Как управлять скоростью вращения кулера в ПК – схема сборки регулятора оборотов вентилятора 12В своими руками

Как управлять скоростью вращения кулера в ПК – схема сборки регулятора оборотов вентилятора 12В своими руками

Эта инструкция призвана помочь вам в создании простого 3-х режимного контроллера (регулятора оборотов вентилятора) для любого компьютерного кулера, рассчитанного на постоянное напряжение 12 В. Как управлять скоростью вращения кулера вы узнаете из данной инструкции.

Внимание! Вы должны понимать, что несете полную ответственность за то, что вы будете делать со своими устройствами, и, если вы что-то сломаете, вина будет лежать полностью на вас!

Данный регулятор оборотов кулера позволит переключать его в 3 режима: выключен, средняя скорость и полная скорость.

Возможность полного отключения кулеров корпуса компьютера, позволит уменьшить шум, издаваемый вентиляторами, когда не требуется интенсивное охлаждение температуры компонентов компьютера. Две скорости вращения вентиляторов будут поддерживать систему в тихом состоянии, при этом не переставая охлаждать ее.

Для управления оборотами вентилятора на ПК вам потребуются:

• Вентиляторы постоянного тока, которые можно приобрести на Ebay. Вентиляторы используем с двумя выводами, которые не имеют регулировки частоты вращения и работают на полную мощность при напряжении 12 В (при этом сильно шумят). Не берите вентиляторы со светодиодной подсветкой, т.к. светодиоды все равно будут светить тускло, при снижении напряжения питания.
• Выключатель.
• Двухпозиционный переключатель.
• Обрезки проводов.
• Паяльник и припой.
• Изоляционная лента или термоусадочная трубка.
• Источник питания компьютера.
• Отвертка (для вскрытия корпуса вашего компьютера).

Популярные схемы, использующие снижение величины напряжения

Главное достоинство таких контроллеров – невысокая стоимость, что позволяет применять их в быту. Недостаток – слабая экономичность. При снижении оборотов уменьшается только шум, потребление электроэнергии фактически не меняется. Еще один недостаток – невозможность подключения мощных устройств, но для бытового использования это не критично.

Варианты схемных решений контроллеров:

• ступенчатые регуляторы, с применением автотрансформатора;
• автотрансформаторы с электронным управлением;
• симисторные или тиристорные контроллеры.

Ступенчатое управление с применением автотрансформатора

Принцип работы этого контроллера состоит в следующем. На вход автотрансформатора Т1 подается питающее напряжение 220 В. Обмотка имеет несколько ответвлений от части витков. При подключении нагрузки к ответвлениям, потребитель получает уменьшенное напряжение питания. С помощью переключателя SW1 мотор вентилятора M подключается к нужной части обмотки и скорость его вращения меняется. При понижении питающего напряжения снижается потребление электроэнергии. Сигнал на выходе – чистая синусоида, что благотворно влияет на состояние обмотки двигателя. Недостатком является большой размер блока управления. Ручка регулировки имеет ступенчатую шкалу, как правило, не более пяти положений. Плавно управлять скоростью вращения невозможно.

Автотрансформатор с электронным управлением

Электронный автотрансформатор работает по принципу широтно-импульсной модуляции. Транзисторная схема, модулируя импульсы – плавно изменяет выходное напряжение. Достоинства такого контроллера – компактные размеры и невысокая стоимость. Недостаток –длина кабеля от контроллера до мотора ограничена. Поэтому блок автотрансформатора, как правило, выполнен в отдельном корпусе от ручки управления и располагается в непосредственной близости к вентилятору.

Симисторный (тиристорный) контроллер

Не вдаваясь в подробности принципа фазного управления, по которому работают регуляторы этого типа, вкратце опишем схему. Каждый тиристор «срезает» полуволну переменного тока, уменьшая выходное напряжение. Величина регулируется при помощи блока управления. Достоинства– низкая цена, компактные размеры. Обороты можно регулировать практически от ноля. Недостаток – искрение обмотки двигателя, ограниченная мощность нагрузки.

1. Двигатель вентилятора должен иметь автоматическую термозащиту.
2. Недопустимо применять в качестве регулятора скорости вентилятора диммеры для осветительных приборов.

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

Регулирующим полупроводником служит симистор. Работает он в ключевом режиме, то есть или включён, или выключен. Симистор состоит из двух тиристоров, включённых встречно — параллельным способом. Каждый тиристор пропускает через себя только одну полуволну сигнала. Такая схема обладает маленькими размерами и имеет низкую стоимость.

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.

Регуляторы скорости вращения RSV-1 и VSR

Данные регуляторы сняты с продаж. Адекватной заменой служат тиристорные регуляторы MTY и трансформаторные регуляторы скорости IT. На них мы и предлагаем Вам обратить своё внимание.

Описание регуляторов скорости вращения

Регуляторы скорости вращения RSV-1 (на фото слева) и VSR (на фото справа) предназначены для плавного изменения скорости вращения однофазных электродвигателей осевых и канальных вентиляторов с мощностью электродвигателей от 100 Вт до 450 Вт (RSV-1), либо от 150 Вт до 550 Вт (VSR).

Изменением скорости вращения вентилятора регулируется его производительность по воздуху и уровень шума его работы.

Работа регуляторов скорости RSV-1 и VSR основана на изменении выходного напряжения в диапазоне от 100 В до 220 В. При использовании регулятора скорости вращения вентилятор запускается на максимальных оборотах, а затем, путем поворота ручки регулятора скорости, обороты вентилятора уменьшаются до необходимых значений.

Допускается управление несколькими двигателями при условии, что общий потребляемый ток не превышает предельно допустимой для регулятора величины. Регуляторы предназначены для поверхностного монтажа или на DIN-рейку.

Степень защиты регуляторов скорости: IP42 (RSV-1) и IP44 (VSR). Присоединение регуляторов осуществляется через зажимы для гибких проводов сечением до 2,5 мм 2 с усилием затяжки не более 0,3 Н*м. Допускается как поверхностный, так и утопленный монтаж. Рабочая температура: от 0°C до +40°C.

Обратите внимание

• Диапазон регулировки у регулятора RSV-1: от 0,4 А до 4,0 А (допустимая мощность регулируемых электродвигателей: от 100 Вт до 450 Вт), а у регуляторов VSR — от 1 А до 2,5 А (допустимая мощность регулируемых электродвигателей: от 150 Вт до 550 Вт).
• В связи с этим регулировать скорость вращения однофазных вентиляторов, у которых параметры находятся вне этих диапазонов, данные регуляторы не смогут.
• На фото справа показан вид сбоку на регулятор скорости RSV-1. На фотографии видно, что на корпусе регулятора производитель пишет, что регулятор предназначен для регулирования однофазной (до 230В) нагрузки переменного тока частотой 50-60 Гц, мощностью от 100 Вт до 450 Вт, либо регулирования яркости ламп накаливания мощностью от 60 Вт до 600 Вт.
• Данный регулятор является простым диммером. Более современным и правильным вариантом регулирования скоростью вращения однофазных электродвигателей являются симисторные регуляторы. Например, тиристорный регулятор скорости MTY-1,5, стоимостью 1'760 рублей, который всегда поддерживается в наличии на нашем складе.

Технические характеристики регуляторов скорости RSV-1 и VSR

Руководство по применению, схема подключения и внешний вид регулятора скорости RSV-1

Пройдя по этой ссылке, Вы можете ознакомиться с руководством по применению на регуляторы скорости RSV-1.

Ниже Вы можете ознакомиться со схемой подключения регулятора скорости RSV-1.

А на фотографии снизу Вы можете посмотреть на регулятор в собранном и разобранном виде.

Схемы подключения и выбор регулятора скорости вращения вентилятора: обзор лучших моделей и их стоимость

Вентилятор очень часто используется во многих бытовых приборах. Чтобы этот аппарат прослужил долго, применяется регулятор скорости вращения вентилятора. Он помогает установить нужную скорость вращения лопастей. Этот прием снижает шум прибора и продлевает срок его службы.

Что из себя представляют регуляторы скорости вращения вентилятора?

Регулятор скорости (его еще называют контроллер) помогает снизить обороты, когда это необходимо, либо увеличить их. По существу, он изменяет напряжение, подающееся на устройство. Этот небольшого размера прибор подсоединяется к оборудованию по специальной схеме.

Зачем нужен?

Если вентилятор постоянно работает на максимальной мощности, это уменьшает срок его службы. Прибор быстро изнашивается и ломается.

Функции регулятора скорости вращения:

• уменьшение износа механизмов,
• снижение шума,
• экономия электроэнергии.

Как работает: принцип действия и устройство

Принцип работы регулятора скорости состоит в том, чтобы изменять напряжение и частоту оборотов двигателя. Это влияет на воздухообмен и изменяет мощность воздушного потока.

Для управления скоростью могут использоваться разные методы:

1. Изменение напряжения, подающегося на обмотку.
2. Изменение частоты тока.

Второй метод почти не используется, так как частотные приводы очень дорого стоят, во много раз больше самого вентилятора, и не всегда целесообразно их приобретать. В основном, практикуется первый способ.

Виды регуляторов оборотов

По принципу регулирования скорости различают несколько видов регуляторов:

Симисторный регулятор наиболее распространенный, он может охватывать даже не один, а несколько двигателей. Главное, чтобы величина тока не превышала предельную величину.

Частотные модели могут быть использованы в любых пределах от 0 до 480 В, их применяют для трехфазных двигателей вентиляторов мощностью до 75 кВт.

Трансформаторные регуляторы применяются для более мощных вентиляторов. Они однофазные или трехфазные, позволяют плавно снижать скорость оборотов, могут регулировать несколько вентиляторов.

Схемы подключения регуляторов оборотов вентилятора

Рассмотрим схемы подключения различных регуляторов.

Самым распространенным прибором является симисторный или тиристорный контроллер. Его можно подключить самостоятельно, используя схему. Каждый из тиристоров уменьшает напряжение. Регулировка производится при помощи блока управления. Мощность прибора ограничена, большого напряжения он не выдерживает.

Важные моменты:

• Двигатель вентилятора должен иметь защиту от перегрева.
• Нельзя использовать в качестве регуляторов диммеры от осветительных приборов.

Трансформаторный регулятор имеет следующий принцип работы:

На входе — питающее напряжение 220 В. Обмотка имеет несколько ответвлений, к которым подключается нагрузка, и тогда напряжение уменьшается. При понижении напряжения снижается и потребление электроэнергии. С помощью переключателя мотор подключается к нужной части обмотки и тогда напряжение меняется.

Трансформатор с электронным управлением работает по другой схеме. Он имеет транзисторную схему, и, модулируя импульсы, может менять напряжение плавно. Чем короче импульсы и длиннее паузы между ними, тем меньше напряжение.

Ступенчатый трансформаторный регулятор

В работе этого прибора используется трансформатор. Это обычный трансформатор, только у него одна обмотка и от части витков есть отводы.

Управление регулятора осуществляется путем ступенчатого изменения напряжения. На низких скоростях уровень шума понижен.

Обычно используется пять ступеней напряжения, то есть вентилятор будет иметь пять скоростей вращения. Такой регулятор можно использовать и для реверсивных вентиляторов, и для нескольких аппаратов одновременно. Максимальная мощность вентилятора должна быть не более 80 Вт.

Автотрансформатор с электронным управлением

Эти модели относятся к разряду наиболее надежных и мощных. По цене это наиболее дорогой прибор. Он имеет небольшие габариты и вес.

Работает такой регулятор по принципу широтно-импульсной модуляции. Изменения импульсов и пауз между ними дает изменение напряжения и, соответственно, скорости вращения вентилятора.

Прибор имеет пониженный уровень шума, скорость оборотов может понижаться или повышаться ступенчато, в соответствии с понижением или повышением напряжения.

Тиристорные и симисторные контроллеры

Это самые распространенные приборы для регулировки вращения вентиляторов. Они используются для однофазных вентиляторов переменного тока. Тиристорный контроллер изменяет скорость вращения в большую или меньшую сторону в зависимости от изменения напряжения. Может быть установлен в приборах, где есть защита от перегрева.

Симисторный регулятор — это разновидность тиристорного. В нем используется симистор, который равен двум параллельно включенным тиристорам. Приборы могут применяться как для переменного, так и для постоянного тока. Скорость регулирования — от минимально необходимого напряжения до 220 В.

Они имеют небольшой размер и плавно переключают скорость, имеют простую конструкцию. К недостаткам можно отнести повышенный шум и небольшой срок службы.

Схема подключения:

Вот какие детали нам пригодятся: один транзистор и два резистора.

Что касается транзистора, то берите КТ815 или КТ817, также можно использовать мощнее КТ819.

Выбор транзистора зависит от мощности вентилятора. В основном используются простые вентиляторы постоянного тока с напряжением 12 Вольт.

Резисторы нужно брать с такими параметрами: первый постоянный (1кОм), а второй переменный (от 1кОм до 5кОм) для регулировки скорости оборотов вентилятора.

Имея входное напряжение (12 Вольт), выходное напряжение можно регулировать, вращая движковую часть резистора R2. Как правило, при напряжении 5 Вольт или ниже, вентилятор перестает шуметь.

При использовании регулятора с мощным вентилятором советую установить транзистор на небольшой теплоотвод.

Похожие записи:

Вот и все, теперь вы можете собрать регулятор скорости вентилятора своими руками, без шумной вам работы.

Шум, издаваемый вентиляторами в современных компьютерах довольно сильный, и это является достаточно распространенной проблемой среди пользователей. Помочь в снижении шума, издаваемого компьютерными вентиляторами системного блока, может регулятор частоты вращения вентилятора или кулера. В продаже имеются различные регуляторы, имеющие разнообразные дополнительные функции и возможности (контроль температуры, автоматическую регулировку скорости и т.д.).

Схема регулятора оборотов вентилятора.

Схема достаточно простая, и содержит всего три электронных компонента: транзистор, резистор, и переменный резистор.

В схему специально введён постоянный резистор R2, назначение которого ограничить минимальные обороты вентилятора, для того, что бы даже при самых низких оборотах обеспечить его надёжный запуск. Иначе пользователь может поставить слишком низкое напряжение на вентиляторе, при котором он будет продолжать крутиться, но которого будет недостаточно для его запуска при включении.

• В схеме применен довольно распространенный транзистор КТ815, его несложно приобрести на радио рынке, или даже выпаять из старой советской аппаратуры. Подойдет любой транзистор из серии КТ815, КТ817 или КТ819, с любой буквой в конце.

• Переменный резистор, применяемый в схеме, может быть совершенно любым, подходящим по габаритам, главное, он должен иметь сопротивление 1кОм.

• Постоянный резистор может быть любого типа с сопротивлением 1 или 1.2 кОм.

Дополнительно стоит отметить, что если у Вас возникнут трудности с приобретением переменного резистора необходимого сопротивления, то в схеме можно применить переменный резистор R1 сопротивлением от 470 Ом до 4,7 кОм, но при этом придётся изменить и сопротивление резистора R2, оно должно быть таким же, как и у R1.

Монтаж и подключение регулятора скорости.
Монтаж всей схемы осуществляется прямо на ножках переменного резистора, и проводится очень просто:

Регуляторы отопителя

Регулятор скорости вращения вентилятора отопителя способен значительно уменьшить шум от работы электродвигателя. При этом у него предусмотрено удобное внешнее управление. В результате можно значительно сократить потребление электричества.

Дополнительно износ деталей довольно сильно уменьшается за счет регулирования предельной частоты. Отвечает за это в системе широтно-импульсный модулятор. Рабочий ток регулятора колеблется в районе 0.7 А. Максимальная выходная мощность составляет примерно 550 Вт. Входное сопротивление регуляторами данного класса поддерживается на отметке 200 кОм. При этом сигнал управления воспринимается на уровне 8 В. Кабель, как правило, в комплекте прикладывается экранированного типа.

Нагрузка на линейные выходы в среднем допускается 3 А. В свою очередь, потребляемая мощность устройства находится в диапазоне от 4 до 8 В. Предохранители в регуляторах для систем кондиционирования устанавливаются класса FUSE, а предельный ток они способны пропускать на уровне 5 А. Степень защиты у них имеется класса «ИП21». Крепятся почти все модели к системе кондиционирования исключительно внешним способом — при помощи винтов. В целом они являются довольно компактными и весят крайне мало.