой и радиальный. Практически все вентиляторы, применяемые в быту, представляют собой осевой тип конструкции. Использование этого вида характеризуется удобством получения направленного воздуха различной силы и давления. Вентиляторы разделяют по месту использования, они могут быть:
Осевые, иное название аксиальные, вентиляторы в качестве основного узла используют 
рабочее колесо. Это колесо располагается на оси электродвигателя, содержит внешний ротор и имеет в своей конструкции лопатки, расположенные под углом с учётом аэродинамических свойств. Благодаря такому расположению и происходит создание и формирование воздушного потока.
В качестве электродвигателя применяют однофазный асинхронный двигатель, ось которого повторяет движения нагнетаемого или разряжаемого им потока воздуха. Такой электромотор состоит из ротора, размещённого внутри статора. Промежуток между ними составляет не более двух миллиметров. Статор имеет вид сердечника с пазами, через которые намотана обмотка. Ротор выглядит как подвижная часть с валом, содержащая в своём составе сердечник с короткозамкнутой обмоткой. Такая конструкция напоминает беличье колесо.
При подаче переменного тока на обмотку статора, согласно законам физики, появляется переменный магнитный поток. На помещённом внутрь этого потока замкнутом проводнике возникает электромагнитная индукция (ЭДС), а значит, появляется и ток. Благодаря чему в переменном магнитном поле оказывается проводник с током. Это приводит к вращению проводника, то есть ротора.
Таким образом, чтоб создать регулятор оборотов вентилятора на 220 В, понадобится изменять величину воздействующего на ротор магнитного поля. В свою очередь, значение магнитного поля зависит от величины тока, а значит при снижении его величины уменьшается и скорость вращения.
Ещё один параметр, от которого зависит число оборотов электродвигателя, является частота переменного напряжения. Частотные преобразователи, изменяющие частоту, характеризуются сложностью изготовления и дороговизной, по сравнению с изменяющими уровень напряжения. В бытовых условиях применяются редко, хоть позволяют достигать лучших результатов в точности настройки.
По виду используемой схемотехники приборы, управляющие скоростью вращения, разделяются на:
Схемы вращения
Так как в основе работы вентилятора используется явление ЭДС, то это приводит к тому, что возникают паразитные вихревые токи, нагревающие металлические части электродвигателя, при изменении формы сигнала напряжения сети. Использование диммеров, служащих для управления светосилой яркости ламп, не рекомендуется из-за повышенного нагрева двигателя. Поэтому при изготовлении регулятора скорости вентилятора на 220 В, применяются полупроводниковые элементы.
Регулятор скорости на симисторе
В таком регуляторе используется принцип фазового управления, изменение момента включения и выключения симистора относительно фазового перехода в нулевой точке.
Управление симистором осуществляется с помощью переменного резистора, в зависимости от поворота последнего задаётся порог срабатывания полупроводникового прибора. В результате чего отсекается часть синусоидального сигнала, поступающего на электродвигатель вентилятора, величина значение напряжения уменьшается и соответственно обороты двигателя тоже уменьшаются.
При управлении частотой вращения электродвигателя контроль работы тиристора происходит длительными импульсами.
Благодаря чему, кратковременные отключения активной нагрузки не изменяют режим работы схемы. Схема подразумевает разделение включения электродвигателя с тиристором VS2 и питающего напряжения 220 вольт, через диодный мост.
Управление тиристором осуществляется с помощью генератора, собранного на транзисторе VT1. Питание генератора реализуется сигналом трапециевидной формы, полученным после прохождения через стабилитрон VD1 с частотой 100 кГц. В то время как на конденсаторе C1 появится напряжение, величины которого станет достаточно для открытия транзистора, на управляющий электрод тиристора поступит положительный сигнал. Тиристор VS2 откроется и с него поступит напряжение на электродвигатель, приводящее к его запуску.
Резисторы R1, R2, R3, образуют цепочку разряда конденсатора C1. Управляя значением сопротивления R1, в качестве которого используется переменный резистор, изменяется скорость разряда конденсатора, а значит и частота оборотов вентилятора. Диод VD2, подключённый параллельно к обмотке L1, предотвращает ложное срабатывание тиристора, возникающее из-за использования нагрузки индуктивного рода.
Управление с использованием автотрансформатора
В качестве основного элемента схемы используется автотрансформатор. Он представляет собой трансформатор, в котором соединение первичной и вторичной обмотки выполнено напрямую. В результате чего одновременно осуществляется магнитная и электрическая связь. Обмотка автотрансформатора имеет несколько ответвлений с разными на них значениями величины напряжения. Преимущество такого использования заключается в достижении более высокого коэффициента полезного действия из-за преобразования лишь части мощности.
Принцип работы регулятора, скорости вращения вентилятора состоит в следующем. На первичную обмотку автотрансформатора T1 поступает питающее напряжение сети. Обмотка имеет как минимум три ответвления от части витков. При подсоединении нагрузки к разным ответвлениям получается уменьшенное напряжение питания. Используя переключатель SW1, двигатель вентилятора M коммутируется к одной из части обмотки, при этом его скорость вращения меняется. При такой работе выходной сигнал не изменяет своей формы, оставаясь синусоидальным, что положительно влияет на обмотки двигателя.
Переключатель представляет собой ступенчатую шкалу, не позволяя плавно управлять скоростью вращения. Устройства такого типа имеют большие габариты и массу, по сравнению с другими видами.
Усовершенствованной моделью является использование электронного управления.
В основе работы лежит принцип широтно-импульсной модуляции. Изменяя состояние режима работы ключевых транзисторов, образовываются импульсы, позволяющие совершать плавную регулировку выходного сигнала. Чем меньше длительность импульса и длиннее период, тем меньше мощности передаётся вентилятору, а значит и обороты вращения его снижаются. В качестве ключей применяются малошумящие полевые транзисторы, имеющие значительно большие входные сопротивления по сравнению с биполярными.
Из-за плохой помехозащищенности узел автотрансформатора выполняется непосредственно в близости от вентилятора, но обладает компактными размерами и невысокой стоимостью.
Покупка готового регулятора
Подключение регуляторов осуществляется последовательно перед электродвигателем вентилятора в разрыв цепи. В зависимости от своего вида, прибор может располагаться в любом удобном месте, встраиваться в щиток на DIN рейку, монтироваться вместо розетки, быть отдельно стоящим блоком. При этом сам блок управления и пульт регулировки могут быть как совмещены, так и разделены между собой в пространстве.
В торговых точках представлены регуляторы различного вида и ценовой стоимости в зависимости от плавности регулировки, места расположения, дополнительных функций. Наиболее популярными производителями являются:
Некоторые приборы оснащаются дополнительными функциями в виде подсветки или цифрового экрана, показывающего процентное содержание установленной скорости от максимума. Переключение скорости, в зависимости от схемотехники устройства, производится поворотом ручки с помощью галетного переключателя или кнопками.
Существуют устройства, позволяющие одним регулятором управлять сразу несколькими вентиляторами, при этом важно, чтобы общий ток не превышал ток регулятора. В них можно установить время выключения регулятора, обычно в диапазоне одного часа. Подключённое устройство запоминает и сохраняет настройки даже при его выключении.
Управлять скоростью вращения вентилятора можно используя несложные приборы, которые легко собираются самостоятельно. Затратив немного времени, получится сэкономить на покупке готового устройства.
При самостоятельном изготовлении, конечно, важно соблюдать технику безопасности, так как существует возможность попадания под опасное напряжение сети. При отсутствии желания или возможности приобретается готовое устройство, работа которого будет подкреплена гарантией от производителя. Купленное устройство имеет вид полностью законченного и эстетически оформленного прибора.
Как выбрать регулятор скорости вращения вентиляторов
Зачем нужен регулятор скорости вращения вентиляторов (реобас)?
Не секрет, что высокопроизводительные микропроцессорные устройства греются при работе: чем больше нагрузка – тем сильнее. Для многих элементов современного компьютера установки на «чип» обычного радиатора уже недостаточно – требуется активный отвод тепла. Проще всего это реализовать с помощью вентилятора (кулера): уже никого не удивляют системные блоки с суммарным числом кулеров в 8-10 шт. Иногда на материнской плате не хватает разъемов для подключения дополнительных вентиляторов, и подключение производится через разветвитель питания или реобас.
Одиночный кулер шумит несильно и электроэнергии потребляет мало. Но если в корпусе их с десяток, шум становится уже некомфортным, да и потребление электроэнергии возрастает до вполне заметных значений.
Чаще всего необходимость изменения скорости вращения вентиляторов связана как раз с избыточной шумностью системного блока. Если эффективность охлаждения системного блока достаточно высока и перегрева каких-либо элементов компьютера не возникает даже при самых высоких нагрузках, можно попробовать снизить скорость вращения некоторых вентиляторов.
Одним из способов такого снижения является использование реобаса – многоканального регулятора скорости вращения вентиляторов.
Но этот способ – не единственный. Большинство современных материнских плат способно регулировать скорость вращения подключенных вентиляторов. Во многих случаях даже не понадобится установки какого-либо программного обеспечения – необходимая функция встроена в BIOS.
Для входа в BIOS необходимо при загрузке компьютера нажать определенную клавишу (или сочетание клавиш), чаще всего – Delete. Если по нажатию Delete при загрузке компьютера ничего не происходит, следует посмотреть на нижние строчки экрана при загрузке – там при начале загрузки обычно выводится подсказка, какие именно клавиши следует нажимать для входа в BIOS.
Примеры страниц BIOS с настройками работы вентиляторов
В BIOS следует найти страницу с настройками работы вентиляторов (Fan Speed, Fan Control, Fan Profile и т.п.) Настройки CPU Fan относятся к кулеру процессора, Chassis Fan – к кулеру (или кулерам) корпуса. Настройки кулера процессора следует менять только если вы точно знаете, что делаете и уверены в правильности своих действий – перегрев процессора может привести к выходу его из строя. Настройки кулера корпуса не столь критичны, но бездумно их менять тоже не стоит; будет нелишним перед изменением записать все старые значения.
Для регулировки скорости вращения в первую очередь следует убедиться, что эта функция включена: параметр Q-Fan Control (или Fan Speed Control) должен иметь значение Enabled. При этом становятся доступны параметры тонкой настройки вентилятора – в некоторых BIOS их много, в других меньше. Чаще всего самым простым способом снижения шума (или, наоборот, улучшения охлаждения) является смена профиля (Q-Fan Profile). Для снижения шума следует установить его в Silent, для увеличения охлаждения – в Performance или Turbo.
После сохранения настроек и перезапуска системы следует убедиться, что настроенный кулер крутится и что не происходит перегрева системы, в обратном случае следует вернуть старые настройки BIOS.
Если нужные настройки в BIOS не нашлись, не стоит расстраиваться – чаще всего подключенными к материнской плате вентиляторами можно управлять и с помощью специализированного ПО. Самая популярная из таких программ (и при этом абсолютно бесплатная) – это speed fan. При запуске программы в первой же вкладке будут отображены все найденные вентиляторы, их скорости вращения и температуры элементов компьютера – на них следует ориентироваться при настройке кулеров. Рекомендации по настройке те же – следует с осторожностью оперировать настройками CPU Fan (кулер процессора) и GPU Fan (кулер видеокарты). При изменении скоростей (от 0 до 100%) следует отслеживать воздействие этих изменений на температуру. В программе также можно задать критические температуры для всех элементов и, указав, какой кулер за какую температуру отвечает, запустить режим автоматического регулирования скорости вентиляторов.
Если же ни speed fan, ни другие аналогичные программы «не увидели» вентиляторов, или если вентиляторы вообще подключены не к материнской плате – тогда для настройки их скорости вращения потребуется реобас.
Перед рассмотрением характеристик реобасов следует упомянуть об еще одной, очень частой причине повышенной шумности вентиляторов – забивание кулеров пылью и/или загустевание в них смазки. Если вам кажется, что раньше компьютер шумел меньше, возможно, никаких программ и устройств для снижения шума не потребуется – достаточно будет почистить кулер от пыли и (при необходимости) обновить смазку.
Характеристики регуляторов скорости вращения вентиляторов
Тип реобаса
Основная задача разветвителя питания – обеспечить питанием дополнительные вентиляторы, для которых не нашлось разъемов на материнской плате. Разветвитель может и вообще не иметь функции управления скоростью вращения вентиляторов. Если такая функция и есть, то реализована она будет программно.
Регулятор оборотов (реобас) – обладает большей, по сравнению с разветвителем, функциональностью. Кроме подключения дополнительных вентиляторов, реобас предоставляет и некоторые дополнительные возможности, среди которых могут быть:
— контроль и отображение скорости вращения каждого подключенного вентилятора;
— контроль температуры от собственного термодатчика (или нескольких термодатчиков);
— автоматическая или ручная регулировка скоростей вращения вентиляторов;
— контроль и отображение мощности, потребляемой подключенными вентиляторами
Тип управления скоростью вращения может быть ручным или автоматическим.
При ручном управлении скорость вращения задается оператором вручную – с помощью кнопок, ручки регулятора или на сенсорном экране. Несмотря на простоту такого способа управления, удобным он будет только в тех случаях, когда не требуется менять скорость вращения вентиляторов во время работы компьютера. Для подстройки скорости вращения корпусных вентиляторов такой способ еще сгодится, а для управления скоростью вращения кулера процессора – уже нет.
Автоматический тип управления, предусматривающий автоматическое изменение скорости вращения кулера в зависимости от показаний термодатчика, намного удобнее в эксплуатации и обеспечивает лучшие условия работы оборудования. Для управления кулерами элементов, сильно меняющих температуру в зависимости от нагрузки, следует использовать реобасы с автоматическим типом управления.
Количество подключаемых вентиляторов определяет, какое максимальное количество вентиляторов можно подключить к реобасу. Следует иметь в виду, что с ростом количества подключенных вентиляторов, растет и потребляемая устройством мощность; у блока питания компьютера должен быть достаточный запас мощности.
Наличие дисплея с возможностью вывода на него значений температур и скоростей вращения вентиляторов в некоторых случаях может оказаться нелишним. Дисплей может предупредить о приближающемся перегреве или неисправности вентилятора и предотвратить сбой или потерю данных. Для серверов (часто не имеющих своего монитора) такой дисплей будет особенно полезен.
Контроль температуры осуществляется по термодатчикам материнской платы либо по собственным термодатчикам реобаса. В последнем случае следует также выяснить количество каналов измерения температуры (проще говоря, количество термодатчиков). У многих реобасов контроль температуры производится по одному термодатчику. Если к такому реобасу предполагается подключение и кулеров процессора/видеокарты, это может привести к проблемам (если установить датчик у процессора, он может «не заметить» перегрева видеокарты и наоборот). Реобасы с несколькими термодатчиками стоят дороже, но в случаях, аналогичных вышеприведенному, на этом экономить не стоит.
Разъемы для подключения вентиляторов могут быть 2-pin 3-pin и 4-pin.
2-pin и 3-pin разъемы предполагают управление скоростью вращения вентилятора с помощью изменения его напряжения питания. Этот наиболее простой способ, поэтому реализующие его реобасы и вентиляторы недороги. Недостатками этого способа является невысокая точность задания частоты вращения и снижение крутящего момента со снижением напряжения. Вентиляторы с 3-pin разъемом вообще не могут крутиться медленнее некоторого порогового значения – крутящий момент становится настолько мал, что его не хватает для проворота крыльчатки. Для корпусных вентиляторов и вентиляторов жестких дисков такие вентиляторы подойдут, но на процессоры уже давно принято ставить вентиляторы, подключаемые 4-pin разъемом.
Разъем питания реобаса может быть 3-pin (в этом случае регулятор скорости подключается к одному из свободных 3-pin разъемов материнской платы) 4-pin Molex (питание берется с одного из разъемов блока питания) и SATA (питание берется с разъема SATA материнской платы).
Варианты выбора
Если вам нужно просто подключить пару дополнительных вентиляторов по минимальной цене – выбирайте разветвитель питания для вентиляторов по цене от 230 рублей.
Если какой-то из вентиляторов системного блока крутится слишком сильно, обратите внимание на регуляторы скорости вращения одного вентилятора с ручным управлением. С его помощью можно будет легко подстроить скорость вращения вентилятора до требуемой и стоить он будет от 180 рублей.
Для управления несколькими корпусными вентиляторами можно приобрести реобас на несколько вентиляторов с ручным управлением. В зависимости от дополнительных функций он обойдется вам в 900-3800 рублей.
Для управления всеми вентиляторами компьютера следует выбирать реобас на несколько вентиляторов с возможностью автоматического управления их скоростью вращения. Такие стоят в диапазоне 230-8000 рублей.
Скорость вентилятора — как изменить обороты вентилятора
Вентилятор относится к вспомогательным устройствам, обеспечивающим нормальное функционирование оборудования и создающим комфортные условия для работы и отдыха людей. Без этих корпусных устройств невозможна эксплуатация ПК, кондиционеров и другой климатической техники. Для повышения эффективности их работы потребуются специальное устройство, позволяющее регулировать обороты вентилятора.
Способы регулировки
Для электрических вытяжек, устанавливаемых в жилых помещениях (на кухне, а также в туалетных и ванных комнатах) предусматривается простейший вариант управления. В этом случае возможны только два состояния: включено или выключено.
Обратите внимание! В туалетных комнатах устройства нередко оснащаются датчиком присутствия, обеспечивающим сбережение электроэнергии.
Для более экономичной работы устройства (не всегда нужно, чтобы оно работало на полную мощность) потребуется регулировать обороты вентилятора. Перед покупкой изделия обязательно проконсультируйтесь у продавца о наличии соответствующей опции.
Реализовать указанную функцию удается следующими способами:
На практике регулировка осуществляется посредством особых устройств (контроллеров), в которых применяются различные принципы управления.
Принцип работы регулятора
Для управления скоростью вращения вентилятора используется принцип изменения параметров электромагнитного поля, воздействующего на обмотку двигательного ротора. В одних случаях оно касается его частоты, а в двух других – напряжения и мощности управляющего сигнала.
Первый вариант наиболее экономичен (отсутствует нагрев обмоток), но для его реализации потребуется дорогостоящее оборудование.
По этой причине частотные контроллеры, изменяющие скорость вентилятора, используются в быту крайне редко.
Частотные многоскоростные регуляторы
Для бытовых нужд больше подходят схемы, принцип работы которых основан на изменении амплитуды подаваемого напряжения и величины мощности. Они не очень дороги и обеспечивают заметное снижение шумности работы вентилятора. Регулировка с их помощью никак не влияет на величину потребляемой электроэнергии. Как правило, они устанавливаются в слаботочных цепях.
Для реализации описанных принципов управления используются различные электрические схемы контроллеров, которые нуждаются в более подробном рассмотрении.
Схема регулятора
Известно несколько схемных решений, заложенных в основу работы регуляторов. Это:
Ступенчатое регулирование с использованием автотрансформатора реализуется за счет изменения числа витков, подключаемых к входу вентилятора. Широтно-импульсные методы управления основаны на варьировании мгновенной мощности, передаваемой в нагрузку. Регуляторы на полупроводниках работают по тому же принципу, но в них рабочую функцию выполняют тиристоры или симисторы.
Простейший способ увеличения и уменьшения скорости
Работу регулятора рассмотрим на примере простейшей автотрансформаторной схемы.
Питающая сеть 220 Вольт подключается к катушке автотрансформатора Т1, имеющей несколько ответвлений. При последовательном подсоединении нагрузки к ответвлениям 1, 2 и 3 на обмотку М1 поступает лишь часть сетевого напряжения. Одновременно с его уменьшением снижается скорость вращения вентилятора. К достоинствам таких систем относят получение на выходе неискаженной синусоиды, а к недостаткам – невозможность плавного управления.
Монтаж и подключение регулятора скорости
Известные модели бытовых регуляторов выпускаются в следующих исполнениях:
Обратите внимание: Порядок установка двух первых позиций такой же, как при монтаже розеток или выключателей освещения в скрытном или открытом исполнении.
Монтаж встроенного регулятора
На фирменном изделии наносится маркировка, обследовав которую даже новичок сможет подключить регулятор скорости к вентилятору самостоятельно. При наличии обычного выключателя для установки новой модели может использоваться старое посадочное место.
Если управляющий модуль и регулятор размещены в двух разных корпусах – монтаж устройства несколько усложняется. Сетевое напряжение поступает на блок управления прямо от электрощита, а связь с исполнительным модулем осуществляется посредством слаботочного провода.
Как уменьшить или увеличить скорость вентилятора вытяжки
В вытяжных системах увеличение или снижение скорости вращения вентилятора позволяет изменять интенсивность потока, влияющую на воздухообмен в целом. Для управления им используется один из уже рассмотренных способов (путем изменения напряжения или частоты тока).
На практике применяется первый из приемов, так как частотный регулятор в данном случае будет стоить дороже самого вентилятора. Особенность этого способа заключается в его простоте и дешевизне, что очень важно для бытовых систем и устройств, применяемых в помещениях общественного пользования.
Увеличить или уменьшить скорость вытяжки удается простым механическим способом. Для этого в некоторых образцах модулей управления предусматривается небольшое колесико, посредством которого ступенчато или плавно меняются обороты двигателя.
Снизить скорость вентилятора радиатора
Отрегулировать скорость вращения вентилятора радиатора, охлаждающего процессор ПК можно двумя способами:
Использование специальных программ порой вызывает некоторые затруднения, поэтому проще будет рассмотреть первый из этих вариантов. Для его успешной реализации пользователю достаточно придерживаться следующей инструкции:
Дальнейшие действия производятся согласно подсказкам системы.
Изменение регулировок в БИОС
Уменьшить скорость вентилятора 3 PIN
В ситуации, когда на материнской плате ПК имеется 3-хпиновый разъем – допускается подключать к нему большинство моделей типовых вентиляторов с ШИМ регулятором. Но это возможно лишь при наличии соответствующего соединителя. Режим регулировки такими устройствами поддерживается при наличии как 3-пинового разъема, так и его 4-пинового аналога.
При этом имеется одна тонкость, состоящая в том, что датчик оборотов работать не будет. Когда на видеокарте стоит 4-пиновый разъем – для ее охлаждения может применяться лишь родной вентилятор. В противном случае возникнут непредвиденные осложнения с управлением скоростью его вращения (настроить режим будет очень сложно).