Gestion numérique pour le contrôle de la vitesse des ventilateurs dans les alimentations

 

L'adaptabilité est l'un des principaux avantages de l'utilisation d'un système de gestion de l'alimentation numérique, et elle permet à l'utilisateur final du système de faire l'expérience d'une approche différente et plus simple par rapport à la technologie précédente. Un exemple est le contrôle de la vitesse du ventilateur à l'aide de la gestion numérique de l'alimentation, qui permet un refroidissement adapté tout en minimisant le bruit acoustique et en améliorant la durée de vie, en temps réel, dans toutes les conditions de travail. Face à la gestion thermique d'une alimentation électrique installée dans un système, et lorsqu'un flux d'air de refroidissement produit par un ventilateur est requis, il existe plusieurs options à évaluer d'un point de vue de la conception. Celles-ci peuvent être résumées en trois catégories.

L'option la plus largement adoptée consiste à utiliser une vitesse fixe pour le ventilateur, proche de sa vitesse nominale, indépendamment de la température ambiante, de la charge de sortie et de la tension d'entrée. Une fois qu'un ventilateur est sélectionné et que sa tension d'alimentation est définie pour une certaine demande, le bruit acoustique et la durée de vie sont presque déterminés, les deux étant deux facteurs critiques dans l'application de l'alimentation. Pour réduire le bruit et améliorer la durée de vie, sans perte de puissance, une pratique courante consiste à surdimensionner le ventilateur. L'effet secondaire qui apparaît alors est une diminution de la densité de puissance de la source qui, à son tour, induit moins de compacité dans le système qui l'héberge. En effet, afin de ne pas gêner le flux d'air pour un bon refroidissement, un minimum d'espace libre doit être laissé entre l'alimentation et la structure du système. Une deuxième option est offerte par le soi-disant "ventilateur à vitesse auto-contrôlée". La fonction de contrôle de la vitesse dans ce type de ventilateurs dépend exclusivement de la température du flux d'air d'admission mesurée par un capteur thermique intégré. La vitesse de rotation du ventilateur n'est pas corrélée avec d'autres variables pertinentes telles que la tension d'alimentation et la charge. Bien que cette option permette généralement une réduction de la taille du ventilateur, elle ne représente pas une solution optimale en termes de bruit acoustique ou de durée de vie sur toute la gamme des conditions de travail. Enfin, une option complète et moins courante implique des circuits numériques pour gérer la fonction de contrôle de la vitesse du ventilateur en fonction des trois variables pertinentes : la température ambiante, la charge de sortie et la tension d'entrée du secteur. Cette commande numérique est intégrée à la série ROAL DDP400, en particulier dans les versions qui incluent un ventilateur (Figure 1).

La corrélation typique entre la vitesse du ventilateur et la charge de sortie à 230 VCA et 25 °C ambiants est illustrée à la figure 2.

Cette figure 2 met également en évidence les niveaux de bruit en différents points de la courbe. Lorsque la source est allumée sans charge, le ventilateur démarre à la vitesse maximale puis s'arrête de tourner après avoir effectué un court test d'autodiagnostic qui ne dure que quelques secondes.

Ensuite, le ventilateur reste éteint, tant que la charge ne dépasse pas 50W. Au-dessus du seuil de 50W, le ventilateur commence à tourner à basse vitesse (un peu plus de 3000RPM) et en mode intermittent, jusqu'à 100W.

Le cycle de service On-Off dépend du niveau de charge entre 50 et 100 W et de la température ambiante. Au-dessus d'une charge de 100W, le ventilateur commence à tourner à basse vitesse constante jusqu'à 175W, sauf si la température ambiante nécessite une vitesse plus élevée. Au-dessus d'une charge de 175W, la vitesse de rotation du ventilateur augmente avec la charge appliquée à l'alimentation. Avec une charge maximale, le ventilateur tourne à 75 % de sa vitesse nominale maximale.

Les figures 3 et 4 montrent comment la courbe charge-RPM se déplace respectivement lorsqu'il y a une augmentation de la température ambiante au-dessus de 25 °C tout en maintenant la tension d'entrée à 230 VAC, et lors d'une chute de tension. Entrée inférieure à 110 VAC en maintenant la température ambiante à 25 °C C

L'augmentation des températures ambiantes déplacera la courbe vers la gauche, réduisant les cycles marche/arrêt à faible charge et anticipant la montée en vitesse pour les charges plus élevées. La diminution de la tension d'entrée en dessous de 110VAC n'a pas d'effet significatif lorsque la charge est maintenue en dessous de 30% de la valeur nominale ; pour des niveaux de charge plus élevés, la rampe de vitesse est plus réactive.

Grâce au contrôle numérique, ces deux effets sont combinés si la température et la tension d'entrée augmentent. Dans tous les cas la vitesse maximale du ventilateur ne dépassera pas 6500 RPM (75% de sa vitesse nominale maximale), et sera toujours ajustée avec un compromis optimal entre refroidissement, bruit acoustique et durée de vie du ventilateur. fonction de régulation, le ventilateur des versions à ventilation forcée de la série DDP400 produit le débit d'air exact strictement nécessaire à un refroidissement efficace, en temps réel, quelles que soient les conditions de travail. En plus de minimiser le bruit acoustique et de prolonger la durée de vie du ventilateur, l'utilisateur a un accès facile au signal numérique 0-5V (0 lorsque le ventilateur est éteint, 5V lorsque le ventilateur est allumé). Ce signal peut être utilisé comme rétroaction vers le système qui héberge l'unité DDP400. Dans certaines applications, cette fonctionnalité précieuse permet de synchroniser le système de refroidissement global de l'équipement avec l'alimentation électrique.