Energiesparanalyse von EC-Lüftern im Vergleich zu AC-Ventilatoren
Dieser Beitrag analysiert die Unterschiede zwischen EC- und AC-Lüftern aus der Perspektive ihrer tatsächlichen Fertigungslösungen, Betriebsprinzipien, Dynamometerdaten der zugehörigen Motoren, tatsächlichen Luftvolumentestdaten von Ventilatoren, tatsächlichen Anwendungsszenarien von AC- und EC-Axialventilatoren sowie Branchenentwicklungen.
Tatsächliche Fertigungslösungen für Wechselstrommotoren
Statorwicklung Eichhörnchen-Käfig-RotorStator-Rotor-Schaltplan
Auf den tatsächlichen Bildern sehen wir, dass das Querschlitzwickelschema des Wechselstrommotors einen Teil des emaillierten Drahtes über den Kern hinausragt.
Der Hauptprozess des Funktionsprinzips des Wechselstrommotors ist wie folgt
1. Die Statorwicklung ist mit einem Wechselstrom verbunden, und in der Wicklung wird ein rotierendes und sich veränderndes Magnetfeld erzeugt.
2. Die rotierenden und wechselnden magnetischen Flusslinien des Stators passieren den Rotor des Eichhörnchenkäfigs. Nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion wird ein rotierendes und sich änderndes induziertes Magnetfeld auf dem Rotor induziert, und das Magnetfeld des Rotors "folgt" den Veränderungen im Magnetfeld des Stators.
3. Die beiden Magnetfelder interagieren miteinander, um den Rotor zum Drehen zu bewegen.
Der eigentliche Herstellungsplan des EC-Motors
Statorwicklung Permanentmagnet-Rotorstator und Rotorbaugruppe Diagramm
Auf den Bildern des echten Objekts ist zu erkennen, dass EC-Motoren meist zentrale Wicklungen verwenden, die der einzahnigen Wicklung der Spule um den Stator ähneln, und der emaillierte Draht einen kürzeren Querdrahtabstand hat. Der emaillierte Draht überschreitet die Kernebene relativ weniger.
Funktionsprinzip des EC-Motors
Das Funktionsprinzip des EC-Motors lässt sich in folgende drei Schritte vereinfachen:
1. Die Eingangs-Wechselstrom wird vom Controller gleichgerichtet und in Gleichstrom umgewandelt, und die Gleichstrom wird dann durch Inversion in Wechselstrom der erforderlichen Frequenz umgewandelt und anschließend über den emaillierten Drahtkopf, der mit der elektrischen Steuertafel verbunden ist, an die Motorwicklung eingespeist. Der Controller erzeugt ein rotierendes Magnetfeld, indem er die Wicklungen nacheinander verbindet.
2. Das rotierende Magnetfeld wechselwirkt mit dem Magnetfeld des Permanentmagnetrotors, um den Motor zum Drehen zu bewegen.
3. Der Steuerregler kann die Position des Rotormagnetfeldes genau bestimmen, indem er die Sensoren, Strom und Rückwärtskraft sowie andere Signale überwacht und dann die entsprechende Wicklung leitet, um ein antreibendes Magnetfeld zu bilden.
Energieeinsparende Analyse von EC-Motoren im Prinzip und Anwendung im Vergleich zu Wechselstrommotoren
Aus der obigen Analyse lässt sich erkennen, dass Wechselstrommotoren durch elektromagnetische Induktion ein effektives Magnetfeld erzeugen, sodass ein Teil der elektrischen Energie zur Erzeugung des Magnetfeldes verwendet wird und die Effizienz bei der Umwandlung kinetischer Energie reduziert wird. EC-Motoren verwenden Permanentmagnete, sodass keine elektrische Energie benötigt wird, um das Magnetfeld des Rotors herzustellen, und es gibt keinen Energieverlust.
Zweitens gibt es Unterschiede in den Windungs- und Magnetfeldeffekten. Im Querschlitzwicklungsprozess von Wechselstrommotoren überschreitet ein großer Teil des emaillierten Drahtes den Kern, was Leckage und Wärme verursacht und so die Effizienz der Umwandlung des Motors in kinetische Energie verringert. Die Wicklungsmethode von EC-Motoren kann diesen Verlust reduzieren.
Aufgrund des Induktionsprinzips von Wechselstrommotoren besitzen Rotor und Stator ein Festschleifdesign. Wenn der Motor die vorgesehene Last überschreitet, weicht der tatsächliche Schlupf des Motors vom geplanten Verschlupfen ab, wodurch der gesamte Hocheffizienzbereich verringert wird. Das Permanentmagnetdesign und die Antriebssteuerung von EC-Motoren werden diese Situation effektiv vermeiden. Um diesen Defekt von Wechselstrommotoren zu verringern, werden in tatsächlichen Anwendungen häufig Wechselrichter verwendet, um die Drehzahl von Wechselstrommotoren anzupassen. Die variable Frequenzgeschwindigkeitsregelung umfasst hauptsächlich drei Prozesse: Gleichrichtung, Inversion und Steuerung. In diesen drei Prozessen variiert die Umwandlungseffizienz je nach Betriebspunkt und liegt ungefähr zwischen 85 % und 96 %. Der Hauptenergieverlust liegt in den Gleichrichtungs- und Inversionsverbindungen und macht etwa 90 % des Gesamtverlusts aus. Der tatsächliche Prüfwert der Steuereffizienz von EC-Motoren liegt meist über 97 %. Im Allgemeinen können Wechselstrommotoren mit Wechselrichtern die Betriebseffizienz von Wechselstrommotoren bis zu einem gewissen Grad verbessern, aber es gibt immer noch eine gewisse Lücke im Vergleich zu EC.
Im Folgenden ist die Dynamometerkurve eines bestimmten Wechselstrommotors und eines EC-Motors mit gleichem Leistungs- und Geschwindigkeitsbereich aufgeführt.
Aus der Kurve können wir schließen: EC-Motoren sind effizienter und haben einen größeren Bereich hoher Effizienz.
Energiesparanalyse der Testdaten von AC-Ventilatoren mit Wechselrichtern und EC-Lüftern:
Durch die Analyse der Daten zeigt sich, dass bei einem typischen Betriebspunkt von 100 Pa für große axiale Lüfter der statische Druckwirkungsgrad der EC-Lösung 3,3 % höher ist als der der AC-plus-Inverter-Lösung.
