Analyse des économies d’énergie des ventilateurs EC par rapport aux ventilateurs AC
Cet article analysera les différences entre les ventilateurs EC et les ventilateurs AC du point de vue de leurs solutions de fabrication réelles, de leurs principes de fonctionnement, des données de dynamomètre des moteurs associés, des données réelles de test de volume d’air des ventilateurs, des scénarios d’application réels des ventilateurs axiaux AC et des ventilateurs axiaux EC, et des tendances de développement de l’industrie.
Solutions de fabrication réelles pour les moteurs à courant alternatif
Enroulement du stator Schéma de l’ensemble rotor stator-rotor de cage d’écureuil
Sur les photos réelles, nous pouvons voir que le schéma d’enroulement à fentes transversales du moteur à courant alternatif fait dépasser une partie du fil émaillé au-delà du noyau.
Le processus principal du principe de fonctionnement du moteur à courant alternatif est le suivant
1. L’enroulement du stator est connecté à un courant alternatif et un champ magnétique rotatif et changeant est généré dans l’enroulement.
2. Les lignes de flux magnétique rotatives et changeantes du stator passent à travers le rotor de la cage d’écureuil. Selon le principe de l’induction électromagnétique, un champ magnétique induit en rotation et changeant sera induit sur le rotor, et le champ magnétique du rotor « suit » les changements du champ magnétique du stator.
3. Les deux champs magnétiques interagissent l’un avec l’autre pour faire tourner le rotor.
Le plan de fabrication réel du moteur EC
Stator Enroulement Rotor à aimant permanent Stator et schéma d’assemblage du rotor
D’après les photos de l’objet réel, on peut voir que les moteurs EC utilisent principalement des enroulements centralisés, qui sont similaires à l’enroulement à une dent de la bobine autour du stator, et le fil émaillé a une distance de fil transversal plus courte. Le fil émaillé dépasse relativement moins le plan du noyau.
Principe de fonctionnement du moteur EC
Le principe de fonctionnement du moteur EC peut être simplifié en trois étapes :
1. Le courant alternatif d’entrée est rectifié et converti en courant continu par le contrôleur, et le courant continu est ensuite converti en courant alternatif de la fréquence requise par inversion, puis entré dans le moteur s’enroulant à travers la tête de fil émaillé connectée au tableau de commande électrique. Le contrôleur génère un champ magnétique rotatif en connectant les enroulements en séquence.
2. Le champ magnétique rotatif interagit avec le champ magnétique du rotor à aimant permanent pour entraîner la rotation du moteur.
3. Le contrôleur peut déterminer avec précision la position du champ magnétique du rotor en surveillant les capteurs, le courant et la force électromotrice arrière et d’autres signaux, puis effectuer l’enroulement correspondant pour former un champ magnétique d’entraînement.
Analyse des économies d’énergie des moteurs EC en principe et en application par rapport aux moteurs à courant alternatif
D’après l’analyse ci-dessus, on peut voir que les moteurs à courant alternatif établissent un champ magnétique efficace par induction électromagnétique, de sorte qu’une partie de l’énergie électrique est utilisée pour établir le champ magnétique, et l’efficacité de la conversion de l’énergie cinétique est réduite. Les moteurs EC utilisent des aimants permanents, il n’y a donc pas besoin d’énergie électrique pour établir le champ magnétique du rotor, il n’y a donc pas de perte d’énergie.
Deuxièmement, il existe des différences dans les effets d’enroulement et de champ magnétique. Dans le processus d’enroulement à fentes transversales des moteurs à courant alternatif, une grande partie du fil émaillé dépassera le noyau, ce qui provoquera des fuites et de la chaleur, réduisant ainsi l’efficacité de la conversion du moteur en énergie cinétique. La méthode d’enroulement des moteurs EC peut réduire cette perte.
En raison du principe de conception par induction des moteurs à courant alternatif, le rotor et le stator ont une conception à glissement fixe. Lorsque le moteur dépasse la charge nominale, le glissement réel du moteur s’écarte du glissement prévu, réduisant ainsi la plage globale à haut rendement. La conception à aimant permanent et la conception du contrôle d’entraînement des moteurs EC éviteront efficacement cette situation. Afin de réduire ce défaut des moteurs à courant alternatif, les onduleurs sont souvent utilisés dans des applications réelles pour ajuster la vitesse des moteurs à courant alternatif. La régulation de vitesse à fréquence variable comprend principalement trois processus : la rectification, l’inversion et le contrôle. Dans ces trois procédés, l’efficacité de conversion varie en fonction du point de fonctionnement, allant approximativement de 85 % à 96 %. La principale perte d’énergie se situe dans les liaisons de rectification et d’inversion, représentant environ 90 % de la perte totale. La valeur de test réelle de l’efficacité du contrôleur des moteurs EC est généralement supérieure à 97%. En général, les moteurs à courant alternatif avec onduleurs peuvent améliorer l’efficacité de fonctionnement des moteurs à courant alternatif dans une certaine mesure, mais il existe encore un certain écart par rapport à l’EC.
Ce qui suit est la courbe dynamométrique d’un certain moteur à courant alternatif et d’un moteur EC de même puissance et de même plage de vitesse.
De la courbe, nous pouvons tirer une conclusion : les moteurs EC sont plus efficaces et ont une gamme plus large de rendement élevé.
Analyse d’économie d’énergie des données de test des ventilateurs AC avec onduleurs et ventilateurs EC :
Grâce à l’analyse des données, on peut voir qu’au point de fonctionnement typique de 100 Pa pour les grands ventilateurs à flux axial, l’efficacité de la pression statique de la solution EC est supérieure de 3,3 % à celle de la solution AC plus onduleur.
