Κινητήρες EC: τι, πού, γιατί και για ποιο σκοπό

E. P. Vishnevskiy, Υποψήφιος Τεχνικής Επιστήμης, Τεχνικός Διευθυντής, United Elements Group
G. V. Malkov, Product Manager

Οι ειδικοί σήμερα προσανατολίζονται περισσότερο στην αγορά εξοπλισμού εξοικονόμησης ενέργειας. Είναι πιο ακριβό από το παραδοσιακό, αλλά αποζημιώνεται πλήρως κατά τη διαδικασία λειτουργίας. Οι κινητήρες EC που περιγράφονται στο άρθρο επιτρέπουν τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας ενώ αυξάνουν την απόδοση του εξοπλισμού και τον χρόνο αστοχίας.

Λέξεις-κλειδιά: EC-μοτέρ, EC-ανεμιστήρας, εξοπλισμός εξοικονόμησης ενέργειας

Περιγραφή:

Επί του παρόντος, οι ειδικοί εστιάζουν όλο και περισσότερο στην αγορά εξοπλισμού εξοικονόμησης ενέργειας. Σε σύγκριση με το παραδοσιακό, είναι πιο ακριβό, αλλά πληρώνεται πλήρως κατά τη λειτουργία. Οι κινητήρες EC, στους οποίους είναι αφιερωμένο αυτό το άρθρο, καθιστούν δυνατή τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, αυξάνοντας παράλληλα την απόδοση του εξοπλισμού και τη διάρκεια ζωής του χωρίς διακοπή.

Κινητήρες EC: τι, πού, γιατί και γιατί

Εξοικονόμηση ενέργειας κατά τη χρήση συστημάτων EC σε διάφορους τομείς

συμπεράσματα

Συνοψίζοντας όλα τα πλεονεκτήματα των συστημάτων που αποκτήθηκαν με τη χρήση της τεχνολογίας EC, μπορούμε να επισημάνουμε το κύριο πράγμα: ανεμιστήρες EC με ηλεκτρονικό έλεγχο ανταποκρίνονται ομαλά στις αλλαγές στις απαιτήσεις ισχύος εξόδου και λειτουργούν ιδιαίτερα οικονομική λειτουργίαμερικό φορτίο και μη ευαίσθητο στις διακυμάνσεις της τάσης. Οι ανεμιστήρες EC παρέχουν έως και 30% μείωση στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας σε σύγκριση με τους συμβατικούς τριφασικούς ανεμιστήρες AC.

Βιβλιογραφία

1. Vishnevsky E.P. Εξοικονόμηση ενέργειας στο σχεδιασμό συστημάτων μικροκλίματος για κτίρια // Υδραυλικά, Θέρμανση, Κλιματισμός (S.O.K.). – 2010. – Αρ. 1.
2. Vishnevsky E. P., Chepurin G. V. New ευρωπαϊκά πρότυπαστον τομέα της HVAC // Υδραυλικά, Θέρμανση, Κλιματισμός (Σ.Ο.Κ.). – 2010. – Νο. 2.
3. Ανεμιστήρες EC σε αντλίες θερμότητας // Υδραυλικά, Θέρμανση, Κλιματισμός (Σ.Ο.Κ.). – 2008. – Νο. 6.
4. Ανεμιστήρες EC για λαχανοπωλεία και θαλάμους μανιταριών // Υδραυλικά, Θέρμανση, Κλιματισμός (Σ.Ο.Κ.). – 2010. – Αρ. 1.
5. Εξαιρετικό κλίμα και χαμηλό κόστος ενέργειας με ανεμιστήρες EC σε κυκλοφορητές αέρα Airius // Υδραυλικά, Θέρμανση, Κλιματισμός (Σ.Ο.Κ.). – 2008. – Νο. 2.
6. Η συνέργεια κινητήρων EC και FCU // Modern Building Services. 2006, Αύγουστος.
7. Κινητήρες EC για ψύκτες μονάδων // Δελτίο προϊόντων. 2007, Οκτώβριος.
8. GOST-R 52539-2006. Καθαρότητα αέρα σε ιατρικά ιδρύματα. Γενικές Προϋποθέσεις.
9. GOST R ISO 14644-4-2002. Cleanrooms και σχετικά ελεγχόμενα περιβάλλοντα.

ΣΕ σύγχρονος κόσμοςΤο πρόβλημα της εξοικονόμησης ενέργειας έχει γίνει οξύ. Ως εκ τούτου, τα θέματα μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας γίνονται σημαντικά για τα συστήματα κλιματισμού και εξαερισμού και κάθε χρόνο δίνεται όλο και μεγαλύτερη προσοχή σε αυτό το θέμα. Όλο και περισσότερο σε τεχνικές προδιαγραφέςΑυστηροί όροι σχετικά με την κατανάλωση ενέργειας επιβάλλονται στο σχεδιασμό των συστημάτων εξαερισμού ανάλογα, οι ειδικοί σχεδιάζουν τον πιο οικονομικό εξοπλισμό. Οι κινητήρες EC, στους οποίους είναι αφιερωμένο αυτό το άρθρο, είναι ακριβώς ο εξοπλισμός που σας επιτρέπει να εξοικονομείτε ηλεκτρική ενέργεια, αυξάνοντας παράλληλα την παραγωγικότητα του εξοπλισμού και τη διάρκεια ζωής του.

Δεν είναι μυστικό ότι τα συστήματα HVAC αντιπροσωπεύουν περίπου το 70% των ενεργειακών πόρων σε βιομηχανικά και μεγάλα εμπορικά κτίρια. Μια νέα κατεύθυνση στην εξοικονόμηση ενέργειας είναι η χρήση των λεγόμενων E.C.-κινητήρες.Η χρήση αυτών των κινητήρων δεν είναι ακόμη τόσο διαδεδομένη, αλλά πρόσφατα τόσο ξένοι όσο και εγχώριοι προμηθευτές προσφέρουν εξοπλισμό εξοπλισμένο με κινητήρες EC.

Τι είναι αυτόE.C.-κινητήρας;E.C.-κινητήρας -αυτός είναι ένας σύγχρονος κινητήρας χωρίς ψήκτρες με ενσωματωμένο ηλεκτρονικό έλεγχο, διαφορετικά μπορεί να ονομαστεί ηλεκτρονικά μεταγωγή, εξ ου και η λατινική συντομογραφία E.C.- Ηλεκτρονικά μεταγωγή. Οι ανεμιστήρες που κατασκευάζονται με βάση αυτόν τον κινητήρα ονομάζονται ανεμιστήρες EC.

Ο κινητήρας EC είναι κατασκευασμένος με βάση έναν εξωτερικό ρότορα, στον οποίο βρίσκονται μόνιμοι μαγνήτες. Ο ρότορας ελέγχεται από μια ελεγχόμενη παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στην περιέλιξη του στάτορα και εξαρτάται από την τρέχουσα θέση του ρότορα. Ο ρότορας παρακολουθείται χρησιμοποιώντας αισθητήρες Hall, καθώς και παραμέτρους ελέγχου που ορίζονται από εξωτερικούς αισθητήρες με τη μορφή σημάτων ρεύματος ή δυναμικού. Ο κινητήρας διαθέτει ενσωματωμένο ελεγκτή PID (αναλογικό-ολοκληρωμένο διαφορικό), σας επιτρέπει να ρυθμίσετε την ταχύτητα απόκρισης του κινητήρα στις αλλαγές στο σήμα ελέγχου.

Αρχή λειτουργίας του κινητήρα ECμπορεί να περιγραφεί με αυτόν τον τρόπο, ο έλεγχος του διανύσματος μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από τους ενσωματωμένους μαγνήτες πραγματοποιείται αλλάζοντας την κατεύθυνση του ρεύματος στην περιέλιξη του στάτορα. Ο ελεγκτής υπολογίζει ποια πολικότητα χρειάζεται για συνεχή περιστροφή του ρότορα σε μια δεδομένη ταχύτητα.

Ένα άλλο πλεονέκτημα της χρήσηςE.C.-οι κινητήρες μπορούν να θεωρηθούν ότι έχουν ελάχιστη παραγωγή θερμότητας, ενώ οι κινητήρες AC έχουν θερμοκρασία λειτουργίας έως και 75 βαθμούς. Οι επιτρεπόμενες θερμοκρασίες λειτουργίας του κινητήρα είναι +75 και 20 C.

Γιατί λοιπόν να χρησιμοποιήσετεE.C.- οι κινητήρες δικαιολογούνται;Εδώ είναι τα κύρια πλεονεκτήματα - συμπαγές μέγεθος, υψηλή απόδοσηεξοικονόμηση ενέργειας, ομαλός και ακριβής έλεγχος, χαμηλό επίπεδο θορύβου, μειωμένη παραγωγή θερμότητας, σχεδόν πλήρης απουσία κραδασμών, υψηλή αεροδυναμική και ισχύς που ταιριάζουν με την πτερωτή, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής του κινητήρα. Οι κινητήρες EC δεν έχουν ουσιαστικά αιχμή φορτία εκκίνησης, χάρη στον ενσωματωμένο ρυθμιστή, ο οποίος εξασφαλίζει ομαλή αύξηση του πλάτους. Το ρεύμα εκκίνησης συνήθως υπερβαίνει το ονομαστικό ρεύμα κατά 5-7 φορές στους ανεμιστήρες AC, γεγονός που συνεπάγεται την ανάγκη αύξησης της διατομής της καλωδίωσης και των παραμέτρων εκκίνησης.

Οι κινητήρες EC έχουν υψηλότερη απόδοση, που φτάνει το 80-90%, αφού ο ρότορας είναι εξωτερικός με μόνιμους μαγνήτες, με αποτέλεσμα να μην υπάρχουν απώλειες θερμότητας, σε σύγκριση με τον ρότορα σκίουρου-κλωβού ενός ασύγχρονου κινητήρα.

Υψηλός βαθμός εξοικονόμησης ενέργειας επιτυγχάνεται, μεταξύ άλλων, με τη ρύθμιση της ταχύτητας. Η εξοικονόμηση ενέργειας φτάνει το 30% σε σύγκριση με τους τριφασικούς κινητήρες AC. Επιπλέον, οι κινητήρες EC, λόγω της ηλεκτρονικής ρύθμισης, είναι λιγότερο ευαίσθητοι σε υπερτάσεις στο δίκτυο.

Από λειτουργική άποψη, τα πλεονεκτήματα των κινητήρων EC πηγάζουν από το γεγονός ότι τα περιστρεφόμενα μέρη έχουν σχεδιαστεί ως ένα δυναμικά και στατικά ισορροπημένο εξάρτημα, το συνολικό βάρος του οποίου κατανέμεται ομοιόμορφα μεταξύ των δύο ρουλεμάν στήριξης, το οποίο επηρεάζει σημαντικά τη διάρκεια ζωής του προϊόντος. Μια συνοδευτική περίσταση είναι επίσης οι ελάχιστοι κραδασμοί και θόρυβος κατά τη λειτουργία του κινητήρα EC.

Ποια άλλα επιχειρήματα χρειάζονται για τη χρήση εξοπλισμού με κινητήρες EC;

Εξαερισμός με μοτέρ EC

Συστήματα εξαερισμός, θέρμανση και κλιματισμόςείναι οι μεγαλύτεροι καταναλωτές ενέργειας στα κτίρια. Αυτοί λογαριάζουν έως 70%συνολική κατανάλωση ενέργειας.

Είναι απαραίτητο να γίνει η πιο αποτελεσματική χρήση της διαθέσιμης ενέργειας, να επαναχρησιμοποιηθεί όπου είναι δυνατόν και επίσης να χρησιμοποιηθεί δωρεάν ανανεώσιμη ενέργεια περιβάλλον(χώμα, αέρας, νερό).

Τα χρήματα που εξοικονομούνται είναι χρήματα που κερδίζονται και η καλύτερη ανανεώσιμη ενέργεια είναι η ενέργεια που δεν σπαταλάται.

Η εταιρεία μας προσφέρει σχέδιο , εγκατάσταση , προσαρμογή νέα συστήματα εξαερισμός εξοικονόμησης ενέργειας, και εκσυγχρονισμός και μείωση της κατανάλωσης ενέργειας υπάρχοντα συστήματα.

Ένας από τους τρόπους μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας σε συστήματα μικροκλίματος είναι η χρήση ηλεκτρονικών κινητήρων με ενσωματωμένα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου ή, εν συντομία, κινητήρες EC.

κινητήρες ECπροσελκύουν αυξανόμενο ενδιαφέρον από καταναλωτές, ειδικούς και κατασκευαστές λόγω της ριζικής μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας, της αύξησης της παραγωγικότητας του εξοπλισμού και της περιόδου αδιάλειπτης λειτουργίας του.

Οι ανεμιστήρες με ηλεκτρονικά εναλλάξιμους κινητήρες EC καταναλώνουν έως και 50% λιγότερη ενέργεια από τους συμβατικούς ανεμιστήρες. Το λειτουργικό κόστος κατά τη χρήση τους μειώνεται κατά μέσο όρο κατά 30%. Σε πολλές χώρες, οι καταναλωτές και οι κατασκευαστές εξοπλισμού εξαερισμού μεταβαίνουν μαζικά σε ανεμιστήρες EC, επειδή στην κλίμακα ενός αντικειμένου, μιας επιχείρησης και ακόμη περισσότερο μιας πόλης ή χώρας, αυτό οδηγεί σε τεράστια εξοικονόμηση ενέργειας και χρημάτων.

Ο ηλεκτρονικά εναλλάκτης κινητήρας EC είναι καινοτόμος ανάπτυξηΗ γερμανική εταιρεία ebm-papst Mulfingen, της οποίας η μοναδικότητα έγκειται στην ενσωμάτωση ηλεκτρονικών απευθείας στον κινητήρα.

Ενσωματωμένη εγγύηση ηλεκτρονικών πλήρης έλεγχοςυπερκατανάλωση ενέργειας, ακριβής, ομαλή και αυτόματη υποστήριξη των παραμέτρων. ΣΕ συμβατικούς ανεμιστήρεςΓια να επιτευχθεί παρόμοια απόδοση, απαιτείται πρόσθετος εξοπλισμός ελέγχου.

Το αναμφισβήτητο πλεονέκτημα του κινητήρα EC είναι η πολύ υψηλή του απόδοση σε οποιαδήποτε ταχύτητα, που φτάνει πάνω από 90%, λόγω του ότι ο ρότορας του είναι εξωτερικός με μόνιμους μαγνήτες και δεν υπάρχουν θερμικές απώλειες, αναπόφευκτες στην περίπτωση του σκίουρου-κλουβιού. ρότορα ενός ασύγχρονου κινητήρα.

Σύγκριση αποτελεσματικότηταςδιαφορετικών τύπων ηλεκτρονικώνκινητήρες

Χορήγηση υψηλή ισχύς, οι ανεμιστήρες εξοπλισμένοι με κινητήρες EC διαφέρουν χαμηλό επίπεδοθόρυβος, ο οποίος είναι ιδιαίτερα σημαντικός όταν χρησιμοποιείται ως μέρος εξοπλισμού για δημόσιες εγκαταστάσεις (σούπερ μάρκετ, ξενοδοχεία), καθώς και κοντά σε κτίρια κατοικιών και οικιακή σφαίρα.

Οι ανεμιστήρες EC χαρακτηρίζονται από υψηλή απόδοσηκαι βέλτιστο έλεγχο σε όλο το εύρος ταχύτητας περιστροφής. Διαφέρουν μακροπρόθεσμαυπηρεσία - έως 7-8 χρόνια συνεχούς λειτουργίας. Ταυτόχρονα, χάρη στην εξαιρετική αξιοπιστία του εξοπλισμού, συντήρηση σέρβιςμειωθεί στο ελάχιστο.

Αρχή λειτουργίας και συσκευήΕΕ-κινητήρας

Οδηγούμενος από μια ηλεκτρονική συσκευή μεταγωγής (ελεγκτής), ο κινητήρας EC είναι α σύγχρονος ηλεκτροκινητήρας DC με εξωτερικό ρότορα, ο οποίος, σε αντίθεση συμβατικός κινητήραςδεν έχει εξαρτήματα που τρίβονται ή φθείρονται, όπως διακόπτη και βούρτσες.

Στο μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από μόνιμους μαγνήτες που είναι ενσωματωμένοι στον ρότορα, το διάνυσμα πεδίου ελέγχεται αλλάζοντας την κατεύθυνση του ρεύματος στην περιέλιξη του στάτορα. Σε κάθε χρονική στιγμή, ο ελεγκτής υπολογίζει και τροφοδοτεί την περιέλιξη του στάτη με την τρέχουσα πολικότητα, η οποία είναι απαραίτητη για τη διασφάλιση της συνεχούς περιστροφής του ρότορα σε μια δεδομένη ταχύτητα.

Ο κινητήρας EC έχει έναν εξωτερικό ρότορα που περιέχει τμήματα μόνιμου μαγνήτη. Η περιστροφή του ρότορα ελέγχεται από την ελεγχόμενη παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στην περιέλιξη του στάτορα ανάλογα με τη θέση του ρότορα, η οποία παρακολουθείται χρησιμοποιώντας αισθητήρες Hall, καθώς και καθορισμένες παραμέτρους ελέγχου που προέρχονται, για παράδειγμα, από εξωτερικούς αισθητήρες του κατάλληλου τύπου με τη μορφή σήματα ρεύματος (4-20 mA) ή δυναμικού (0-10 V).

Οι κινητήρες EC μπορούν να συνδεθούν σε μια πηγή ισχύος DC ή μέσω μιας ενσωματωμένης μονάδας μεταγωγής στο δίκτυο εναλλασσόμενο ρεύμα(220 V, 380 V). Χρησιμοποιώντας μια τυπική διεπαφή RS-485 ή ένα ειδικό BUS ebm, είναι δυνατός ο έλεγχος ενός ανεμιστήρα ή μιας ομάδας ανεμιστήρων μέσω ενός υπολογιστή. Είναι επίσης δυνατή η χρήση τεχνολογίας Bluetooth. Προβλέπεται η έκδοση συναγερμών και συναγερμός, καθώς και τη διασφάλιση της παρακολούθησης της λειτουργίας του συστήματος.

Χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρονικό ελεγκτή κινητήρα EC, ο ανεμιστήρας μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας αισθητήρα θερμοκρασίας, αισθητήρα πίεσης ή άλλες παραμέτρους. Η ηλεκτρονική πλακέτα του ελεγκτή EC δεν απαιτεί συντήρηση.

Βασικά Οφέλημοτέρ ECσε αυτή:

• Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας - Η υψηλή απόδοση του κινητήρα (πάνω από 90%) λόγω της απουσίας θερμικών απωλειών μειώνει την κατανάλωση ενέργειας κατά 30-50% σε σύγκριση με ΕΝΑ σύγχρονους κινητήρες. Με τον έλεγχο ταχύτητας, η κατανάλωση ενέργειας μειώνεται κατά 4-8 φορές!
• Μεγάλη διάρκεια ζωήςΚαι υψηλή αξιοπιστίαδουλειά λόγω της απουσίας βουρτσών τριβής, διακόπτη και ρευμάτων εισόδου κατά την εκκίνηση του ανεμιστήρα, καθώς και χάρη στην ενσωματωμένη προστασία ισχύος (περισσότερες από 80.000 ώρες συνεχούς λειτουργίας).
• ΕλάχιστοΕπίπεδο θορύβουκαι χωρίς κραδασμούς σε οποιαδήποτε ταχύτητα περιστροφής (ο θόρυβος είναι 20-35 dB(A) χαμηλότερος από αυτόν των παραδοσιακών ανεμιστήρων! Δεν υπάρχει θόρυβος συντονισμού που να συνοδεύει τη λειτουργία του κινητήρα με εξωτερικό μετατροπέα συχνότητας.
• Συμπαγές και μειωμένο βάρος - η απαιτούμενη πίεση και η ροή αέρα μπορούν να ληφθούν χρησιμοποιώντας έναν μικρότερο ανεμιστήρα, μειώνοντας έτσι γενικές διαστάσειςκαι το βάρος των μονάδων εξαερισμού.
• Μειωμένη παραγωγή θερμότητας - Ο κινητήρας EC δεν παράγει σχεδόν καθόλου θερμότητα κατά τη λειτουργία, ενώ ο ασύγχρονος κινητήρας AC έχει Θερμοκρασία λειτουργίαςέως + 75°C.
• Χωρίς υψηλά ρεύματα εισόδου χάρη σε ομαλή εκκίνησηΕΚ οπαδοί ενώ ρεύμα εκκίνησηςΟι ανεμιστήρες AC είναι συνήθως 5-7 φορές βαθμολογημένοι. Η απρόσκοπτη διάρκεια λειτουργίας του κινητήρα EC αυξάνεται, η διατομή των ηλεκτρικών καλωδίων και οι παράμετροι του εξοπλισμού εκκίνησης μειώνονται.
• Ομαλή και ακριβής ρύθμιση ταχύτητες ανεμιστήρα - αλλαγές απόδοσης είναι δυνατές ανάλογα με οποιοδήποτε σήμα ελέγχου (θερμοκρασία, υγρασία, πίεση, ποιότητα αέρα κ.λπ.).
• Ο ενσωματωμένος έλεγχος σάς επιτρέπει να αποφύγετε χωρίς πρόσθετο εξωτερικό ελεγκτή, μετατροπέα συχνότητας ή την ανάγκη τοποθέτησης θωρακισμένου καλωδίου στον μετατροπέα. Οι εξωτερικοί αισθητήρες συνδέονται απευθείας με τον κινητήρα.
• Υψηλής απόδοσης επιτυγχάνεται ακόμη και σε χαμηλές στροφέςσε αντίθεση με τους κινητήρες με μετατροπείς συχνότητας.
• Ασφάλεια -ενσωματωμένη προστασία από υπερένταση, υπερθέρμανση, απώλεια φάσης, υπερτάσεις, Αυτόματο μπλοκάρισμακινητήρα σε ατύχημα. Δεν απαιτείται πρόσθετες συσκευέςΠΡΟΣΤΑΣΙΑ. Λειτουργία χωρίς προβλήματαπαρέχεται σε δυσμενείς συνθήκεςπεριβάλλον και ένα ευρύ φάσμα ονομαστικής τάσης: 1~200..277 V ή 3~380..480 V.
• Απομακρυσμένος κεντρικός έλεγχος και παρακολούθηση. Οι ανεμιστήρες EC μπορούν να ελέγχονται εξ αποστάσεως με υψηλή ακρίβεια, μεταξύ άλλων μέσω Διαδικτύου, και μπορούν να συνδεθούν σε δίκτυο για συνεργασία. Τηλεχειριστήριο όλων των παραμέτρων λειτουργίας ανεμιστήρα.

Η ενεργειακή απόδοση του εξοπλισμού εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ενεργειακή απόδοση των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται σε αυτόν και τεχνικές λύσεις. Οι κινητήρες μεταβλητής ταχύτητας έχουν γίνει πρόσφατα δημοφιλείς σε συμπιεστές, αντλίες και ανεμιστήρες.

Αυξημένη απόδοση βελτιστοποιώντας τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται

Μαζί με επαγωγικούς κινητήρες υψηλής απόδοσης, κινητήρες με αναμμένους ρότορες μόνιμοι μαγνήτεςμε υψηλό συντελεστή χρήσιμη δράση. Οι κινητήρες που χρησιμοποιούν αυτή την τεχνολογία είναι ευρέως γνωστοί στη βιομηχανία HVAC ως ηλεκτροκινητήρες με μεταγωγή (EC). Συνήθως, οι κινητήρες EC χρησιμοποιούνται σε εξωτερικούς ανεμιστήρες ρότορα.

Για να χρησιμοποιήσει την τεχνολογία EC σε μια ποικιλία βιομηχανιών, η Danfoss βελτίωσε τον αποδεδειγμένο αλγόριθμο VVC+ και τον βελτιστοποίησε για σύγχρονους κινητήρες μόνιμου μαγνήτη. Απόδοση κινητήρα αυτού του τύπου, που συχνά συντομεύονται ως κινητήρες μόνιμου μαγνήτη (PM), είναι συγκρίσιμοι με την απόδοση των κινητήρων EC. Ταυτόχρονα, ο σχεδιασμός των κινητήρων PM συμμορφώνεται με τα πρότυπα IEC, γεγονός που τους επιτρέπει να ενσωματώνονται εύκολα τόσο σε νέα όσο και σε υπάρχοντα συστήματα και απλοποιεί σημαντικά τη θέση σε λειτουργία των κινητήρων.

Η τεχνολογία Danfoss EC+ επιτρέπει στους κινητήρες PM συμβατούς με IEC να χρησιμοποιούνται με μετατροπείς συχνότητας Danfoss VLT.

Πρότυπα ενεργειακής απόδοσης

Η βελτίωση της αποτελεσματικότητας του συστήματος είναι με απλό τρόπομειώνοντας την ενεργειακή του κατανάλωση. Για το λόγο αυτό, η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει εγκρίνει ελάχιστα πρότυπα ενεργειακής απόδοσης για έναν αριθμό τεχνικές συσκευές. Έτσι, έχει εισαχθεί ένα πρότυπο ελάχιστης ενεργειακής απόδοσης (MEPS) για τριφασικούς επαγωγικούς κινητήρες (βλ. πίνακα).

Τραπέζι. Πρότυπα MEPS για ηλεκτρικούς κινητήρες

Ωστόσο, για να επιτύχετε τη μέγιστη ενεργειακή απόδοση, πρέπει να δώσετε προσοχή στην απόδοση του συστήματος στο σύνολό του. Για παράδειγμα, οι συχνοί κύκλοι start/stop σε κινητήρες κατηγορίας IE2 οδηγούν σε αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας, η οποία αναιρεί την εξοικονόμηση που επιτυγχάνεται σε κανονική λειτουργία.

Ιδιαίτερη προσοχήΕίναι επίσης απαραίτητο να δώσετε προσοχή στους ανεμιστήρες και τις αντλίες. Η χρήση μετατροπέα συχνότητας σε συνδυασμό με συσκευές αυτού του τύπου σάς επιτρέπει να επιτύχετε υψηλότερη απόδοση. Επομένως, ο καθοριστικός παράγοντας είναι η συνολική απόδοση του συστήματος, όχι η απόδοση μεμονωμένων στοιχείων. Σύμφωνα με το VDI DIN 6014, η απόδοση ενός συστήματος ορίζεται ως το γινόμενο της απόδοσής του συστατικά:

Απόδοση συστήματος = απόδοση μετατροπέα × απόδοση κινητήρα × απόδοση σύνδεσης × απόδοση ανεμιστήρα.

Για παράδειγμα, εξετάστε την απόδοση ενός φυγοκεντρικού ανεμιστήρα με εξωτερικό ρότορα που χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με κινητήρα EC. Για να επιτευχθεί ένα συμπαγές μέγεθος συστήματος, ο κινητήρας βρίσκεται εν μέρει μέσα στην πτερωτή του ανεμιστήρα. Αυτός ο σχεδιασμός μειώνει την απόδοση του ανεμιστήρα και την απόδοση του συστήματος στο σύνολό του. Έτσι, η υψηλή απόδοση κινητήρα δεν εγγυάται υψηλή απόδοση ολόκληρου του συστήματος (Εικ. 1).

Ρύζι. 1. Αποτελεσματικότητα διαφόρωνσυστήματα που χρησιμοποιούν φυγοκεντρικός ανεμιστήραςμε διάμετρο 450 χλστ. Η απόδοση των κινητήρων προσδιορίστηκε κατά τη διάρκεια των μετρήσεων. Η απόδοση του ανεμιστήρα λήφθηκε από τους καταλόγους των κατασκευαστών

Αρχή λειτουργίας του κινητήρα EC

Στη βιομηχανία HVAC, ένας κινητήρας EC αναφέρεται συνήθως σε έναν ειδικό τύπο κινητήρα που είναι συμπαγής σε μέγεθος και υψηλής απόδοσης. Οι κινητήρες EC λειτουργούν με την αρχή της ηλεκτρονικής μεταγωγής αντί της παραδοσιακής μεταγωγής βούρτσας που συναντάμε στους κινητήρες συνεχούς ρεύματος. Οι κατασκευαστές κινητήρων EC αντικαθιστούν τις περιελίξεις του ρότορα με μόνιμους μαγνήτες. Οι μαγνήτες βελτιώνουν την απόδοση και η ηλεκτρονική εναλλαγή εξαλείφει το πρόβλημα μηχανική φθοράβούρτσες Δεδομένου ότι η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα EC είναι παρόμοια με αυτή ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος, τέτοιοι κινητήρες ονομάζονται συχνά κινητήρες συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες (BLDC).

Οι κινητήρες αυτής της κατηγορίας έχουν συνήθως ισχύ έως και αρκετές εκατοντάδες watt. Στη βιομηχανία HVAC, χρησιμοποιούνται συχνότερα με τη μορφή εξωτερικών περιστροφικοί κινητήρεςκαι χρησιμοποιούνται σε μεγάλο εύρος ισχύος. Η ισχύς ορισμένων συσκευών μπορεί να φτάσει τα 6 kW.

Ρύζι. 2. Διάφοροι τύποι κινητήρων

Χάρη στους ενσωματωμένους μόνιμους μαγνήτες, οι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη δεν απαιτούν ξεχωριστή περιέλιξη για διέγερση. Ωστόσο, για να δουλέψουν χρειάζονται ηλεκτρονικός ελεγκτής, το οποίο δημιουργεί ένα περιστρεφόμενο πεδίο. Η απευθείας σύνδεση στο καλώδιο ρεύματος συνήθως δεν είναι δυνατή ή οδηγεί σε μειωμένη απόδοση. Για τον έλεγχο του κινητήρα, ο ελεγκτής (μετατροπέας συχνότητας) πρέπει να μπορεί να προσδιορίζει την τρέχουσα κατάσταση του ρότορα ανά πάσα στιγμή. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται δύο διάφορες μεθόδους, ένα από τα οποία χρησιμοποιεί ανατροφοδότησηαπό την πλευρά του αισθητήρα για να προσδιορίσετε τρέχουσα θέσηρότορα, και ο άλλος δεν τον χρησιμοποιεί.

Ρύζι. 3. Σύγκριση διάφοροι τύποιεναλλαγή

Διακριτικό χαρακτηριστικόκινητήρας με διέγερση μόνιμου μαγνήτη είναι αντίστροφης φύσης ηλεκτροκινητική δύναμη(EMF). Στη λειτουργία γεννήτριας, ο κινητήρας παράγει μια τάση που ονομάζεται πίσω εμφ. Για βέλτιστο έλεγχοκινητήρα, ο ελεγκτής πρέπει να διασφαλίζει τη μέγιστη συμμόρφωση του σχήματος του σήματος τάσης εισόδου με το σχήμα του σήματος πίσω EMF. Κατασκευαστές κινητήρες χωρίς ψήκτρεςΤο ρεύμα συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιεί ορθογώνια μεταγωγή παλμού για το σκοπό αυτό (Εικ. 3).

Κινητήρες PM ως εναλλακτική λύση στους κινητήρες EC

Κάθε τύπος κινητήρα μόνιμου μαγνήτη έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Οι κινητήρες PM με ημιτονοειδή μεταγωγή είναι απλούστεροι στη δομή, αλλά απαιτούν περισσότερα σύνθετο κύκλωμαδιαχείριση. Στην περίπτωση των κινητήρων EC, η κατάσταση είναι διαμετρικά αντίθετη: η δημιουργία ενός τετραγωνικού κύματος οπίσθιου EMF είναι πιο περίπλοκη εργασία, αλλά η δομή του κυκλώματος ελέγχου είναι σημαντικά απλοποιημένη. Ωστόσο, η τεχνολογία ηλεκτρονικής μεταγωγής χαρακτηρίζεται από υψηλότερη διακύμανση της ροπής λόγω της χρήσης μεταγωγής τετραγωνικών κυμάτων. Οι κινητήρες αυτού του τύπου χρησιμοποιούν επίσης 1,22 φορές περισσότερο υψηλής τάσηςσε σύγκριση με τους κινητήρες PM λόγω της χρήσης δύο φάσεων αντί τριών.

Ρύζι. 4. Ισοδύναμα κυκλώματα κινητήρα

Η χρήση μόνιμων μαγνητών στον κινητήρα (Εικ. 4) εξαλείφει σχεδόν πλήρως τις απώλειες στον ρότορα, γεγονός που οδηγεί σε αυξημένη απόδοση.

Τα πλεονεκτήματα απόδοσης των κινητήρων EC έναντι των παραδοσιακών μονοφασικών κινητήρων επαγωγής με σκίαση πόλων είναι μεγαλύτερα στην περιοχή ισχύος αρκετών εκατοντάδων watt. Οι τριφασικοί κινητήρες επαγωγής έχουν συνήθως ονομαστικές τιμές ισχύος άνω των 750 W. Το πλεονέκτημα απόδοσης των κινητήρων EC μειώνεται καθώς αυξάνεται η ονομαστική ισχύς του εξοπλισμού. Συστήματα που βασίζονται σε κινητήρες EC και κινητήρες PM (ηλεκτρονικά συν κινητήρα) με παρόμοιες διαμορφώσεις (τροφοδοτικό, ηλεκτρομαγνητικό φίλτρο κ.λπ.) έχουν συγκρίσιμες αποδόσεις.

Οι τριφασικοί κινητήρες επαγωγής χρησιμοποιούνται πλέον ευρέως, με τις τυπικές διαστάσεις τοποθέτησης και πλαισίου που ορίζονται στο IEC EN 50487 ή το IEC 72. Ωστόσο, πολλοί κινητήρες PM χρησιμοποιούν άλλα πρότυπα. Οπως και χαρακτηριστικό παράδειγμαΜπορείτε να εξετάσετε τα servo. Με το συμπαγές μέγεθος και το μακρύ ρότορά τους, οι σερβομηχανισμοί είναι βελτιστοποιημένοι για εξαιρετικά δυναμικές εφαρμογές.

Οι κινητήρες PM διατίθενται αυτήν τη στιγμή με τυπικά μεγέθηΠλαίσια συμβατά με IEC, που επιτρέπουν τη χρήση κινητήρων μόνιμου μαγνήτη υψηλής απόδοσης σε υπάρχοντα συστήματα. Αυτό επιτρέπει την αντικατάσταση παλαιότερων τριφασικών κινητήρων επαγωγής (TPIM) με πιο αποδοτικούς κινητήρες PM.

Υπάρχουν δύο τύποι κινητήρων PM που συμμορφώνονται με τα πρότυπα IEC:

Επιλογή 1: Οι κινητήρες PM/EC και TPIM έχουν το ίδιο μέγεθος πλαισίου.

Παράδειγμα. Ο κινητήρας TPIM 3 kW μπορεί να αντικατασταθεί από έναν κινητήρα EC/PM ίδιου μεγέθους.

Επιλογή 2: Ο κινητήρας PM/EC με βελτιστοποιημένο μέγεθος πλαισίου και ο κινητήρας TPIM έχουν την ίδια ονομαστική ισχύ. Λόγω του ότι τα μοτέρ PM συνήθως έχουν περισσότερα συμπαγές μέγεθοςσε συγκρίσιμο επίπεδο ισχύος, το μέγεθος του πλαισίου είναι μικρότερο από ό,τι για έναν κινητήρα τύπου TPIM.

Παράδειγμα. Ο κινητήρας TPIM 3 kW μπορεί να αντικατασταθεί από έναν κινητήρα EC/PM με μέγεθος πλαισίου που αντιστοιχεί στον κινητήρα TPIM 1,5 kW.

Τεχνολογία EC+

Η τεχνολογία Danfoss EC+ αναπτύχθηκε ως απάντηση στις απαιτήσεις των πελατών. Επιτρέπει τη χρήση κινητήρων PM σε συνδυασμό με μετατροπείς συχνότητας Danfoss. Οι πελάτες έχουν τη δυνατότητα να επιλέξουν έναν κινητήρα από οποιονδήποτε κατασκευαστή. Με αυτόν τον τρόπο, απολαμβάνουν όλα τα οφέλη της τεχνολογίας EC με σχετικά χαμηλό κόστος, χωρίς να χάνουν τη δυνατότητα βελτιστοποίησης ολόκληρου του συστήματος όπως απαιτείται.

Ο συνδυασμός των πιο αποτελεσματικών μεμονωμένων στοιχείων σε ένα σύστημα παρέχει επίσης ολόκληρη γραμμήοφέλη. Με τη χρήση τυπικών εξαρτημάτων, οι πελάτες είναι ανεξάρτητοι από τους προμηθευτές και έχουν εύκολη πρόσβαση στα ανταλλακτικά. Δεν χρειάζεται να ρυθμίσετε τις συνδέσεις εγκατάστασης κατά την αντικατάσταση του κινητήρα. Η θέση σε λειτουργία του κινητήρα είναι παρόμοια με τη θέση σε λειτουργία ενός τυπικού τριφασικού επαγωγικός κινητήρας.

Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας EC+

Ρύζι. 5. Σύγκριση μεγεθών
τυπικό τριφασικό
επαγωγικός κινητήρας
(κάτω) και βελτιστοποιημένη
Μοτέρ PM (πάνω)

Τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας EC+ περιλαμβάνουν τους ακόλουθους παράγοντες:

• Δυνατότητα επιλογής του τύπου κινητήρα που χρησιμοποιείται (μοτέρ μόνιμου μαγνήτη ή ασύγχρονο κινητήρα).
• Το κύκλωμα ελέγχου κινητήρα παραμένει αμετάβλητο.
• Ανεξαρτησία από τον κατασκευαστή στην επιλογή των εξαρτημάτων του κινητήρα.
• Η υψηλή απόδοση του συστήματος επιτυγχάνεται με τη χρήση εξαρτημάτων υψηλής απόδοσης.
• Δυνατότητα αναβάθμισης υφιστάμενων συστημάτων.
• Ευρύ φάσματιμές ονομαστικής ισχύος κινητήρα.
• Σημαντικά μειωμένο βάρος και διαστάσεις του εξοπλισμού (Εικ. 5).

Εκτός από τα πλεονεκτήματα που αναφέρονται παραπάνω, πρέπει επίσης να σημειωθεί ένα ακόμη χαρακτηριστικό της τεχνολογίας EC+. Γεγονός είναι ότι οι συμβατικοί ανεμιστήρες με ηλεκτρονική αλλαγή δεν μπορούν να παρέχουν απόδοση υψηλότερη από την ονομαστική, αφού έχουν όριο ταχύτητας. Ταυτόχρονα, οι ανεμιστήρες που κατασκευάζονται σύμφωνα με την αρχιτεκτονική EC+ μπορούν να επιταχυνθούν σε υψηλότερες από τις ονομαστικές ταχύτητες περιστροφής της πτερωτής. Στην πράξη, αυτό σημαίνει τη δυνατότητα αύξησης της ροής αέρα πάνω από την ονομαστική.

Επιπλέον, η λειτουργία των κινητήρων EC+ μπορεί να ελεγχθεί μέσω των πρωτοκόλλων δικτύου BACnet, ModBus και άλλων.

Η τεχνολογία EC+ από την οπτική γωνία του τελικού χρήστη

Ξεχωριστά, θα πρέπει να ειπωθεί για την άποψη της τεχνολογίας EC+ από την άποψη των τελικών χρηστών (κατά κανόνα, αυτοί είναι ειδικοί στο σχεδιασμό, την εγκατάσταση και τη λειτουργία συστημάτων εξαερισμού):

Γνωστή τεχνολογία.Πολλοί ειδικοί χρησιμοποιούν εδώ και πολύ καιρό στάνταρ κινητήρεςΣειρά Danfoss VLT HVAC Drive. Η διαμόρφωση των κινητήρων PM είναι σχεδόν πανομοιότυπη. Ο χρήστης χρειάζεται μόνο να εισάγει νέες παραμέτρους κινητήρα στο σύστημα διαχείρισης κτιρίου. Η αρχή του ελέγχου λειτουργίας του κινητήρα παραμένει αμετάβλητη. Έτσι, έλεγχος κινητήρα διάφοροι τύποιμέσα σε ένα σύστημα δεν είναι δύσκολο. Είναι επίσης δυνατή η αντικατάσταση του τυπικού κινητήρα επαγωγής με κινητήρα PM.

Ανεξαρτησία από τον κατασκευαστή.Οι χρήστες έχουν ευελιξία στην προσαρμογή των συστημάτων με μια επιλογή τυπικών στοιχείων διάφορους κατασκευαστές. Βέλτιστη απόδοση συστήματος.Ο μόνος τρόπος για να επιτευχθεί η βέλτιστη απόδοση είναι η χρήση των πιο αποδοτικών εξαρτημάτων. Οι χρήστες που θέλουν να επιτύχουν τη μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειας πρέπει όχι μόνο να χρησιμοποιούν αποδοτικά εξαρτήματα, αλλά και να έχουν στη διάθεσή τους αποτελεσματικό σύστημα, χτισμένο με βάση αυτά τα στοιχεία.

Χαμηλό κόστοςΣυντήρηση.Ένα μειονέκτημα των ολοκληρωμένων συστημάτων είναι συχνά η αδυναμία αντικατάστασης μεμονωμένων στοιχείων. Τα φθαρμένα μέρη (για παράδειγμα, τα ρουλεμάν) δεν μπορούν πάντα να αντικατασταθούν χωρίς αλλαγή του ίδιου του κινητήρα, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρό κόστος. Η αρχή λειτουργίας της τεχνολογίας EC+ περιλαμβάνει τη χρήση τυπικών εξαρτημάτων που ο χρήστης μπορεί να αλλάξει ανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Αυτό σας επιτρέπει να ελαχιστοποιήσετε το κόστος συντήρησης του συστήματος.

Έτσι, η τεχνολογία EC+ φαίνεται πολλά υποσχόμενη υπό το πρίσμα της σύγχρονες τάσειςεξοικονόμηση ενέργειας και αύξηση του βαθμού ελέγχου και διαχειρισιμότητας διαφόρων στοιχείων των μηχανικών υποσυστημάτων του κτιρίου. Η ευελιξία της τεχνολογίας θα πρέπει επίσης να παίξει ρόλο - η δυνατότητα εφαρμογής της σε προηγουμένως εγκατεστημένο εξοπλισμό.

Yuri Khomutsky, τεχνικός συντάκτης του περιοδικού "CLIMATE WORLD"

Το άρθρο χρησιμοποιεί υλικά από Τεχνικό εγχειρίδιοεταιρεία Danfoss.