Bagaimana cara kerja pengontrol kipas langit-langit?

Ada beberapa perangkat yang terlihat seperti dimmer cahaya biasa, tetapi dijual secara tegas untuk kontrol kecepatan kipas langit-langit. Misalnya: Lutron Diva Quiet 3-speed control . Tidak seperti dimmer biasa, ini memiliki saklar tiga posisi untuk kecepatan rendah, sedang, dan tinggi, alih-alih kenop variabel yang terus menerus. The pengguna menunjukkan kabel yang khas, yang seperti dimmer biasa:

(kabel merah / putih yang tidak terhubung adalah untuk rangkaian 3 arah opsional)

Saya pernah mendengar orang berkata, "Jangan menyalakan kipas angin pada redup; Anda akan menyalakan api", tetapi jangan katakan alasannya. Namun, Lutron yang menjual perangkat ini secara tegas untuk para penggemar menunjukkan bahwa itu adalah sesuatu selain peredupan lampu triac biasa, dan itu benar-benar aman, tetapi mereka juga tidak mengatakan alasannya.

Saya juga tahu ketika saya membeli rumah ini, pengontrol kipas yang berbeda, lebih jelek dari jenis yang sama dipasang. Mungkinkah kipas langit-langit ini dirancang untuk jenis kontrol ini, di mana orang lain tidak?

Dapatkah seseorang memberi tahu saya, sebagai insinyur listrik, persis apa yang dilakukan pengontrol kecepatan kipas ini, secara elektrik? Bagaimana mereka berbeda dari peredupan cahaya triac biasa?

Saya baru-baru ini (hari ini) membantu seseorang dengan renovasi rumah mereka, termasuk penggantian pengendali kipas tiga kecepatan. Yang lama, yang kami robek dan ganti, ditampilkan di bawah ini. Perhatikan diagram sirkuit kasar pada objek kotak hitam (pengendali kecepatan kipas.)

Saya menyimpulkan bahwa pengontrol kipas bekerja dengan memasukkan kapasitansi ke dalam rangkaian catu daya kipas. Kecepatan lambat diperoleh dengan menggunakan kapasitor 4.3uF (ungu, P), kecepatan sedang diperoleh dengan menggunakan kapasitor 2.1uF (merah, R), dan kecepatan tinggi diperoleh dengan koneksi langsung (tanpa kapasitor.)

Berikut diagram sirkuit untuk pengontrol motor tiga kecepatan yang sangat mirip oleh Clipsal.

Saya tidak mengerti motor induksi satu-fase dengan cukup baik untuk menyatakan dengan pasti bagaimana kapasitansi ekstra memodifikasi kecepatan motor. Maaf!

Perhatikan bahwa motor induksi satu fase tidak memulai sendiri dan harus menyertakan belitan bantu fase bergeser untuk menyediakan torsi awal. Pergeseran fase disediakan oleh kapasitor, yang mungkin relevan. (Jika ada yang tahu lebih banyak tentang cara kerja motor induksi satu fase, silakan maju ke depan!)

Pemahaman saya tentang dimmer cahaya adalah bahwa mereka tidak mengontrol tegangan tetapi memotong tegangan selama bagian dari siklus. Triac berbeda dari transistor karena hanya memiliki status mati / mati, Anda dapat mematikannya, tetapi zero crossing menyetel ulangnya ke aktif. Jadi dengan timer R / C Anda dapat mematikannya sesekali setelah zero crossing dan itu akan hidup kembali setelah zero crossing berikutnya. Dengan demikian Anda mengurangi jumlah waktu per siklus daya. Ini berfungsi baik untuk cahaya yang akan bersinar melalui siklus dan memuluskan kurva daya. Motor akan bergetar karena Anda menghidupkan dan mematikannya melalui setiap siklus dan kumparan / stator melompat dan menghasilkan suara.

Saya tidak tahu mengapa ini menyebabkan kebakaran. Peredupan cahaya biasanya bernilai 1500W sehingga jauh lebih tinggi daripada motor kipas. Tetapi mungkin ada beberapa panas yang disebabkan oleh perpindahan beban induktif - hanya menebak, atau panas dalam gulungan motor dari bentuk gelombang tidak teratur?

Ada penurunan tegangan di kapasitor. Jumlah drop tegangan berbanding terbalik dengan nilai kapasitansi. Menggunakan nilai kapasitor yang berbeda secara seri dengan motor kipas akan berarti bahwa level tegangan yang berbeda diterapkan pada motor kipas. Kecepatan motor kipas ditentukan oleh tegangan yang diberikan. Kapasitor digunakan untuk mencapai penurunan tegangan karena tidak menghasilkan panas seperti halnya resistor yang karenanya akan menimbulkan risiko kebakaran.

Saya bukan insinyur listrik tetapi saya punya masalah ini. Saya mencoba untuk mengendalikan 2 kipas langit-langit yang dipasang di langit-langit ruangan dengan pengendali kipas lutron 3 speed box (yang saya temukan kemudian menjadi masalah karena imbang ampere gabungan melebihi kapasitas sakelar). Para penggemar adalah beberapa motor keran cepat tanpa kapasitor. Dengan kipas beralih ke tinggi dan pengontrol dinding ke tinggi mereka bekerja dengan baik. Ketika saya mengalihkan controller ke pengaturan sedang (44 VAC), kipas akan berhenti bekerja, juga pada pengaturan rendah (26 VAC). Jadi saya membuka kipas celing untuk menemukan bahwa itu adalah motor kipas tunggal dengan kapasitor yang dikontrol dengan kotak hitam untuk kecepatan. Jadi teori saya adalah bahwa motor multi-tap keran penggemar akan memerlukan semacam kapasitor sejalan dengan sirkuit berliku kecepatan tinggi (5 uF) untuk beroperasi pada tegangan rendah dari posisi saklar sedang dan rendah. Tanpa kapasitor tegangan tidak memiliki cukup bola (karena tidak ada istilah yang lebih baik) untuk menjaga motor kipas berputar pada tegangan yang berkurang. Juga pengontrol kipas memiliki peringkat 1,5A saat ini, dan pengontrol cahaya memiliki peringkat saat ini hanya 600W, saya pikir di situlah bahaya kebakaran mulai berlaku.

Saya mempelajari controller yang datang dengan kipas Westinghouse yang baru saja saya beli. Hanya kabel daya yang melewati pengontrol dan setiap pengaturan kecepatan mengubah tegangan A / C di sisi outlet pengontrol sebagai berikut:

1. 120 VAC
2. 90 VAC
3. 80 VAC
4. 70 VAC
5. 60 VAC

Karena kecepatan motor A / C hanya dapat dikontrol dengan mengubah frekuensi suplai, saya harus mengasumsikan bahwa transformator pada controller adalah tahap pertama dari kontrol daya dan kipas memiliki penyearah dan motor D / C. Ini adalah dugaan, tetapi itu adalah satu-satunya hal yang masuk akal dan itu akan menjadi cara yang sangat efisien untuk mengendalikan kipas.

Kipas langit-langit memiliki peringkat arus lebih tinggi dari lampu, dan arus lebih tinggi berarti lebih banyak pemanasan (pemanasan yang disebabkan oleh arus sebanding dengan kuadrat arus). Pengendali kipas akan dilengkapi untuk menangani jumlah panas yang lebih besar, sementara dimmer cahaya yang biasanya beroperasi pada arus yang lebih rendah akan terbakar karena panas berlebih.

Sejauh menyangkut operasi perangkat, baik kontrol kecepatan kipas dan peredupan cahaya pada dasarnya melibatkan pengontrolan jumlah energi yang disuplai ke beban (mungkin menggunakan lampu / kipas). Sirkuit regulator / dimmer memiliki efek keseluruhan dari sakelar, yang tindakannya dapat dikontrol untuk mengatur jumlah energi yang dipasok ke beban.