U modernim klimatizacijskim sustavima, motori ventilatora igrati središnju ulogu. Ne samo da moraju osigurati stabilan protok zraka, već i osigurati dugoročan, učinkovit i pouzdan rad. Da bi se to postiglo, motori ventilatora i njihovi pogonski krugovi dizajnirani su sa sofisticiranom "trostrukom zaštitom": zaštitom od prekomjerne struje, zaštitom od prenapona i zaštitom od previsoke temperature. Ovi zaštitni mehanizmi djeluju kao "čuvari" motora, brzo reagirajući na nenormalne radne uvjete kako bi spriječili štetu ili još ozbiljnije nesreće.
Zaštita od prekomjerne struje: Zaustavljanje trenutnih "poplava"
Zaštita od prekomjerne struje jedna je od najčešćih zaštitnih mjera za motore ventilatora, osmišljena da spriječi izgaranje motora zbog prekomjerne struje. Abnormalna povećanja struje mogu se dogoditi iz raznih razloga, kao što su zaglavljivanje lopatica ventilatora, zaglavljivanje ležajeva, kratke hlače pogonskog kruga ili prekomjerne fluktuacije napona. Kada struja premaši nazivnu vrijednost motora, stvara se značajno Jouleovo zagrijavanje, brzo rastuća temperatura zavojnice, što u konačnici dovodi do kvara izolacije ili čak izgaranja.
Zaštita od prekomjerne struje može se provesti na nekoliko načina:
Senzor struje hardvera: Ovo je najizravnija i najpouzdanija metoda. Inženjeri obično povezuju otpornik za osjet struje (kao što je šant otpornik ili senzor s Hallovim efektom) u seriju s pogonskim krugom za praćenje struje koja teče kroz motor u stvarnom vremenu. Kada napon na otporniku prijeđe unaprijed postavljeni prag, pogonski čip (MCU/DSP) detektira prekostrujni događaj i odmah prekida napajanje motora. Ova metoda nudi brz odziv i jezgra je zaštitnog kruga.
Ograničenje struje softvera: U pogonskim programima motora ventilatora kojima upravlja PWM (Pulse Width Modulation), ograničenje struje može se postići pomoću softverskog algoritma. Vozački čip kontinuirano uzorkuje struju. Kada se struja približi opasnoj razini, MCU proaktivno smanjuje radni ciklus PWM-a, čime se smanjuje izlazni napon i struja, održavajući struju unutar sigurnog raspona. Ova metoda pruža precizniju zaštitu i sprječava prolazne strujne udare.
Osigurači: Korištenje kondenzatorskog osigurača koji se može ponovno postaviti (PPTC) ili jednokratnog osigurača na ulazu snage jednostavna je i učinkovita metoda zaštite od prekomjerne struje. Kada struja prijeđe određenu razinu, otpor PPTC-a dramatično se povećava, ograničavajući struju; jednokratni osigurač, s druge strane, topi se, potpuno odvajajući krug. Iako je jednostavna, ova se metoda ne oporavlja automatski i zahtijeva ručnu zamjenu.
Zaštita od prenapona: Štiti od skokova napona
Zaštita od prenapona prvenstveno se odnosi na abnormalno visoke napone napajanja. Na primjer, fluktuacije mreže, udari munje ili kvarovi modula napajanja mogu uzrokovati prijelazne skokove napona. Prekomjerni napon može pokvariti pogonske čipove (kao što su MOSFET) i kondenzatore, au teškim slučajevima može uzrokovati požare na tiskanim pločama.
Metode zaštite od prenapona uključuju
TVS (Transient Voltage Suppressor) diode: Spajanje TVS (Transient Voltage Suppressor) diode paralelno s ulazom napajanja uobičajena je zaštitna mjera. TVS dioda pokazuje visok otpor pod normalnim naponom. Kada napon trenutno premaši njegov napon stezanja, on brzo provodi, preusmjeravajući višak energije na masu, čime se napon steže na sigurnu razinu i štite sljedeći krugovi.
Varistor: Varistori rade na sličnom principu kao TVS diode, ali imaju manju brzinu odziva i veći kapacitet apsorpcije energije. Obično se koriste za apsorbiranje visokoenergetskih napona i zaštitu krugova od oštećenja.
Zaštita softvera: ADC (analogno-digitalni pretvarač) ugrađen u pogonski čip nadzire napon napajanja u stvarnom vremenu. Kada napon prijeđe sigurni prag, softver izvršava postupke zaštite od prenapona, kao što je zaustavljanje izlaza vozača i ulazak u način zaštite od kvara dok se napon ne vrati u normalu.
Zaštita od pregrijavanja: Zaštita od visokotemperaturne korozije
Ventilatorski motori nastavit će se zagrijavati kada rade pod velikim opterećenjem dulje vrijeme ili kada je rasipanje topline slabo. Visoke temperature su štetne za elektroničke komponente i zavojnice motora, uzrokujući degradaciju izolacije, magnetsku demagnetizaciju i kvar podmazivanja ležaja, što u konačnici dovodi do trajnog oštećenja motora. Zaštita od pregrijavanja ključna je za osiguranje dugoročne pouzdanosti motora.
Zaštita od pregrijavanja provodi se prvenstveno kroz sljedeće metode:
Termistori (NTC/PTC): Ugradnja NTC (negativni temperaturni koeficijent) ili PTC (pozitivni temperaturni koeficijent) termistora na namote motora ili hladnjake vozača uobičajena je praksa. NTC otpor opada s porastom temperature, dok se PTC otpor smanjuje. Praćenjem promjene otpora termistora, MCU može točno odrediti temperaturu motora. Kada temperatura prijeđe unaprijed postavljeni sigurnosni prag, regulator pokreće zaštitni postupak, kao što je smanjenje brzine motora kako bi se smanjila toplina ili izravno isključivanje napajanja.
Unutarnji senzor temperature čipa: Neki vrhunski pogonski čipovi ili MCU-ovi imaju integrirane senzore temperature. Ovi ugrađeni senzori prate temperaturu čipa u stvarnom vremenu. Kada se čip pregrije, automatski smanjuju radnu frekvenciju ili isključuju izlaz kako bi spriječili izgaranje. Vanjski temperaturni senzor: Za motore velike snage, neovisni temperaturni senzor (kao što je termoelement) često se ugrađuje na kućište motora kako bi se točnije pratila ukupna temperatura motora i pružila povratna informacija glavnom upravljačkom sustavu. Ako temperatura prijeđe navedenu granicu, klimatizacijski sustav će izvršiti odgovarajuće prilagodbe, poput izdavanja alarma ili gašenja jedinice.
