Análise de economia de energia de ventiladores EC em comparação com ventiladores AC
Este post analisará as diferenças entre ventiladores EC e ventiladores CA da perspectiva de suas soluções reais de fabricação, princípios operacionais, dados dinamométricos de motores relacionados, dados reais de teste de volume de ar de ventiladores, cenários reais de aplicação de ventiladores axiais CA e ventiladores axiais EC e tendências de desenvolvimento da indústria.
Soluções de fabricação reais para motores CA
Enrolamento do estator Esquemático do conjunto do estator do rotor do rotor da gaiola de esquilo
A partir das fotos reais, podemos ver que o esquema de enrolamento de ranhura cruzada do motor CA faz com que parte do fio esmaltado se projete além do núcleo.
O principal processo do princípio de funcionamento do motor CA é o seguinte
1. O enrolamento do estator é conectado a uma corrente alternada e um campo magnético rotativo e variável é gerado no enrolamento.
2. As linhas de fluxo magnético rotativas e variáveis do estator passam pelo rotor da gaiola do esquilo. De acordo com o princípio da indução eletromagnética, um campo magnético induzido rotativo e variável será induzido no rotor, e o campo magnético do rotor "segue" as mudanças no campo magnético do estator.
3. Os dois campos magnéticos interagem entre si para fazer o rotor girar.
O plano de fabricação real do motor EC
Enrolamento do estator Diagrama de montagem do estator e rotor de ímã permanente
A partir das fotos do objeto real, pode-se ver que os motores EC usam principalmente enrolamentos centralizados, que são semelhantes ao enrolamento de dente único da bobina ao redor do estator, e o fio esmaltado tem uma distância de fio transversal mais curta. O fio esmaltado excede o plano central relativamente menos.
Princípio de funcionamento do motor EC
O princípio de funcionamento do motor EC pode ser simplificado nas três etapas a seguir:
1. A alimentação CA de entrada é retificada e convertida em energia CC pelo controlador, e a energia CC é então convertida em energia CA da frequência necessária por meio de inversão e, em seguida, entrada no enrolamento do motor através da cabeça do fio esmaltado conectada à placa de controle elétrico. O controlador gera um campo magnético rotativo conectando os enrolamentos em sequência.
2. O campo magnético rotativo interage com o campo magnético do rotor de ímã permanente para acionar o motor para girar.
3. O controlador pode determinar com precisão a posição do campo magnético do rotor monitorando os sensores, a corrente e a força eletromotriz traseira e outros sinais e, em seguida, conduzir o enrolamento correspondente para formar um campo magnético de condução.
Análise de economia de energia de motores EC em princípio e aplicação em comparação com motores CA
A partir da análise acima, pode-se ver que os motores CA estabelecem um campo magnético efetivo por meio da indução eletromagnética, de modo que parte da energia elétrica é usada para estabelecer o campo magnético e a eficiência da conversão de energia cinética é reduzida. Os motores EC usam ímãs permanentes, portanto, não há necessidade de energia elétrica para estabelecer o campo magnético do rotor, portanto, não há perda de energia.
Em segundo lugar, existem diferenças nos efeitos do enrolamento e do campo magnético. No processo de enrolamento de ranhura cruzada de motores CA, uma grande parte do fio esmaltado excederá o núcleo, o que causará vazamento e calor, reduzindo assim a eficiência da conversão do motor em energia cinética. O método de enrolamento dos motores EC pode reduzir essa perda.
Devido ao princípio de projeto de indução dos motores CA, o rotor e o estator têm um projeto de deslizamento fixo. Quando o motor excede a carga projetada, o deslizamento real do motor se desvia do deslizamento projetado, estreitando assim a faixa geral de alta eficiência. O design do ímã permanente e o design do controle de acionamento dos motores EC evitarão efetivamente essa situação. Para reduzir esse defeito dos motores CA, os inversores são frequentemente usados em aplicações reais para ajustar a velocidade dos motores CA. A regulação de velocidade de frequência variável inclui principalmente três processos: retificação, inversão e controle. Nesses três processos, a eficiência de conversão varia de acordo com o ponto de operação, variando aproximadamente de 85% a 96%. A principal perda de energia está nos elos de retificação e inversão, representando cerca de 90% da perda total. O valor real do teste da eficiência do controlador dos motores EC está principalmente acima de 97%. Em geral, os motores CA com inversores podem melhorar a eficiência operacional dos motores CA até certo ponto, mas ainda há alguma lacuna em comparação com o EC.
A seguir está a curva do dinamômetro de um determinado motor CA e um motor EC da mesma faixa de potência e velocidade.
A partir da curva, podemos tirar uma conclusão: os motores EC são mais eficientes e têm uma gama mais ampla de alta eficiência.
Análise de economia de energia de dados de teste de ventiladores CA com inversores e ventiladores EC:
Através da análise dos dados, pode-se observar que no ponto de operação típico de 100Pa para grandes ventiladores de fluxo axial, a eficiência da pressão estática da solução EC é 3,3% maior do que a da solução AC mais inversora.
