Как замедлить бытовой вентилятор с помощью конденсатора

Во многих случаях поток воздуха, создаваемый бытовыми вентиляторами, избыточен, а шум раздражает. Существует простой способ, как снизить скорость вращения асинхронного электродвигателя вентилятора и уменьшить шум.

Я провёл эксперимент, измерив параметры двух вентиляторов при различном уровне замедления.

Скорость вращения асинхронных двигателей нельзя регулировать обычными диммерами и регуляторами мощности: при попытках такой регулировки двигатели начинают гудеть, греться и часто просто не могут стартовать на малых оборотах.

Для корректной регулировки скорости вентиляторов, построенных на таких двигателях (их подавляющее большинство) необходимо изменять напряжение, не меняя форму синусоиды (диммеры «отрезают» часть синусоиды для снижения мощности).

Проще всего регулировать скорость вращения вентиляторов при помощи лабораторного автотрансформатора — ЛАТР, но ЛАТРы довольно большие, тяжёлые и не очень дешёвые (от 3000 руб). Существуют специализированные регуляторы скорости вентиляторов (трансформаторные или инверторные), но их цены часто в несколько раз превышают стоимость самого вентилятора.

Ещё один простой способ замедления — включение последовательно с вентилятором лампочки (обычно подходят лампочки с мощностью чуть большей или меньшей, чем мощность вентилятора).

Самый дешёвый и эффективный способ замедления вентилятора — включение последовательно с вентилятором (в разрыв одного из проводов) плёночного конденсатора. Важно, чтобы конденсатор был рассчитан на напряжение не менее 400 вольт.

Для вентиляторов с номинальной мощностью 20-50 Вт можно подобрать конденсатор с ёмкостью 0.47 — 2 мкФ.

Я купил конденсаторы трёх номиналов — 0.47, 0.68, 0.82 мкФ (при параллельном включении эти конденсаторы позволяют получить ёмкость 1, 1.15, 1.3, 1.5, 2 мкФ) и проверил, как работают два вентилятора при разном замедлении.

Первый вентилятор «Вентс TT125» имеет два режима: «37 Вт» и «23 Вт», у второго, «Вентс 160 ВКО», заявленная мощность 24 Вт.

На вентиляторы был надет адаптер, сужающий выходное отверстие до 75 мм, к которому прикладывался анемометр с крыльчаткой такого же размера для измерения скорости потока воздуха и его расхода.

Уровень шума измерялся на расстоянии 1 м от бока вентилятора.

В результате довольно длительных измерений я получил следующие результаты.

При питании от сети оба вентилятора очень шумные — 65/57 дБа и 62 дБа. При замедлении можно добиться приемлемого уровня шума менее 40 дБа.

Интересно, что первый вентилятор во втором режиме имеет мощность почти такую же, как второй, но прокачивает гораздо больше воздуха. Второй при замедлении, снижающим шум до 38.5 дБа (конденсатор 0.82 мкФ) прокачивает всего 22 м³/час. Первый же, замедленный до такого же уровня шума (второй режим, 1 мКф) даёт втрое больше — 68 м³/час.

У первого, более эффективного вентилятора, пространство для прохода воздуха даже меньше, так как мотор гораздо больше.

Замечу, что это не самые лучшие вентиляторы (помимо основного шума у них есть неприятные призвуки, да и вообще осевые вентиляторы не лучший вариант). Могу предположить, что у центробежных вентиляторов при таком же уровне шума расход будет ещё больше.

Обратите внимание, что некоторые строчки в таблице пустые и это неспроста: с конденсатором 0.47 мкФ первый вентилятор в первом режиме не запускается, с конденсаторами 1.5 и 2 мкФ у первого вентилятора во втором режиме и второго вентилятора наступает «обратный эффект»: они начинают крутиться быстрее, чем при прямом питании от сети (фактически, напряжение на них становится выше сетевого, при последовательном включении конденсатора это возможно).

В интернете можно найти формулы расчёта номинала конденсатора для замедления вентилятора, но в результате реальных экспериментов получилось очень большое расхождение с результатами расчётов, поэтом проще купить конденсаторы нескольких номиналов и подобрать нужный.

Конденсаторы я покупал на AliExpress по цене около 100 рублей за десяток каждого номинала:

Набор конденсаторов CBB 400В

Если вы не видите ссылку строкой выше, отключите Adblock.

Важно не перепутать обозначения: конденсаторы на десятые доли микрофарад обозначаются «4J» (например, 474J — 0.47 мкФ), «5J» обозначает целые микрофарады (например, 105J это 1 мкФ).

Метка «реклама», которую вы видите ниже, не означает, что кто-либо заказывал у меня рекламу этих конденсаторов. Я покупал их сам за свои деньги, но ссылку не могу разместить без такой метки.