Modern klima sistemlerinde, fan motorları merkezi bir rol oynayın. Yalnızca istikrarlı hava akışı sağlamakla kalmamalı, aynı zamanda uzun vadeli, verimli ve güvenilir çalışmayı da sağlamalıdırlar. Bunu başarmak için fan motorları ve tahrik devreleri gelişmiş "üçlü koruma" ile tasarlanmıştır: aşırı akım koruması, aşırı voltaj koruması ve aşırı sıcaklık koruması. Bu koruma mekanizmaları, hasarı ve hatta daha ciddi kazaları önlemek için anormal çalışma koşullarına hızla yanıt veren motorun "koruyucuları" görevi görür.
Aşırı Akım Koruması: Durdurucu Akım "Selleri"
Aşırı akım koruması, fan motorları için en yaygın koruma önlemlerinden biridir ve aşırı akım nedeniyle motorun yanmasını önlemek için tasarlanmıştır. Anormal akım artışları, fan kanatlarının sıkışması, rulmanların sıkışması, tahrik devresi kısalıkları veya aşırı voltaj dalgalanmaları gibi çeşitli nedenlerden dolayı meydana gelebilir. Akım motorun nominal değerini aştığında, önemli miktarda Joule ısıtması üretilir, bobin sıcaklığı hızla artar ve sonuçta yalıtım arızasına ve hatta tükenmişliğe yol açar.
Aşırı akım koruması birkaç şekilde uygulanabilir:
Donanım akımı algılama: Bu en doğrudan ve güvenilir yöntemdir. Mühendisler tipik olarak motordan akan akımı gerçek zamanlı olarak izlemek için bir akım algılama direncini (şönt direnci veya Hall etkisi sensörü gibi) tahrik devresine seri olarak bağlarlar. Direnç üzerindeki voltaj önceden ayarlanmış bir eşiği aştığında, sürücü çipi (MCU/DSP) bir aşırı akım olayı algılar ve motora giden gücü hemen keser. Bu yöntem hızlı yanıt sunar ve koruma devresinin çekirdeğidir.
Yazılım Akım Sınırlaması: PWM (Pulse Width Modulation) kontrollü fan motor sürücülerinde akım sınırlaması bir yazılım algoritması ile sağlanabilir. Sürücü çipi sürekli olarak akımı örnekliyor. Akım tehlikeli bir seviyeye yaklaştığında MCU, PWM görev döngüsünü proaktif olarak azaltır, böylece çıkış voltajını ve akımını azaltarak akımı güvenli bir aralıkta tutar. Bu yöntem daha hassas koruma sağlar ve geçici akım dalgalanmalarını önler.
Sigortalar: Güç girişinde sıfırlanabilir kondansatör sigortası (PPTC) veya tek kullanımlık sigorta kullanmak basit ve etkili bir aşırı akım koruma yöntemidir. Akım belirli bir seviyeyi aştığında PPTC'nin direnci önemli ölçüde artar ve akım sınırlanır; Öte yandan tek kullanımlık bir sigorta eriyerek devrenin bağlantısını tamamen keser. Basit olsa da, bu yöntem otomatik olarak iyileşmez ve manuel değiştirme gerektirir.
Aşırı Gerilim Koruması: Gerilim artışlarına karşı korur
Aşırı gerilim koruması öncelikle anormal derecede yüksek güç kaynağı voltajlarını ele alır. Örneğin şebeke dalgalanmaları, yıldırım çarpmaları veya güç modülü arızalarının tümü geçici voltaj artışlarına neden olabilir. Aşırı voltaj, sürücü çiplerini (MOSFET'ler gibi) ve kapasitörleri parçalayabilir ve ciddi durumlarda devre kartı yangınlarına neden olabilir.
Aşırı gerilim koruma yöntemleri şunları içerir:
TVS (Geçici Gerilim Bastırıcı) diyotlar: Güç kaynağı girişine paralel olarak bir TVS (Geçici Gerilim Bastırıcı) diyotunun bağlanması yaygın bir koruma önlemidir. Bir TVS diyotu normal voltaj altında yüksek direnç gösterir. Gerilim, sıkıştırma voltajını anlık olarak aştığında, hızlı bir şekilde iletilir, fazla enerjiyi toprağa yönlendirir, böylece voltajı güvenli bir seviyeye sıkıştırır ve sonraki devreleri korur.
Varistör: Varistörler TVS diyotlarına benzer bir prensiple çalışır, ancak daha yavaş bir tepki hızına ve daha büyük enerji emme kapasitesine sahiptir. Tipik olarak yüksek enerjili voltaj dalgalanmalarını absorbe etmek ve devreleri hasardan korumak için kullanılırlar.
Yazılım koruması: Sürücü çipine yerleştirilmiş ADC (analogdan dijitale dönüştürücü), güç kaynağı voltajını gerçek zamanlı olarak izler. Gerilim güvenli bir eşiği aştığında yazılım, sürücü çıkışını durdurmak ve voltaj normale dönene kadar arıza koruma moduna girmek gibi aşırı gerilim koruma prosedürlerini yürütür.
Aşırı Isı Koruması: Yüksek Sıcaklık Korozyonuna Karşı Koruma
Fan motorları, yüksek yük altında uzun süre çalışırken veya ısı dağılımının zayıf olduğu durumlarda ısınmaya devam edecektir. Yüksek sıcaklıklar elektronik bileşenlere ve motor bobinlerine zarar vererek yalıtımın bozulmasına, manyetik manyetikliğin giderilmesine ve rulman yağlama arızasına neden olur ve sonuçta motorda kalıcı hasara yol açar. Aşırı ısınma koruması, uzun vadeli motor güvenilirliğini sağlamak için çok önemlidir.
Aşırı ısınma koruması öncelikle aşağıdaki yöntemlerle uygulanır:
Termistörler (NTC/PTC): Motor sargılarına veya sürücü ısı emicilerine NTC (negatif sıcaklık katsayısı) veya PTC (pozitif sıcaklık katsayısı) termistörlerinin takılması yaygın bir uygulamadır. Artan sıcaklıkla NTC direnci azalırken, PTC direnci azalır. MCU, termistör direncindeki değişimi izleyerek motor sıcaklığını doğru bir şekilde belirleyebilir. Sıcaklık önceden ayarlanmış bir güvenlik eşiğini aştığında kontrolör, ısıyı azaltmak için motor hızını azaltmak veya güç kaynağını doğrudan kapatmak gibi koruyucu bir prosedür başlatır.
Dahili Çip Sıcaklık Sensörü: Bazı üst düzey sürücü çipleri veya MCU'lar entegre sıcaklık sensörlerine sahiptir. Bu yerleşik sensörler çipin sıcaklığını gerçek zamanlı olarak izler. Çip aşırı ısındığında, çalışma frekansını otomatik olarak azaltırlar veya tükenmişliği önlemek için çıkışı kapatırlar. Harici sıcaklık sensörü: Yüksek güçlü motorlar için, genel motor sıcaklığını daha doğru bir şekilde izlemek ve ana kontrol sistemine geri bildirim sağlamak için genellikle motor muhafazasına bağımsız bir sıcaklık sensörü (termokupl gibi) monte edilir. Sıcaklık belirtilen sınırı aşarsa, klima sistemi alarm vermek veya üniteyi kapatmak gibi uygun ayarlamaları yapacaktır.
