Dalam sistem penghawa dingin moden, motor kipas memainkan peranan utama. Mereka bukan sahaja mesti menyediakan aliran udara yang stabil tetapi juga memastikan operasi jangka panjang, cekap dan boleh dipercayai. Untuk mencapai matlamat ini, motor kipas dan litar pemacunya direka bentuk dengan "perlindungan tiga kali ganda" yang canggih: perlindungan arus lebih, perlindungan voltan lampau dan perlindungan suhu lebih. Mekanisme perlindungan ini bertindak sebagai "penjaga" motor dengan pantas bertindak balas terhadap keadaan operasi yang tidak normal untuk mengelakkan kerosakan atau kemalangan yang lebih serius.
Perlindungan Arus Lebih: Menghentikan "Banjir" Semasa
Perlindungan arus lebih adalah salah satu langkah perlindungan yang paling biasa untuk motor kipas, direka untuk mengelakkan keletihan motor akibat arus yang berlebihan. Peningkatan arus yang tidak normal boleh berlaku atas pelbagai sebab, seperti bilah kipas tersekat, galas tersekat, seluar pendek litar pemacu atau turun naik voltan yang berlebihan. Apabila arus melebihi nilai undian motor, pemanasan Joule yang ketara dijana, meningkatkan suhu gegelung dengan cepat, akhirnya membawa kepada kegagalan penebat atau keletihan.
Perlindungan arus lebih boleh dilaksanakan dalam beberapa cara:
Penderiaan semasa perkakasan: Ini adalah kaedah yang paling langsung dan boleh dipercayai. Jurutera biasanya menyambungkan perintang pengesan arus (seperti perintang shunt atau penderia kesan Hall) secara bersiri dengan litar pemacu untuk memantau arus yang mengalir melalui motor dalam masa nyata. Apabila voltan merentasi perintang melebihi ambang pratetap, cip pemacu (MCU/DSP) mengesan peristiwa arus lebih dan segera memutuskan kuasa kepada motor. Kaedah ini menawarkan tindak balas pantas dan merupakan teras litar perlindungan.
Had Semasa Perisian: Dalam pemacu motor kipas terkawal PWM (Pulse Width Modulation), pengehadan semasa boleh dicapai melalui algoritma perisian. Cip pemacu terus mengambil sampel arus. Apabila arus menghampiri tahap berbahaya, MCU secara proaktif mengurangkan kitaran tugas PWM, dengan itu mengurangkan voltan dan arus keluaran, mengekalkan arus dalam julat yang selamat. Kaedah ini memberikan perlindungan yang lebih tepat dan menghalang lonjakan arus sementara.
Fius: Menggunakan fius pemeluwap boleh reset (PPTC) atau fius pakai buang pada input kuasa ialah kaedah perlindungan arus lebih yang mudah dan berkesan. Apabila arus melebihi tahap tertentu, rintangan PPTC meningkat secara mendadak, mengehadkan arus; fius pakai buang, sebaliknya, cair, memutuskan sambungan litar sepenuhnya. Walaupun mudah, kaedah ini tidak pulih secara automatik dan memerlukan penggantian manual.
Perlindungan voltan lampau: Melindungi daripada pancang voltan
Perlindungan voltan lampau terutamanya menangani voltan bekalan kuasa yang luar biasa tinggi. Contohnya, turun naik grid, sambaran petir atau kegagalan modul kuasa semuanya boleh menyebabkan lonjakan voltan sementara. Voltan yang berlebihan boleh memecahkan cip pemacu (seperti MOSFET) dan kapasitor, dan dalam kes yang teruk, boleh menyebabkan kebakaran papan litar.
Kaedah perlindungan voltan lampau termasuk:
Diod TVS (Transient Voltage Suppressor): Menyambungkan diod TVS (Transient Voltage Suppressor) selari dengan input bekalan kuasa ialah langkah perlindungan biasa. Diod TVS mempamerkan rintangan yang tinggi di bawah voltan biasa. Apabila voltan seketika melebihi voltan pengapitnya, ia mengalir dengan cepat, mengalihkan tenaga berlebihan ke tanah, dengan itu mengapit voltan ke tahap yang selamat dan melindungi litar seterusnya.
Varistor: Varistor beroperasi pada prinsip yang serupa dengan diod TVS, tetapi mempunyai kelajuan tindak balas yang lebih perlahan dan kapasiti penyerapan tenaga yang lebih besar. Ia biasanya digunakan untuk menyerap lonjakan voltan tenaga tinggi dan melindungi litar daripada kerosakan.
Perlindungan perisian: ADC (penukar analog-ke-digital) terbina dalam cip pemacu memantau voltan bekalan kuasa dalam masa nyata. Apabila voltan melebihi ambang selamat, perisian melaksanakan prosedur perlindungan voltan lampau, seperti menghentikan output pemacu dan memasuki mod perlindungan kerosakan sehingga voltan kembali normal.
Perlindungan Terlalu Panas: Melindungi Daripada Kakisan Suhu Tinggi
Motor kipas akan terus menjadi panas apabila beroperasi di bawah beban tinggi untuk tempoh yang lama atau apabila pelesapan haba lemah. Suhu tinggi memudaratkan komponen elektronik dan gegelung motor, menyebabkan kemerosotan penebat, penyahmagnetan magnet, dan kegagalan pelinciran galas, akhirnya membawa kepada kerosakan kekal pada motor. Perlindungan terlalu panas adalah penting untuk memastikan kebolehpercayaan motor jangka panjang.
Perlindungan terlalu panas dilaksanakan terutamanya melalui kaedah berikut:
Termistor (NTC/PTC): Memasang termistor NTC (pekali suhu negatif) atau PTC (pekali suhu positif) pada belitan motor atau sink haba pemandu adalah amalan biasa. Rintangan NTC berkurangan dengan peningkatan suhu, manakala rintangan PTC berkurangan. Dengan memantau perubahan rintangan termistor, MCU boleh menentukan suhu motor dengan tepat. Apabila suhu melebihi ambang keselamatan yang telah ditetapkan, pengawal memulakan prosedur perlindungan, seperti mengurangkan kelajuan motor untuk mengurangkan haba atau mematikan bekalan kuasa secara langsung.
Penderia Suhu Cip Dalaman: Sesetengah cip pemacu mewah atau MCU mempunyai penderia suhu bersepadu. Penderia terbina dalam ini memantau suhu cip dalam masa nyata. Apabila cip terlalu panas, ia secara automatik mengurangkan kekerapan operasi atau menutup output untuk mengelakkan keletihan. Penderia suhu luaran: Untuk motor berkuasa tinggi, penderia suhu bebas (seperti termokopel) sering dipasang pada perumah motor untuk memantau suhu motor keseluruhan dengan lebih tepat dan memberikan maklum balas kepada sistem kawalan utama. Jika suhu melebihi had yang ditetapkan, sistem penghawa dingin akan membuat pelarasan yang sesuai, seperti mengeluarkan penggera atau menutup unit.
