В этом посте будут проанализированы различия между вентиляторами EC и вентиляторами AC с точки зрения их реальных производственных решений, принципов работы, данных динамометра соответствующих двигателей, фактических данных по объёму воздуха, реальных сценариев применения осевых вентиляторов переменного тока и EC осевых вентиляторов, а также тенденций развития отрасли.
Реальные производственные решения для двигателей переменного тока
Обмотка статора Ротор «Клетка-белка» Схема сборки статора-ротора
По самим фотографиям видно, что схема обмотки двигателя переменного тока делает часть эмалированного провода выступающей за пределы сердечника.
Основной процесс работы двигателя переменного тока выглядит следующим образом
1. Обмотка статора подключена к переменному току, и в обмотке создаётся вращающееся и изменяющееся магнитное поле.
2. Вращающиеся и меняющиеся линии магнитного потока статора проходят через ротор клетки белки. Согласно принципу электромагнитной индукции, на роторе будет индуцировано вращающееся и изменяющееся индуцированное магнитное поле, и магнитное поле ротора «следует» за изменениями магнитного поля статора.
3. Два магнитных поля взаимодействуют друг с другом, чтобы вращать ротор.
Фактический план производства двигателя EC
Схема обмотки статора с постоянным магнитом, статор и сборка ротора
По фотографиям реального объекта видно, что EC-двигатели в основном используют централизованные обмотки, аналогичные однозубьей намотке катушки вокруг статора, а эмалированный провод имеет меньшее расстояние между поперечными проводами. Эмалированная проволока относительно меньше выходит за пределы сердечной плоскости.
Принцип работы EC-двигателя
Принцип работы EC-двигателя можно упростить до следующих трёх этапов:
1. Входное переменное питание исправляется и преобразуется в постоянное токовое питание контроллером, после чего постоянное питание преобразуется в переменное напряжение нужной частоты через инверсию, а затем вход в обмотку мотора через эмалированную головку, подключённую к электрической плате управления. Контроллер создаёт вращающееся магнитное поле, соединяя обмотки последовательно.
2. Вращающееся магнитное поле взаимодействует с магнитным полем ротора постоянного магнита, приводя двигатель в вращение.
3. Контроллер может точно определить положение магнитного поля ротора, отслеживая датчики, ток и обратное электродвижущее усилие, а также другие сигналы, а затем проводить соответствующую обмотку для формирования движущего магнитного поля.
Энергосберегающий анализ EC-двигателей в принципе и применении по сравнению с AC
Из приведённого выше анализа видно, что переменные двигатели создают эффективное магнитное поле за счёт электромагнитной индукции, поэтому часть электрической энергии используется для создания магнитного поля, а эффективность преобразования кинетической энергии снижается. Электродвигатели EC используют постоянные магниты, поэтому для создания магнитного поля ротора нет необходимости в электрической энергии, поэтому потери энергии не возникают.
Во-вторых, существуют различия в эффектах обмотки и магнитного поля. В процессе обмотки с поперечными слотами в двигателях переменного тока большая часть эмалированного провода выходит за пределы сердечника, что приводит к утечке и нагреву, тем самым снижая эффективность превращения двигателя в кинетическую энергию. Метод обмотки в EC-двигателях может уменьшить эти потери.
Из-за принципа индукционного проектирования переменного тока, ротор и статор имеют конструкцию с фиксированным скольжением. Когда двигатель превышает запланированную нагрузку, фактическое скольжение мотора отклоняется от проектируемого скольжения, что сужает общий диапазон высокой эффективности. Конструкция с постоянными магнитами и управление приводом у EC-двигателей эффективно избежат этой ситуации. Для уменьшения этого дефекта переменных двигателей инверторы часто используются в реальных приложениях для регулировки скорости переменных двигателей. Регулирование скорости с переменной частотой в основном включает три процесса: ректификацию, инверсию и управление. В этих трёх процессах эффективность преобразования варьируется в зависимости от точки работы, примерно от 85% до 96%. Основные потери энергии приходятся на ректификационные и инверсионные линии, что составляет около 90% общих потерь. Фактическое тестовое значение эффективности контроллера электродвигателей EC в основном превышает 97%. В целом, двигатели переменного тока с инверторами могут в определённой степени повысить эффективность работы двигателей переменного тока, но всё равно существует некоторый зазор по сравнению с EC.
Ниже приведена кривая динамометра определённого переменного тока и EC-двигателя с одинаковой мощностью и скоростью.
Исходя из этой кривой, можно сделать вывод: EC-двигатели более эффективны и обладают более широким диапазоном высокой эффективности.
Энергосберегающий анализ тестовых данных вентиляторов переменного тока с инверторами и EC-вентиляторами:
Анализируя данные, можно увидеть, что при типичной рабочей точке 100 Па для крупных осевых вентиляторов эффективность статического давления EC-раствора на 3,3% выше, чем у раствора AC плюс инвертор.
Реальные производственные решения для двигателей переменного тока
Обмотка статора Ротор «Клетка-белка» Схема сборки статора-ротора
По самим фотографиям видно, что схема обмотки двигателя переменного тока делает часть эмалированного провода выступающей за пределы сердечника.
Основной процесс работы двигателя переменного тока выглядит следующим образом
1. Обмотка статора подключена к переменному току, и в обмотке создаётся вращающееся и изменяющееся магнитное поле.
2. Вращающиеся и меняющиеся линии магнитного потока статора проходят через ротор клетки белки. Согласно принципу электромагнитной индукции, на роторе будет индуцировано вращающееся и изменяющееся индуцированное магнитное поле, и магнитное поле ротора «следует» за изменениями магнитного поля статора.
3. Два магнитных поля взаимодействуют друг с другом, чтобы вращать ротор.
Фактический план производства двигателя EC
Схема обмотки статора с постоянным магнитом, статор и сборка ротора
По фотографиям реального объекта видно, что EC-двигатели в основном используют централизованные обмотки, аналогичные однозубьей намотке катушки вокруг статора, а эмалированный провод имеет меньшее расстояние между поперечными проводами. Эмалированная проволока относительно меньше выходит за пределы сердечной плоскости.
Принцип работы EC-двигателя
Принцип работы EC-двигателя можно упростить до следующих трёх этапов:
1. Входное переменное питание исправляется и преобразуется в постоянное токовое питание контроллером, после чего постоянное питание преобразуется в переменное напряжение нужной частоты через инверсию, а затем вход в обмотку мотора через эмалированную головку, подключённую к электрической плате управления. Контроллер создаёт вращающееся магнитное поле, соединяя обмотки последовательно.
2. Вращающееся магнитное поле взаимодействует с магнитным полем ротора постоянного магнита, приводя двигатель в вращение.
3. Контроллер может точно определить положение магнитного поля ротора, отслеживая датчики, ток и обратное электродвижущее усилие, а также другие сигналы, а затем проводить соответствующую обмотку для формирования движущего магнитного поля.
Энергосберегающий анализ EC-двигателей в принципе и применении по сравнению с AC
Из приведённого выше анализа видно, что переменные двигатели создают эффективное магнитное поле за счёт электромагнитной индукции, поэтому часть электрической энергии используется для создания магнитного поля, а эффективность преобразования кинетической энергии снижается. Электродвигатели EC используют постоянные магниты, поэтому для создания магнитного поля ротора нет необходимости в электрической энергии, поэтому потери энергии не возникают.
Во-вторых, существуют различия в эффектах обмотки и магнитного поля. В процессе обмотки с поперечными слотами в двигателях переменного тока большая часть эмалированного провода выходит за пределы сердечника, что приводит к утечке и нагреву, тем самым снижая эффективность превращения двигателя в кинетическую энергию. Метод обмотки в EC-двигателях может уменьшить эти потери.
Из-за принципа индукционного проектирования переменного тока, ротор и статор имеют конструкцию с фиксированным скольжением. Когда двигатель превышает запланированную нагрузку, фактическое скольжение мотора отклоняется от проектируемого скольжения, что сужает общий диапазон высокой эффективности. Конструкция с постоянными магнитами и управление приводом у EC-двигателей эффективно избежат этой ситуации. Для уменьшения этого дефекта переменных двигателей инверторы часто используются в реальных приложениях для регулировки скорости переменных двигателей. Регулирование скорости с переменной частотой в основном включает три процесса: ректификацию, инверсию и управление. В этих трёх процессах эффективность преобразования варьируется в зависимости от точки работы, примерно от 85% до 96%. Основные потери энергии приходятся на ректификационные и инверсионные линии, что составляет около 90% общих потерь. Фактическое тестовое значение эффективности контроллера электродвигателей EC в основном превышает 97%. В целом, двигатели переменного тока с инверторами могут в определённой степени повысить эффективность работы двигателей переменного тока, но всё равно существует некоторый зазор по сравнению с EC.
Ниже приведена кривая динамометра определённого переменного тока и EC-двигателя с одинаковой мощностью и скоростью.
Исходя из этой кривой, можно сделать вывод: EC-двигатели более эффективны и обладают более широким диапазоном высокой эффективности.
Энергосберегающий анализ тестовых данных вентиляторов переменного тока с инверторами и EC-вентиляторами:
Анализируя данные, можно увидеть, что при типичной рабочей точке 100 Па для крупных осевых вентиляторов эффективность статического давления EC-раствора на 3,3% выше, чем у раствора AC плюс инвертор.