Comment fonctionnent les contrôleurs de ventilateur de plafond?

Certains appareils ressemblent à des gradateurs de lumière ordinaires, mais sont expressément vendus pour le contrôle de la vitesse du ventilateur de plafond. Par exemple: Lutron Diva Quiet 3 vitesses . Contrairement à un gradateur ordinaire, celui-ci dispose d'un interrupteur à trois positions pour les vitesses basses, moyennes et élevées, au lieu d'un bouton à variation continue. Le manuel montre le câblage typique, qui est comme un gradateur ordinaire:

(le fil rouge / blanc non connecté est pour un circuit à 3 voies en option)

J'ai entendu des gens dire "ne faites pas fonctionner un ventilateur sur un gradateur; vous allumez un feu", mais ne dites pas pourquoi. Pourtant, le fait que Lutron vend cet appareil expressément pour les fans suggère qu'il s'agit d'autre chose qu'un gradateur de lumière triac ordinaire, et qu'il est totalement sûr, mais ils ne disent pas non plus pourquoi.

Je sais également que lorsque j'ai acheté cette maison, un contrôleur de ventilateur différent et plus laid d'un type similaire a été installé. Se pourrait-il que ce ventilateur de plafond soit conçu pour ce type de commande, alors que d'autres ne le sont pas?

Quelqu'un peut-il me dire, en tant qu'ingénieur électricien, exactement ce que font ces contrôleurs de vitesse de ventilateur, électriquement? En quoi sont-ils différents des gradateurs de lumière triac ordinaires?

J'ai récemment (aujourd'hui) aidé quelqu'un à rénover sa maison, y compris le remplacement des contrôleurs de ventilateur à trois vitesses. L'ancien, que nous avons arraché et remplacé, est illustré ci-dessous. Notez le schéma de circuit brut sur l'objet boîte noire (le contrôleur de vitesse du ventilateur.)

J'en déduis que le contrôleur du ventilateur fonctionne en insérant une capacité dans le circuit d'alimentation du ventilateur. La vitesse lente est obtenue en utilisant le condensateur 4.3uF (violet, P), la vitesse moyenne est obtenue en utilisant le condensateur 2.1uF (rouge, R), et la vitesse élevée est obtenue par connexion directe (pas de condensateur).

Voici un schéma de circuit d'un contrôleur de moteur à trois vitesses très similaire de Clipsal.

Je ne comprends pas assez bien les moteurs à induction monophasés pour dire avec certitude exactement comment la capacité supplémentaire modifie la vitesse du moteur. Pardon!

Notez que les moteurs à induction monophasés ne sont pas à démarrage automatique et doivent inclure un enroulement auxiliaire déphasé pour fournir un couple de démarrage. Le déphasage est assuré par un condensateur, qui peut être pertinent. (Si quelqu'un en sait plus sur le fonctionnement des moteurs à induction monophasés, n'hésitez pas!)

Ma compréhension des gradateurs de lumière est qu'ils ne contrôlent pas la tension mais coupent la tension pendant une partie du cycle. Un triac est différent d'un transistor en ce qu'il n'a que des états marche / arrêt, vous pouvez le désactiver, mais un passage par zéro le réinitialise. Ainsi, avec un temporisateur R / C, vous pouvez le désactiver quelque temps après le passage à zéro et il se rallumera après le passage à zéro suivant. Ainsi, vous réduisez la durée par cycle de mise sous tension. Cela fonctionne bien pour une lumière qui brillera à travers le cycle et lissera la courbe de puissance. Un moteur vibre parce que vous l'allumez et l'éteignez à chaque cycle et que les bobines / stator sautent et créent du bruit.

Je ne sais pas pourquoi cela provoquerait un incendie. Les gradateurs de lumière sont généralement évalués à 1500 W, donc bien plus que le moteur du ventilateur. Mais il peut y avoir de la chaleur causée par la commutation d'une charge inductive - juste une supposition, ou de la chaleur dans les bobines du moteur à partir de la forme d'onde irrégulière?

Il y a une chute de tension aux bornes du condensateur. La quantité de chute de tension est inversement proportionnelle à la valeur de sa capacité. L'utilisation de différentes valeurs de condensateur en série avec le moteur du ventilateur signifie que différents niveaux de tension sont appliqués au moteur du ventilateur. La vitesse du moteur du ventilateur est déterminée par la tension appliquée. Les condensateurs sont utilisés pour obtenir une chute de tension car ils ne créent pas de chaleur comme le ferait une résistance qui poserait donc un risque d'incendie.

Je ne suis pas ingénieur électricien mais j'ai eu ce problème. J'essayais de contrôler 2 ventilateurs de salle réguliers montés au plafond avec un contrôleur de ventilateur monté sur boîte à 3 vitesses Lutron (ce que j'ai trouvé plus tard être un problème parce que l'ampérage combiné dépassait la capacité du commutateur). Les ventilateurs étaient des moteurs de prises à plusieurs vitesses sans condensateur. Avec les ventilateurs passés à haut et le contrôleur mural à haut, ils ont bien fonctionné. Lorsque je commutais le contrôleur sur le réglage moyen (44 VAC), les ventilateurs cessaient de fonctionner, également sur le réglage bas (26 VAC). Alors j'ai ouvert un ventilateur celing pour découvrir qu'il s'agissait d'un moteur de ventilateur à robinet unique avec un condensateur contrôlé par une boîte noire pour la vitesse. Donc, ma théorie est qu'un moteur de ventilateur de robinet à plusieurs vitesses aura besoin d'une sorte de condensateur en ligne avec le circuit d'enroulement à grande vitesse (5 uf?) Afin de fonctionner aux tensions les plus basses des positions de commutation moyenne et basse. Sans le condensateur, la tension n'a pas suffisamment de billes (faute d'un meilleur terme) pour maintenir le moteur du ventilateur en rotation à une tension réduite. Le contrôleur de ventilateur a également une intensité nominale de 1,5 A et un contrôleur d'éclairage a une intensité nominale de seulement 600 W, je pense que c'est là que le risque d'incendie entre en vigueur.

J'ai étudié le contrôleur fourni avec un ventilateur Westinghouse que je viens d'acheter. Seul le câble d'alimentation passe à travers le contrôleur et chaque réglage de vitesse a changé la tension A / C du côté sortie du contrôleur comme suit:

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

Étant donné que la vitesse du moteur A / C ne peut être contrôlée qu'en changeant la fréquence de l'alimentation, je dois supposer que le transformateur dans le contrôleur était la première étape de la commande de puissance et que le ventilateur a un redresseur et un moteur D / C. C'est une supposition, mais c'est la seule chose qui a du sens et ce serait un moyen très efficace de contrôler un ventilateur.

Les ventilateurs de plafond ont un courant nominal plus élevé que les lampes, et un courant plus élevé signifie plus de chauffage (le chauffage causé par le courant est proportionnel au carré du courant). Les contrôleurs de ventilateur seraient équipés pour gérer de plus grandes quantités de chaleur, tandis que les gradateurs de lumière qui fonctionnent généralement à des courants plus faibles brûleraient en raison d'une surchauffe.

En ce qui concerne le fonctionnement de l'appareil, le contrôle de la vitesse du ventilateur et la gradation de la lumière impliquent essentiellement de contrôler la quantité d'énergie fournie à la charge (lumières / ventilateur selon le cas). Le circuit du régulateur / gradateur a l'effet global d'un interrupteur, dont l'action peut être contrôlée pour réguler la quantité d'énergie fournie à la charge.