Balanceren ventilatormotoren

Steeds vaker vind je in woningen systemen met min of meer continu lopende ventilatoren. Waar pompen in cv-installaties inmiddels zo goed ontwikkeld zijn dat ze gedurende hun levensduur – vaak 25 jaar of meer – geen problemen opleveren ligt dat voor ventilatormotoren anders. Waarschijnlijk omdat direct contact mogelijk is met de draaiende delen, bijvoorbeeld tijdens het schoonhouden. Na verloop van tijd komt er veel herrie, waarschijnlijk door defecte lagers. Soms ook wordt per ongeluk, bijvoorbeeld bij het schoonmaken, de ventilator geraakt waardoor deze uit balans geraakt.

Warmte-terugwin-eenheid

De ventilatoren in dit verhaal komen uit een warmte-terugwin-eenheid zoals hiernaast afgebeeld. Bovenaan de in- en uitstroompijpen, daaronder de filterhouders en helemaal onderop het bedieningspaneel.

In deze eenheid wordt buitenlucht aangezogen en door een warmtewisselaar verwarmd door lucht die aangezogen wordt uit keuken, badcel en toilet en vervolgens aan de buitenlucht wordt afgestaan.

De ventilatormotor is van EBM type R1G160-AD11-10 zoals hiernaast afgebeeld. Er zijn vier aansluitingen waarvan twee voor de voedingsspanning van 24 VDC. Een aansluiting wordt gebruikt om via een potmeter het toerental te regelen. De vierde aansluiting is een tachosignaal dat 3x de rotatiefrequentie geeft. Het lijkt hier te gaan om een stappenmotor met interne regeling.

Om de motor te kunnen testen is een proefbankje gemaakt. Er in zit een 24 Volt gelijkspanningsvoeding en de potmeter voor de snelheidsregeling. Het balanceren van motoren wordt uitgebreid beschreven door Arie Mol op zijn website. Er is zelfs een leerboek beschikbaar. Dit inspireerde tot de volgende uitbreiding van de opstelling.

Om de vibraties te meten is een optische detector om de omwentelingstijd te meten en een kracht/versnellingsopnemer. De optische detector is reflectief, van type TCRT5000. Op de rotor van de motor wordt een stukje wit etiket geplakt. De detector wordt – zoveel mogelijk naar buiten voor hogere nauwkeurigheid – zó ingesteld dat deze tangentieel op de motorcilinder staat, zie foto.

De kracht/versnellingsopnemer is van het type MMA7361 voorzien van een printje. Ter bescherming werd de opnemer verpakt in een klein doosje om tegen de onderkant van het frame van de motor te worden vastgezet. Op de foto is de klem goed zichtbaar.

De twee opnemers zijn verbonden met een Arduino Nano Every. Daarin draait een klein programmaatje dat de periode kan meten en de trillingsamplitudes kan meten. Het geheel kan eenvoudig met een USB-kabel aan een PC gekoppeld worden. De kabel verzorgt de voeding en de datacommunicatie.

Na het vervangen van de lagers van de motor is de eerste vibratiemeting uitgevoerd. Het resultaat is hiernaast in een polair diagram afgebeeld. In feite is over drie omwentelingen gemeten, kleine afwijkingen tussen de omwentelingen zijn zichtbaar.

Het effect van de stappenmotoren met drie keer de omwentelingsfrequentie is goed zichtbaar. De motor trilt nu nog behoorlijk.

Na het – op het gehoor – aanbrengen van gewichtjes op een aantal plaatsen op de schoepen trilt de motor praktisch niet meer. Een vibratiemeting laat nu een ander patroon zien. Het vibratiepatroon is nu veel strakker, zonder extra “hobbels”.

Het is jammer dat de meetresultaten worden gedomineerd door het trillen van de motor op de frequentie van de stappenaandrijving. Het wegfilteren van dit dominante signaal is geen sinecure en zal ook een deel van het gewenste signaal wegnemen. Omdat het balanceren op het gehoor net zo goed resultaat oplevert lijkt het weinig zinvol dit pad te vervolgen.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.