Wentylatory są krytycznym, systematycznym elementem układu chłodzenia, szczególnie w zastosowaniach takich jak chłodnictwo w supermarketach, systemy HVAC i szafy telekomunikacyjne. Silniki z komutacją elektroniczną (EC) zmieniają zasady gry dla wielu projektantów, ponieważ pozwalają wentylatorom pracować z dokładnymi prędkościami, w przeciwieństwie do silników prądu przemiennego (AC), które muszą pracować z pełną prędkością nawet w zastosowaniach, które nie wymagają chłodzenia.
Praca wentylatora z odpowiednią prędkością oznacza mniejsze zużycie energii, mniejszy hałas i mniejsze naprężenia podzespołów w porównaniu z silnikami z biegunami osłoniętymi i silnikami z trwałym kondensatorem dzielonym (PSC). Przez wiele lat te dwa silniki były głównym wyborem w wentylatorach i ich zastosowaniach. Silnik służy po prostu do obracania wentylatora, co powoduje przepływ powietrza niezbędnego do schłodzenia agregatu chłodniczego i elektroniki.
Silniki z biegunami osłoniętymi marnują dużo energii w postaci energii cieplnej i pracują ze stałą prędkością, określoną przez częstotliwość zasilania. Wydajność silnika PSC uległa poprawie, ale jego wydajność nadal osiąga wartość szczytową w pobliżu pełnej prędkości.
Silnik EC przekształca napięcie prądu przemiennego na napięcie prądu stałego i umożliwia wydajną pracę wentylatora przy odpowiedniej konwersji. Dzięki temu projektanci mogą stosować mniejsze zasilacze, obniżać koszty operacyjne i spełniać nowoczesne standardy efektywności energetycznej.
Silniki EC łączą bezszczotkowe silniki prądu stałego ze zintegrowaną elektroniką, co zapewnia większą wydajność, precyzyjną kontrolę prędkości i większą elastyczność. Elektroniczny mechanizm komutacyjny steruje prądem w uzwojeniu silnika w kontrolowanej kolejności, co idealnie sprawdza się w zastosowaniach sterowania cyfrowego i elektronicznego.
Szybkie zastosowanie wentylatorów EC
Przez wiele lat, biorąc pod uwagę koszty elektroniki i magnesów, trudno było uzasadnić zwiększone koszty materiałowe inwestycji w silniki EC, gdy zwykły silnik osłonięty lub silnik PSC może wykonać to zadanie. Ponieważ energoelektronika staje się coraz tańsza, a koszty energii rosną, EC jest coraz częściej stosowany w zaawansowanych systemach HVAC i innym sprzęcie wymagającym zmiennej prędkości i cichej pracy.
W przypadku silników EC prędkość wentylatora można zwiększać lub zmniejszać w zależności od temperatury, ciśnienia lub sygnałów sieciowych. Skutkuje to dłuższą żywotnością łożysk, łagodniejszymi prądami rozruchowymi i dłuższymi okresami międzyobsługowymi. Ponadto jeden model wentylatora może być używany dla wielu jednostek SKU. Mając to na uwadze, producenci wentylatorów integrują technologię EC w kompletne komponenty, które można łatwo dostosować do istniejących projektów.
Wentylatory EC są obecnie standardem w wielu nowych komercyjnych urządzeniach chłodniczych, dmuchawach HVAC i szafach telekomunikacyjnych. W Ameryce Północnej ponad połowa nowych komercyjnych systemów HVAC jest wyposażona w silniki EC, a sprzęt chłodniczy w supermarketach jest przekształcany w celu szybkiego zwrotu kosztów ze względu na oszczędność energii. Oczywiście silniki prądu przemiennego nie są ciche i często są niezbędne w tanich zastosowaniach o stałej prędkości, gdzie wydajność przy częściowym obciążeniu nie jest istotna.
Wymiana starego sprzętu na gotowy exm-papst AxiACi
Jako wczesny innowator łączący bezszczotkowe silniki prądu stałego z kompaktowymi, wydajnymi konstrukcjami wentylatorów, firma ebm-papst była motorem napędowym technologii silników EC do wentylatorów i dmuchaw. Turbiny wiatrowe firmy integrują silniki, elektronikę sterującą i zoptymalizowane aerodynamicznie wirniki w jednym pakiecie, zapewniającym cichą pracę, precyzyjną kontrolę prędkości i znaczne oszczędności energii.
Seria wentylatorów AxiACi firmy (rysunek 1) została zaprojektowana w celu zastąpienia konwencjonalnych wentylatorów prądu przemiennego, zapewniając projektantom realny sposób na unowocześnienie aplikacji chłodniczych bez większych modyfikacji w celu osiągnięcia poprawy efektywności energetycznej i nowoczesnej wydajności.g.
Rysunek 1: Wentylatory AXACi wykorzystują silniki EC w celu zastąpienia starszych rozwiązań prądu przemiennego. Źródło obrazu: EBM-PAPST)
Jednostka AxiACi łączy w sobie wytrzymałą i szeroką gamę możliwości dostosowania do środowiska, pracując w zakresie temperatur od - 40°C do +75°C. Jednostki te nadają się na całym świecie do podłączania wejść 90 VAC do 264 VAC (50/60 Hz) i wykorzystują trójfazowe silniki wielobiegunowe w celu zmniejszenia hałasu strukturalnego.
Dzięki żywotności wynoszącej 65 000 godzin ebm-fan jest najlepszą alternatywą dla starszych rozwiązań. Wentylator ten wykorzystuje wydajny silnik GreenTech EC i pakiet AC o wydajności klasy EC, wypełniając lukę pomiędzy konwencjonalnymi wentylatorami AC a w pełni elektronicznymi rozwiązaniami komutacyjnymi.
Model AxiACi120 (np. 8315100190) to niezawodny zamiennik starszych wentylatorów AC do zastosowań związanych z chłodzeniem szaf, wentylacją przemysłową lub chłodnictwem. Rurowa konstrukcja osiowa o wymiarach 119 mm x 119 mm x 38 mm zapewnia przepływ powietrza o wartości około 101 CFM podczas pracy przy wspólnym zasilaniu 115/230 VAC. Dzięki klasie odporności na kurz i wodę IP65 produkt działa w ekstremalnych temperaturach otoczenia od -40°C do +70°C i idealnie nadaje się do gotowych do użycia aktualizacji.
W przypadku projektów wymagających bardziej kompaktowych produktów modele AXIACI92U (np. 8315100286) mają wymiary 92 mm x 92 mm x 38 mm dla mniejszych przestrzeni i zastosowań wymagających lżejszego chłodzenia. Chociaż przepływ powietrza jest stosunkowo łagodny, produkt zapewnia niesamowite ciśnienie statyczne wynoszące 0,622 cala HO (155 Pa), umożliwiając przepływ powietrza przez ograniczające filtry, kratki lub rury wylotowe.