천장 형 팬 컨트롤러는 어떻게 작동합니까?


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일반 조명 조광기처럼 보이지만 천장 팬 속도 제어용으로 명시 적으로 판매되는 일부 장치가 있습니다. 예 : Lutron Diva Quiet 3 단 제어 . 일반 조광기와 달리이 스위치에는 연속 가변 노브 대신 저속, 중속 및 고속 용 3 위치 스위치가 있습니다. 수동 일반 주차 같다 쇼 전형적인 배선 :

배선도

(연결되지 않은 적색 / 백색 와이어는 선택적 3 방향 회로 용입니다)

사람들이 "제 광기에서 팬을 돌리지 말고 불을 피울 것"이라고 들었지만 그 이유는 말하지 않습니다. 그러나 Lutron이 팬을 위해이 장치를 명시 적으로 판매한다는 것은 일반적인 트라이 액 라이트 조광기 이외의 것이라며 완전히 안전하지만 이유를 말하지는 않습니다.

또한이 집을 샀을 때 비슷한 유형의 다른 못생긴 팬 컨트롤러가 설치되었다는 것도 알고 있습니다. 이 천장 선풍기는 다른 유형이 아닌 이러한 유형의 제어를 위해 설계 되었습니까?

전기 엔지니어로서 팬 속도 컨트롤러의 기능을 전기적으로 정확히 말해 줄 수 있습니까? 일반 트라이 액 조광기와는 어떻게 다릅니 까?


아마도 주파수 영역에서 뭔가 일지 모르지만 그것은 순전히 추측입니다.
Matt Young

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천장 팬에는 자동 변압기와 같은 여러 개의 권선 탭이 있어야합니다. 따라서 3 단 스위치는 사용 가능한 3 개의 탭 중에서 선택할 수 있습니다. 에서 위키 "그들은 천장 선풍기와 같이 한번에 하나 개의 탭의 선택을 통해 가변 속도 및 전력을 제공하는, 권선의 한 단부 근처 전기 여러 탭들을 가질 수있다."
Li-aung Yip

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더 자세히 살펴보기 : "X의 작동 원리를 이해하도록 도와주세요"가 전기 설계에 관한 것이 아니라면 나는 무엇인지 모릅니다. "팬 속도 컨트롤러를 어떻게 디자인합니까?"
Phil Frost

@ Li-aungYip 속도 컨트롤러에는 두 개의 전선 만 나와 있으므로 팬과 직렬로 연결되어 있으며 여러 권선 사이를 전환 할 수 없습니다.
Phil Frost

@PhilFrost : 해당 팬 속도 컨트롤러에 대한 매뉴얼을 찾을 수 있습니까?
Li-aung Yip

답변:


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나는 최근에 (오늘날) 3 단 팬 컨트롤러 교체를 포함하여 집을 리노베이션하는 사람을 돕고있었습니다. 우리가 찢고 교체 한 오래된 것이 아래에 나와 있습니다. 블랙 박스 대상 (팬 속도 컨트롤러)의 미가공 회로도를 참고하십시오.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

팬의 전원 공급 장치 회로에 커패시턴스를 삽입하여 팬 컨트롤러가 작동한다고 추측합니다. 4.3uF 커패시터 (보라색, P)를 사용하여 저속을 얻고, 2.1uF 커패시터 (빨간색, R)를 사용하여 중속을, 고속은 커패시터를 사용하지 않고 직접 연결하여 얻습니다.

다음은 Clipsal의 매우 유사한 3 단 모터 컨트롤러의 회로도입니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

여분의 커패시턴스가 모터의 속도를 어떻게 변화시키는 정확히 알 수 있는 단상 유도 전동기를 잘 이해하지 못합니다 . 죄송합니다!

단상 유도 전동기는 자체 기동이 아니며 시동 토크를 제공하기 위해 위상 편이 보조 권선을 포함해야합니다. 위상 편이는 관련 될 수있는 커패시터에 의해 제공된다. (단상 유도 전동기의 작동에 대해 아는 사람이 있다면 앞으로 나아갑니다!)


커패시턴스가 모터의 속도를 수정하는 방식은 변압기가없는 전원 공급 장치로 커패시터를 사용하는 것과 유사하다고 생각합니다. 예를 들어, Microchip 문서를 참조하십시오. ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00954a.pdf 기본적으로 커패시터는 컷오프가 60Hz AC 주파수 내에있는 고역 통과 필터를 형성하는 데 사용됩니다.
Zuofu

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팬은 복잡한 부하로 볼 수 있습니다. 커패시턴스를 추가하면 역률이 변경되어 팬이 열로 소비되는 전력량을 변경합니다. 열이 많을수록 더 많은 전력이 소비 됨-모터 회전시 더 적은 전력 = 느림. 과도한 열로 인해 화재 /

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@StevenGoldade : 그게 답이라고 확신하지 않습니다. 역률을 변경하면 열로 소비 되는 전력량을 크게 변경해서는 안되며 총 전력 소비량 만 변경하면 됩니다.
Li-aung Yip

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커패시터의 리액턴스일까요? 4u3F는 60Hz에서 616 옴의 리액턴스를 갖습니다.
user207421

이 답변은 느린 속도와 중간 속도가 바뀌 었다고 생각합니다. 커패시터가 작을수록 임피던스가 커져 속도가 느려집니다.
pericynthion

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조명 디머에 대한 이해는 사이클을 제어하는 ​​동안 전압을 제어하지 않고 전압을 차단한다는 것입니다. 트라이 액은 트랜지스터가 꺼짐 / 켜짐 상태 만 있다는 점에서 트랜지스터와 다릅니다. 끌 수는 있지만 제로 크로싱은 트랜지스터를 재설정합니다. 따라서 R / C 타이머를 사용하면 영점 교차 후 언 타임을 끌 수 있으며 다음 영점 교차 후 다시 켜집니다. 따라서 전원이 켜진주기 당 시간이 줄어 듭니다. 사이클을 통해 빛을 발산하고 전력 곡선을 부드럽게 만드는 조명에 적합합니다. 각 사이클을 통해 모터를 켜고 끌 때 모터가 진동하고 코일 / 고정자가 점프하여 소음을 발생시킵니다.

왜 이것이 화재를 일으키는 지 모르겠습니다. 조명 조광기는 일반적으로 팬 모터보다 1500W 정도 높은 정격입니다. 그러나 유도 부하의 전환으로 인한 열이있을 수 있습니다. 추측 만하거나 불규칙한 파형에서 모터 코일의 열이 발생합니까?


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트라이 악 행동이 거꾸로 있습니다. 트라이 액이 트리거되면 통과 전류가 홀드 온 전류 아래로 떨어질 때까지 (제로에 거의 근접) 유지됩니다. 표준 작동 모드는 트리거를 지연시키는 것입니다. 지연 시간이 짧을수록 지연 시간이 줄어 듭니다. 주 전원의 정상적인 제로 크로스 (zero-cross)는 각 반주기가 끝날 때 트라이 액을 끕니다.
트랜지스터

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실제로 TRAIC은 모터 구동에 사용될 수 있으며 종종 모터가 앞뒤로 "진동"하지 않습니다. 그러나 그렇게하기 위해서는 TRIAC이 모터의 유도 반동을 막아야하고 / 또는 조광 서비스를 위해 의도 된 것보다 더 큰 내성을 갖도록 특별히 설계되어야합니다.
Chris Stratton

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커패시터에서 전압 강하가 있습니다. 전압 강하량은 커패시턴스 값에 반비례합니다. 팬 모터와 직렬로 다른 커패시터 값을 사용하면 팬 모터에 다른 전압 레벨이 적용됩니다. 팬 모터 속도는 적용된 전압에 의해 결정됩니다. 커패시터는 화재 위험이있는 저항기처럼 열을 발생시키지 않기 때문에 전압 강하를 달성하는 데 사용됩니다.


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저는 전기 기술자는 아니지만이 문제가 매우 심했습니다. lutron 3 스피드 박스 장착 팬 컨트롤러를 사용하여 천장에 장착 된 일반 룸 팬 2 개를 제어하려고했습니다 (결합 암페어 수가 스위치 용량을 초과하여 나중에 문제가 됨). 팬은 커패시터가없는 다중 속도 탭 모터였습니다. 팬을 높이로 전환하고 벽 컨트롤러를 높이로 전환하면 정상적으로 작동했습니다. 컨트롤러를 중간 설정 (44VAC)으로 전환하면 팬은 낮은 설정 (26VAC)에서도 작동을 멈 춥니 다. 그래서 나는 셀링 팬을 열어 속도에 대한 블랙 박스로 제어되는 커패시터가있는 단일 탭 팬 모터임을 알았습니다. 따라서 제 이론은 다중 속도 탭 팬 모터가 중간 및 낮은 스위치 위치의 낮은 전압에서 작동하기 위해 고속 권선 회로 (5uf?)와 직렬로 연결된 일종의 커패시터가 필요하다는 것입니다. 커패시터가 없으면 팬 모터의 전압을 낮게 유지하기 위해 전압에 충분한 볼이 없습니다 (더 나은 용어가 없음). 또한 팬 컨트롤러의 정격 전류는 1.5A이고 조명 컨트롤러의 정격 전류는 600W에 불과합니다. 화재 위험이있는 곳이라고 생각합니다.


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방금 구입 한 Westinghouse 팬과 함께 제공된 컨트롤러를 연구했습니다. 전원 리드 만 컨트롤러를 통과하며 각 속도 설정은 다음과 같이 컨트롤러의 콘센트 쪽에서 A / C 전압을 변경했습니다.

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

A / C 모터 속도는 공급 주파수를 변경해야만 제어 할 수 있기 때문에 컨트롤러의 변압기는 전력 제어의 첫 단계이며 팬에는 정류기와 D / C 모터가 있다고 가정해야합니다. 이것은 추측이지만 의미가있는 유일한 방법이며 팬을 제어하는 ​​매우 효율적인 방법입니다.


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팬 모터는 유도 모터가됩니다. 이러한 모터가 팬을 구동 할 때, 부하에 필요한 토크가 회전 속도에 따라 급격히 떨어지는 특별한 경우가 존재합니다. 더 낮은 전압에서 공급할 때 유도 전동기의 토크가 떨어집니다. 두 가지 효과의 균형이 잘 맞기 때문에 전압을 변경하는 것만으로 팬을 구동하는 유도 모터의 속도를 제어하는 ​​것이 실용적입니다. 전압이 떨어지면 모터 슬립이 증가합니다.
케빈 화이트

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천장 선풍기는 조명보다 전류 정격이 높으며 전류가 높을수록 더 많은 가열을 의미합니다 (전류로 인한 가열은 전류의 제곱에 비례합니다). 팬 컨트롤러에는 더 많은 양의 열을 처리 할 수있는 반면, 일반적으로 더 낮은 전류에서 작동하는 조광기는 과열로 인해 화상을 입을 수 있습니다.

장치 작동과 관련하여 팬 속도 제어 및 조광에는 기본적으로 부하에 공급되는 에너지 양 (조명에 따라 조명 / 팬)이 제어됩니다. 레귤레이터 / 디머의 회로는 스위치의 전반적인 효과를 가지며, 스위치에 작용하는 에너지를 조절하여 부하에 공급되는 에너지의 양을 조절할 수 있습니다.


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평균 천장 팬의 정상 상태 전류는 60W 백열 전구보다 낮습니다.
Matt Young

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천장 선풍기에 부착 된 조명 조광기 주변에있었습니다. 모터가 확실히 귀찮은 소음을 냈지만 아무것도 태워지지 않았습니다.
Ignacio Vazquez-Abrams
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