Analisi del risparmio energetico delle ventole EC rispetto a quelle AC
Questo articolo analizzerà le differenze tra ventilatori EC e AC dal punto di vista delle loro reali soluzioni di produzione, principi di funzionamento, dati dinamometrici dei motori correlati, dati reali di test del volume d'aria dei ventilatori, scenari applicabili reali delle ventole assiali AC e EC, e tendenze di sviluppo del settore.
Soluzioni di produzione reali per motori ad aria alternata
Avvolgimento dello statore Rotore a gabbia scoiattoloSchema dell'assemblaggio rotore Stator-Rotore
Dalle immagini reali, possiamo vedere che lo schema di avvolgimento a fessure trasversali del motore AC fa sporgere parte del filo smaltato oltre il nucleo.
Il processo principale del principio di funzionamento del motore AC è il seguente
1. L'avvolgimento dello stator è collegato a una corrente alternata, e viene generato un campo magnetico rotante e variabile nell'avvolgimento.
2. Le linee di flusso magnetico rotanti e variabili dello statore passano attraverso il rotore della gabbia scoiattolo. Secondo il principio dell'induzione elettromagnetica, un campo magnetico indotto rotante e variabile viene indotto sul rotore, e il campo magnetico del rotore "segue" le variazioni del campo magnetico dello stator.
3. I due campi magnetici interagiscono tra loro per far ruotare il rotore.
Il vero piano di produzione del motore EC
Schema dell'avvolgimento dello statore a magnete permanente del rotore e dell'assemblaggio rotore
Dalle immagini dell'oggetto reale, si può vedere che i motori EC utilizzano principalmente avvolgimenti centralizzati, simili all'avvolgimento a dente singolo della bobina attorno allo stator, mentre il filo smaltato ha una distanza di filo trasversale più breve. Il filo smaltato supera relativamente meno il piano del nucleo.
Principio di funzionamento del motore EC
Il principio di funzionamento del motore EC può essere semplificato nei seguenti tre passaggi:
1. L'alimentazione AC in ingresso viene raddrizzata e convertita in corrente continua dal controllore, e la corrente DC viene poi convertita in corrente alternata della frequenza richiesta tramite inversione, e quindi l'ingresso all'avvolgimento del motore tramite la testina smaltata collegata alla scheda elettrica di controllo. Il controllore genera un campo magnetico rotante collegando gli avvolgimenti in sequenza.
2. Il campo magnetico rotante interagisce con il campo magnetico del rotore a magnete permanente per far ruotare il motore.
3. Il controllore può determinare con precisione la posizione del campo magnetico del rotore monitorando i sensori, la corrente e la forza elettromotrice retro e altri segnali, e poi condurre l'avvolgimento corrispondente per formare un campo magnetico di guida.
Analisi del risparmio energetico dei motori EC in principio e applicazione rispetto ai motori AC
Dall'analisi sopra citata, si può vedere che i motori AC stabiliscono un campo magnetico efficace tramite induzione elettromagnetica, quindi parte dell'energia elettrica viene utilizzata per stabilire il campo magnetico e l'efficienza di conversione dell'energia cinetica si riduce. I motori EC utilizzano magneti permanenti, quindi non è necessario l'uso di energia elettrica per stabilire il campo magnetico del rotore, quindi non c'è perdita di energia.
In secondo luogo, ci sono differenze negli effetti di avvolgimento e campo magnetico. Nel processo di avvolgimento a fessure trasversali dei motori AC, una grande parte del filo smaltato supera il nucleo, causando perdite e calore, riducendo così l'efficienza della conversione del motore in energia cinetica. Il metodo di avvolgimento dei motori EC può ridurre questa perdita.
A causa del principio di progettazione a induzione dei motori AC, rotore e statore hanno un design a slittamento fisso. Quando il motore supera il carico previsto, lo slittamento effettivo del motore si discosta dallo slittamento previsto, restringendo così l'intervallo complessivo di alta efficienza. Il design a magnete permanente e il controllo di trasmissione dei motori EC eviteranno efficacemente questa situazione. Per ridurre questo difetto dei motori AC, gli inverter sono spesso utilizzati in applicazioni reali per regolare la velocità dei motori AC. La regolazione della velocità in frequenza variabile comprende principalmente tre processi: rettifica, inversione e controllo. In questi tre processi, l'efficienza di conversione varia a seconda del punto operativo, variando approssimativamente dall'85% al 96%. La principale perdita di energia si trova nei collegamenti di rettificazione e inversione, rappresentando circa il 90% della perdita totale. Il valore effettivo di prova dell'efficienza del controller dei motori EC è per lo più superiore al 97%. In generale, i motori AC con inverter possono migliorare in una certa misura l'efficienza operativa dei motori AC, ma c'è comunque un certo divario rispetto all'EC.
Di seguito è la curva del dinamometro di un determinato motore AC e di un motore EC della stessa gamma di potenza e velocità.
Dalla curva possiamo trarre una conclusione: i motori EC sono più efficienti e hanno una gamma più ampia di alta efficienza.
Analisi per risparmiare energia dei dati di prova delle ventole AC con inverter e ventilatori EC:
Attraverso l'analisi dei dati, si può osservare che al punto di funzionamento tipico di 100Pa per grandi ventilatori a flusso assiale, l'efficienza della pressione statica della soluzione EC è superiore del 3,3% rispetto a quella della soluzione AC più inverter.
