Toerenregeling computer ventilatoren
In
onze hobby wordt nog al eens gebruik gemaakt van computer ventilatoren, daar
deze relatief goedkoop zijn t.o.v. 230V ventilatoren. Om een gewenste
hoeveelheid luchtverplaatsing in een bak te verkrijgen is het noodzakelijk het
toerental van de ventilator te kunnen variëren. Hier zijn twee mogelijkheden
voor.
Lineaire regeling
Dit is de meest toegepaste vorm. De meest eenvoudig is de stekkervoeding voor
draagbare toestellen. Zij zijn verkrijgbaar met een draai of schuif
schakelaartje
waarmee de hoogte van de uitgaande gelijkspanning ingesteld kan worden. Dit zijn
vaak stapjes van 1,5 tot 3 volt. Aan deze methode zijn echter enige nadelen
verbonden. Een computer ventilator heeft een bepaald minimum aanloopkoppel nodig
welke tot 60% kan oplopen. Dit wil dus zeggen dat de spanning al vrij hoog moet
zijn om de ventilator te laten draaien indien deze geschakeld wordt,
bijvoorbeeld door een timer of thermostaat. Het toerental kan hierna wel
verlaagd worden door handmatig de spanning te verlagen. Dit
is echter niet de bedoeling omdat we, zonder er bij te zijn, de installatie
automatisch willen laten starten. Het tweede nadeel is dat de stroom door de
ventilator op gaat
lopen als we de spanning gaan verlagen. Hierdoor kunnen minder ventilatoren op
een voeding gezet worden. Tevens wordt de voeding heter doordat de weggeregelde
spanning en de hogere stroom omgezet worden in warmte in de voeding.
PWM regeling
PWM staat voor Pulse Width Modulation. PWM bestaat uit een constante stroom van pulsen van de maximum
spanning, in dit geval 12V, met tussen deze pulsen geen spanning. Hierdoor
krijgt de ventilator de maximum spanning aangeboden waardoor deze met het maximum koppel
kan aanlopen. De
belangrijkste factor bij een constante stroom van pulsen is de duty cycle. De
duty cycle is de verhouding tussen de AAN en UIT tijd van de pulsen,
Bijvoorbeeld 50% duty cycle geeft aan dat de pulsen 50% van de tijd AAN zijn en
50% UIT. 75% duty cycle is 75% AAN
en 25% UIT enz. LET OP!! duty cycle is de verhouding AAN tijd tot TOTAAL tijd en
niet AAN tijd tot UIT tijd. Met dit
in gedachte zou je een regeling moeten maken
waarbij de AAN tijd en de UIT tijd ingesteld moet kunnen worden. Dit is echter
moeilijk realiseerbaar en daar komt nog bij dat de verhouding telt en niet de
individuele instellingen. In de praktijk komt het er op neer dat de pulsen op
een vaste interval gestart worden en we de lengte van deze puls gaan regelen.
Het aantal start pulsen per tijdseenheid (seconde) noemen we de frequentie.
Omdat we een vaste frequentie nemen en de puls lengte gaan variëren betekent
dit dat als de AAN tijd groter gemaakt wordt de UIT tijd automatisch moet
afnemen zodat beide bij elkaar opgeteld weer de volledige tijdseenheid zijn. Nu
nog het probleem van welke frequentie we nemen. Hoe lager de frequentie hoe
lager het toerental van de ventilator. We kunnen deze echter ook niet te laag
maken. Doordat de ventilator niet op
tijd
spanning aangeboden krijgt om een eenparige snelheid te kunnen houden, zakt het
toerental. Direct hierna wordt de volledige spanning weer aangeboden waardoor
het toerental omhoog schiet. Dit resulteert in een onregelmatig draaien van de
ventilator. Aan de andere kant mag de frequentie ook weer niet te hoog zijn,
omdat dan het effect van de duty cycle teniet wordt gedaan. Deze hogere
frequentie wordt tevens hoorbaar als een muzikale toon. De best bruikbare
frequenties liggen tussen 20 Hz en 160 Hz. Omdat we het hebben over een
constante frequentie en een instelbare lengte van de puls wordt deze techniek de
Pulse With Modulation genoemd, of kortweg PWM.