Katero funkcijo zaščite pred pregrevanjem bi moral imeti enosmerni motor za ventilatorje v ohišjih

Katero funkcijo zaščite pred pregrevanjem bi moral imeti gonilnik enosmernega toka za ventilatorje ohišja

Ali ste že kdaj zamenjali ventilator ohišja le zato, da je že po nekaj mesecih spet odpovedal – ne zaradi lopatic ali ležajev, temveč ker se je gonilnik motorja pregrel? V večini industrijskih namestitev ohišij, ki sem jih videl, je pregrevanje na ravni gonilnika veliko pogostejše, kot si večina ljudi predstavlja. A brezkrtačni gonilnik motorja ki deluje znotraj nadzornega ohišja, je izpostavljen zahtevenemu toplotnemu okolju in brez ustreznih vgrajenih funkcij zaščite postane najšibkejši člen v celotni verigi hlajenja.

V tem članku so opisane osnovne funkcije zaščite pred pregrevanjem, ki jih mora imeti brezkrtačni gonilnik motorja za uporabo s ventilatorji ohišja, razloženo je, zakaj je vsaka od njih pomembna v industrijskih okoljih z neprekinjenim obratovanjem, ter podana praktična kontrolna lista za inženirje, ki ocenjujejo svoj naslednji brezkrtačni gonilnik motorja za izbiro.

Zakaj so gonilniki ventilatorskih motorjev v ohišju občutljivi na toploto

Abrezkrtačni gonilnik motorja skupaj z ventilatorji za hlajenje ohišja običajno delujejo neprekinjeno – pogosto pri delni do polni obremenitvi – tisoč ure na leto. Ne glede na to, ali se uporabljajo kot osni ventilator za odvajanje toplote iz ohišja ali kot kompaktna konfiguracija sesalnika, ventilatorja ni mogoče začasno izklopiti za toplotno regeneracijo, kot je to mogoče pri obremenitvah z izmeničnim delovanjem. Gonilnik mora samostojno upravljati svoje toplotno stanje.

Okoljska temperatura v ohišju povzroča dodatni stres. Industrijska ohišja v proizvodnih in procesnih okoljih redno dosežejo notranje temperature od 45 °C do 60 °C, kar je odvisno od gostote obremenitve in načina prezračevanja. brezkrtačni gonilnik motorja gonilnik, nameščen blizu komponent, ki oddajajo toploto, je izpostavljen okoljski temperaturi, ki je že pred dodatnimi izgubami, ki jih sam ustvari, lahko blizu – ali celo na – zgornji meji njegove nazivne temperature.

IP-ocena ohišja ne zagotavlja, da bo brezkrtačni gonilnik motorja znotraj bo ostalo termično varno. Vodilni modul, nameščen znotraj ohišja s stopnjo zaščite IP65, se lahko še vedno pregreje, če je notranje vodenje zraka slabo. Termično okolje, ki ga vodilni modul obravnava, je odvisno od razporeditve ohišja in toplotne obremenitve, ne pa od stopnje zaščite.

Pet funkcij zaščite pred pregrevanjem, ki jih mora imeti brezkrtačni vodilni modul za motorje

1. Zaščita pred preveliko temperaturo (OTP) – termično izklopovanje

Zaščita pred preveliko temperaturo (OTP), znana tudi kot termično izklopovanje ali termično zmanjšanje moči, je najosnovnejša funkcija zaščite, ki jo mora imeti brezkrtačni gonilnik motorja za ventilatorje v ohišju. OTP spremlja temperaturo močnostnega stadija vodilnega modula – običajno temperaturo spoja MOSFET-a – ter sproži nadzorovano izklopovanje ali zmanjšanje moči, preden temperatura spoja doseže uničujoče vrednosti.

Pri industrijskih BLDC vodilnih integriranih vezjih se meje za OTP običajno gibljejo med 125 °C in 175 °C na spoju, z histeretičnim oknom med 10 °C in 30 °C za samodejno ponovno zagon. Pri ocenjevanju brezkrtačni gonilnik motorja , poiščite prag sprožitve za zaščito pred prekomerno temperaturo (OTP) v podatkovnem listu — ne le najvišjo dovoljeno okoljsko temperaturo. Dovoljena okoljska temperatura vam pove običajno delovno območje; prag sprožitve za OTP pa vam pove, kaj se zgodi, ko brezkrtačni gonilnik motorja deluje zunaj teh pogojev.

2. Zaščita pred prekomernim tokom (OCP)

Prekomerni tok nastane zaradi mehanske zapreke, zataknitve ležaja ali napetostnih prehodnih pojavov. Brez zaščite pred prekomernim tokom prisilna preobremenitev sili polprevodniške močne komponente gonilnika, da razpršijo veliko več toplote, kot jo omogoča njihova konstrukcija. Za uporabo v ventilatorjih za omarice je ciklusna omejitev toka na splošno ugodnejša od trdega izklopa — omogoča, da se brezkrtačni gonilnik motorja nadaljuje z zmanjšanim navorom namesto popolnega izklopa napajanja, kar bi izključilo pretok zraka za hlajenje ravno takrat, ko je ta najbolj potreben.

3. Zaščita pred previsoko in premalo napetostjo (OVP / UVP)

Napetostne nepravilnosti posredno povzročajo toplotne okvare. Previsoka napetost prisili prekomerno moč v stikalne elemente; premajhna napetost prisili motor, da potegne višji tok za ohranitev navora, kar poveča toplotne izgube po celotni pogonski verigi. Pravilno določena pogonski motor enosmerne tokovne napetosti za ventilatorje v ohišjih naj bi vključevala tako zaščito pred previsoko (OVP) kot pred premajhno napetostjo (UVP) z jasno določenimi mejami za zaklepanje – za sisteme 24 V običajno 20 V–30 V; za sisteme 48 V pa 40 V–57 V.

Za brezkrtačni gonilnik motorja uporabljena za neprekinjeno hlajenje ohišja, postopna zmanjšanja zmogljivosti pred trdim zaklepom so prednostna. To omogoča, da ventilator nadaljuje delovanje z znižano hitrostjo pri mejnem napetostnem stanju namesto, da se popolnoma ustavi.

4. Zaščita pred zaklenjenim rotorjem (zaznavanje zastopa)

Stanja zaklenjenega rotorja povzročajo najvišji tokovni odtok brez mehanskega izhoda – najslabše toplotno stanje za kateri koli brezkrtačni gonilnik motorja pri ventilatorjih v ohišju lahko do zastavitve pride zaradi nabiranja prahu na lopaticah, odpovedi ležajev ali tuje snovi v sestavu ventilatorja. Zaznavanje zastavitve naj se sproži v času od 0,5 do 2 sekund po začetku. brezkrtačni gonilnik motorja pogonski sistem lahko obnovi delovanje po prehodnih zamašitvah brez potrebe po ročnem posegu.

5. Funkcija mehkega zagona

Mehki zagon ni v tradicionalnem smislu zaščitna funkcija, vendar znatno zmanjša toplotno obremenitev ob zagonu. Brez njega lahko brezkrtačni gonilnik motorja ob zagonu doseže tok vključitve tri do petkrat večji od nazivnega obratovalnega toka. Ustrezno nastavljena rampa mehkega zagona omeji ta prehodni pojav in zmanjša toplotno obremenitev močnostne stopnje ter podaljša življenjsko dobo brezkrtačni gonilnik motorja v aplikacijah, kjer pogosto prihaja do vklopa in izklopa napajanja.

Motorji za ventilatorje BLDC so na splošno učinkovitejši od njihovih izmeničnih ustreznikov – vsaj pri aplikacijah z variabilno hitrostjo, kjer je delovna obremenitev pogosta – in mehki zagon je ena od lastnosti, ki naredi njihov toplotni profil napovedljivejšega pri neprekinjenem hlajenju ohišij.

Samodejni ponastavitev nasproti zaklenjenemu izklopu za aplikacije ventilatorjev v ohišjih

Ko se sprožita OTP ali OCP, se brezkrtačni gonilnik motorja lahko bodisi samodejno ponastavi po odpravi napake bodisi preide v stanje napake, za katerega je potreben zunanji ponastavitveni ukrep. Za aplikacije ventilatorjev v ohišjih je samodejna ponastavitev običajno varnejša izbira – zaklenjen brezkrtačni gonilnik motorja za katerega je potrebna ročna ponastavitev pomeni, da ohišje nadaljuje segrevanje brez hladilnega pretoka zraka, dokler ne poseže nekdo od zunaj.

Ko integriramo po meri izdelani ventilatorji in gonilniki ec v sistem za toplotno upravljanje ohišja, predhodna določitev obnašanja ob napaki prepreči neskladja med privzeto funkcijo brezkrtačni gonilnik motorja in zahtevami sistema. Če se to izpusti v fazi načrtovanja, se težava običajno pojavlja kot draga popravila v fazi vzpostavitve.

Kontrolni seznam za oceno motorja z brezkrtačnim pogonom za uporabo v ventilatorju v ohišju

• Meja sprožitve OTP: Preverite podatkovni list za dejansko temperaturo toplotnega izklopa, ne le za nazivno okoljsko temperaturo. Pri brezkrtačni gonilnik motorja v vročem ohišju je razlika med nazivno okoljsko temperaturo in mejo OTP vaše varnostno okno.
• Način OCP: Potrdite, ali OCP deluje kot omejitev toka ali trdno izklop. Omejitev toka omogoča delovanje brezkrtačni gonilnik motorja pri zmanjšani moči, kar je prednostno za neprekinjeno hlajenje.
• Meje OVP / UVP: Preverite, ali okno zaščite ustreza obsegu izhodne napetosti vašega napajalnika, vključno z začasnim vrhovi.
• Zaznavanje in obnovitev pri zaviranju: Iščite nastavljivo število poskusov ponovitve ali samodejno ponovno zagon, zlasti v prašnih okoljih, kjer je začasna pregrada lopatic pogosta.
• Vedenje samodejnega ponastavitve: Če je zahtevano neprekinjeno delovanje brez nadzora, potrdite, da se brezkrtačni gonilnik motorja privzeto ponastavi samodejno po dogodkih OTP namesto, da bi se zaklenilo.

Ena stvar, ki jo iz izkušenj na terenu velja dodati: združljivost gonilnika in motorja na ravni specifikacij – ne le ujemanje napetosti – je korak, ki ga je enostavno spregledati. Enkrat sem izbral brezkrtačni gonilnik motorja samo na podlagi ujemanja napetosti, le da sem kasneje ugotovil, da njegova frekvencna PWM-preklopnik ni združljiva z zahtevami komutacije ventilatorskega motorja, kar je povzročilo nenormalno segrevanje pri delni hitrosti. Preverjanje združljivosti gonilnika glede vseh pomembnih parametrov specifikacij, ne le enega samega, prepreči takšne odpovedi.

Zaključek

Abrezkrtačni gonilnik motorja za obratovanje ventilatorja v omarici deluje v zahteven toplotni okolju brez dopustne nenamerne prekinitve. Pet funkcij zaščite, ki so opisane tukaj – zaščita pred prekomerno temperaturo (OTP), zaščita pred prekomernim tokom (OCP), zaščita pred prekomernim/podkritičnim napetostnim navorom (OVP/UVP), zaščita pred zaklenjenim rotorjem in mehki zagon – tvorijo osnovni nabor funkcij, ki jih mora brezkrtačni gonilnik motorja imeti, preden se uporabi za neprekinjene industrijske aplikacije za hlajenje v omaricah.

Z vidika integracije sistema izbor pravega brezkrtačni gonilnik motorja ni le vprašanje ujemanja električnih specifikacij. Gre za zagotavljanje, da se arhitektura zaščite gonilnika ujema z napakami, ki se najverjetneje pojavijo pri namestitvi v omarici, ter da njegovo obnašanje ob obnovi ohrani pretok zraka za hlajenje čim dlje, kar je varno mogoče, ko se te napake zgodijo.

Guangdong Lebisen Fan Co., Ltd se specializira za industrijske hladilne ventilatorje, vključno z različicami EC in BLDC, primernimi za osni ventilator za odvajanje toplote iz ohišja konfiguracije. Proizvodna ponudba zajema tako AC kot EC ventilatorje, tehnična dokumentacija pa je zasnovana za mednarodno B2B nabavo. Za poizvedbe glede nakupa kontaktirajte [email protected]ali obiščite global.lobisong.com .