Sa modernong air conditioning system, fan motors gumanap ng isang pangunahing papel. Dapat silang hindi lamang magbigay ng matatag na daloy ng hangin ngunit tiyakin din ang pangmatagalan, mahusay, at maaasahang operasyon. Upang makamit ito, ang mga fan motor at ang kanilang mga drive circuit ay idinisenyo na may sopistikadong "triple protection": overcurrent protection, overvoltage protection, at overtemperature protection. Ang mga mekanismo ng proteksyon na ito ay kumikilos bilang mga "tagapag-alaga" ng motor, na mabilis na tumutugon sa mga abnormal na kondisyon ng pagpapatakbo upang maiwasan ang pinsala o mas malubhang aksidente.
Overcurrent Protection: Paghinto sa Kasalukuyang "Mga Baha"
Ang overcurrent na proteksyon ay isa sa mga pinakakaraniwang hakbang sa proteksyon para sa mga fan motor, na idinisenyo upang maiwasan ang pagka-burnout ng motor dahil sa sobrang agos. Maaaring mangyari ang abnormal na pagtaas ng kasalukuyang para sa iba't ibang dahilan, tulad ng pag-stuck ng mga fan blades, pag-stuck ng mga bearings, drive circuit shorts, o labis na pagbabagu-bago ng boltahe. Kapag lumampas ang kasalukuyang sa na-rate na halaga ng motor, nabubuo ang makabuluhang pag-init ng Joule, mabilis na tumataas ang temperatura ng coil, na humahantong sa pagkabigo ng pagkakabukod o kahit na pagka-burnout.
Maaaring ipatupad ang overcurrent na proteksyon sa maraming paraan:
Hardware kasalukuyang sensing: Ito ang pinaka-direkta at maaasahang paraan. Karaniwang ikinokonekta ng mga inhinyero ang isang kasalukuyang-sensing na risistor (tulad ng isang shunt resistor o Hall effect sensor) sa serye sa drive circuit upang subaybayan ang kasalukuyang dumadaloy sa motor sa real time. Kapag ang boltahe sa risistor ay lumampas sa isang preset na threshold, ang driver chip (MCU/DSP) ay nakakakita ng isang overcurrent na kaganapan at agad na pinuputol ang kapangyarihan sa motor. Ang pamamaraang ito ay nag-aalok ng mabilis na pagtugon at ito ang core ng circuit ng proteksyon.
Software Current Limiting: Sa PWM (Pulse Width Modulation)-controlled fan motor drivers, ang kasalukuyang paglilimita ay maaaring makamit sa pamamagitan ng software algorithm. Ang driver chip ay patuloy na nagsa-sample ng kasalukuyang. Kapag ang kasalukuyang ay lumalapit sa isang mapanganib na antas, ang MCU ay proactive na binabawasan ang PWM duty cycle, sa gayon ay binabawasan ang output boltahe at kasalukuyang, pinapanatili ang kasalukuyang sa loob ng isang ligtas na hanay. Ang pamamaraang ito ay nagbibigay ng mas tumpak na proteksyon at pinipigilan ang lumilipas na kasalukuyang mga surge.
Mga Fuse: Ang paggamit ng resettable condenser fuse (PPTC) o disposable fuse sa power input ay isang simple at epektibong overcurrent na paraan ng proteksyon. Kapag ang kasalukuyang ay lumampas sa isang tiyak na antas, ang paglaban ng PPTC ay tumataas nang husto, na nililimitahan ang kasalukuyang; ang isang disposable fuse, sa kabilang banda, ay natutunaw, ganap na nagdidiskonekta sa circuit. Bagama't simple, ang pamamaraang ito ay hindi awtomatikong bumabawi at nangangailangan ng manu-manong pagpapalit.
Overvoltage Protection: Pinoprotektahan laban sa mga spike ng boltahe
Pangunahing tinutugunan ng proteksyon ng overvoltage ang abnormal na mataas na boltahe ng supply ng kuryente. Halimbawa, ang pagbabagu-bago ng grid, pagtama ng kidlat, o pagkabigo ng power module ay maaaring maging sanhi ng lumilipas na mga spike ng boltahe. Ang sobrang boltahe ay maaaring masira ang mga chip ng driver (tulad ng mga MOSFET) at mga capacitor, at sa malalang kaso, maaaring magdulot ng sunog sa circuit board.
Kasama sa mga paraan ng proteksyon ng overvoltage ang:
TVS (Transient Voltage Suppressor) diodes: Ang pagkonekta ng TVS (Transient Voltage Suppressor) diode na kahanay ng power supply input ay isang karaniwang hakbang sa proteksyon. Ang isang TVS diode ay nagpapakita ng mataas na pagtutol sa ilalim ng normal na boltahe. Kapag ang boltahe ay panandaliang lumampas sa clamping boltahe nito, mabilis itong nagsasagawa, inililihis ang labis na enerhiya sa lupa, sa gayon ay i-clamp ang boltahe sa isang ligtas na antas at pinoprotektahan ang mga kasunod na circuit.
Varistor: Gumagana ang mga variant sa isang katulad na prinsipyo sa mga diode ng TVS, ngunit may mas mabagal na bilis ng pagtugon at mas malaking kapasidad sa pagsipsip ng enerhiya. Karaniwang ginagamit ang mga ito upang sumipsip ng mga surge ng boltahe na may mataas na enerhiya at protektahan ang mga circuit mula sa pinsala.
Proteksyon ng software: Ang ADC (analog-to-digital converter) na binuo sa chip ng driver ay sinusubaybayan ang boltahe ng power supply sa real time. Kapag ang boltahe ay lumampas sa isang ligtas na threshold, ang software ay nagsasagawa ng mga pamamaraan ng proteksyon sa sobrang boltahe, tulad ng paghinto sa output ng driver at pagpasok ng fault protection mode hanggang sa bumalik sa normal ang boltahe.
Overheat Protection: Pagprotekta Laban sa High-Temperature Corrosion
Ang mga fan motor ay patuloy na magpapainit kapag tumatakbo sa ilalim ng mataas na load para sa pinalawig na mga panahon o kapag ang heat dissipation ay hindi maganda. Ang mataas na temperatura ay nakakapinsala sa mga elektronikong bahagi at mga coil ng motor, na nagiging sanhi ng pagkasira ng pagkakabukod, magnetic demagnetization, at pagkabigo sa pagpapadulas ng tindig, na humahantong sa permanenteng pinsala sa motor. Ang sobrang init na proteksyon ay mahalaga para matiyak ang pangmatagalang pagiging maaasahan ng motor.
Ang proteksyon sa sobrang init ay pangunahing ipinapatupad sa pamamagitan ng mga sumusunod na pamamaraan:
Thermistors (NTC/PTC): Ang pag-install ng NTC (negative temperature coefficient) o PTC (positive temperature coefficient) thermistors sa motor windings o driver heat sinks ay isang karaniwang kasanayan. Bumababa ang resistensya ng NTC sa pagtaas ng temperatura, habang bumababa ang resistensya ng PTC. Sa pamamagitan ng pagsubaybay sa pagbabago sa paglaban sa thermistor, tumpak na matutukoy ng MCU ang temperatura ng motor. Kapag ang temperatura ay lumampas sa isang preset na threshold ng kaligtasan, ang controller ay magsisimula ng isang proteksiyon na pamamaraan, tulad ng pagbabawas ng bilis ng motor upang mabawasan ang init o direktang patayin ang power supply.
Panloob na Chip Temperature Sensor: Ang ilang mga high-end na chips ng driver o MCU ay may pinagsamang mga sensor ng temperatura. Sinusubaybayan ng mga built-in na sensor na ito ang temperatura ng chip sa real time. Kapag nag-overheat ang chip, awtomatiko nilang binabawasan ang dalas ng pagpapatakbo o isinasara ang output upang maiwasan ang pagka-burnout. Panlabas na sensor ng temperatura: Para sa mga high-power na motor, ang isang independiyenteng sensor ng temperatura (tulad ng isang thermocouple) ay madalas na naka-install sa pabahay ng motor upang mas tumpak na masubaybayan ang pangkalahatang temperatura ng motor at magbigay ng feedback sa pangunahing sistema ng kontrol. Kung ang temperatura ay lumampas sa tinukoy na limitasyon, ang air conditioning system ay gagawa ng naaangkop na mga pagsasaayos, tulad ng pag-isyu ng alarma o pagsasara ng unit.
