Análisis de ahorro energético de ventiladores EC comparados con ventiladores AC
Esta publicación analizará las diferencias entre ventiladores EC y AC desde la perspectiva de sus soluciones reales de fabricación, principios de funcionamiento, datos de dinamómetros de motores relacionados, datos reales de pruebas de volumen de aire de ventiladores, escenarios de aplicación reales de ventiladores axiales AC y EC, así como tendencias de desarrollo industrial.
Soluciones reales de fabricación para motores de CA
Bobinado del estator Rotor de jaula de ardillaEsquema de ensamblaje Stator-Rotor
A partir de las imágenes reales, podemos ver que el esquema de devanado cruzado del motor de corriente alterna hace que parte del cable esmaltado sobresalga más allá del núcleo.
El principal proceso del principio de funcionamiento del motor de CA es el siguiente
1. El devanado del estator está conectado a una corriente alterna, y se genera un campo magnético rotatorio y cambiante en el devanado.
2. Las líneas de flujo magnético giratorio y cambiante del estator pasan a través del rotor de la jaula de ardilla. Según el principio de inducción electromagnética, se inducirá un campo magnético inducido rotatorio y cambiante en el rotor, y el campo magnético del rotor "sigue" los cambios en el campo magnético del estator.
3. Los dos campos magnéticos interactúan entre sí para hacer que el rotor gire.
El plan de fabricación real del motor EC
Bobinado del estator Imán permanente del rotor y diagrama del conjunto del rotor
En las imágenes del objeto real, se puede ver que los motores EC utilizan principalmente bobinados centralizados, similares al bobinado de dientes únicos alrededor del estator, y el cable esmaltado tiene una distancia de cable transversal más corta. El cable esmaltado supera relativamente menos el plano del núcleo.
Principio de funcionamiento del motor EC
El principio de funcionamiento del motor EC puede simplificarse en los siguientes tres pasos:
1. La alimentación de CA de entrada se rectifica y se convierte en corriente continua por el controlador, y la potencia de corriente continua se convierte entonces en potencia de corriente alterna de la frecuencia requerida mediante inversión, y después se introduce en el bobinado del motor a través de la cabeza de cable esmaltado conectada a la placa de control eléctrica. El controlador genera un campo magnético giratorio conectando los devanados en secuencia.
2. El campo magnético giratorio interactúa con el campo magnético del rotor del imán permanente para hacer que el motor gire.
3. El controlador puede determinar con precisión la posición del campo magnético del rotor monitorizando los sensores, la corriente y la fuerza electromotriz trasera y otras señales, y luego conducir el bobinado correspondiente para formar un campo magnético de impulsión.
Análisis de ahorro energético de motores EC en principio y aplicación en comparación con motores AC
A partir del análisis anterior, se puede ver que los motores de CA establecen un campo magnético efectivo mediante inducción electromagnética, por lo que parte de la energía eléctrica se utiliza para establecer el campo magnético y se reduce la eficiencia de conversión de energía cinética. Los motores EC utilizan imanes permanentes, por lo que no se necesita energía eléctrica para establecer el campo magnético del rotor, por lo que no hay pérdida de energía.
En segundo lugar, existen diferencias en los efectos del devanado y del campo magnético. En el proceso de devanado de ranura cruzada de los motores de CA, una gran parte del cable esmaltado supera el núcleo, lo que provoca fugas y calor, reduciendo así la eficiencia de la conversión del motor en energía cinética. El método de bobinado de los motores EC puede reducir esta pérdida.
Debido al principio de diseño de inducción de los motores de CA, el rotor y el estator tienen un diseño de deslizamiento fijo. Cuando el motor supera la carga diseñada, el deslizamiento real del motor se desvía del deslizamiento previsto, reduciendo así el rango total de alta eficiencia. El diseño de imanes permanentes y el control de accionamiento de los motores EC evitarán eficazmente esta situación. Para reducir este defecto de los motores de CA, los inversores se utilizan a menudo en aplicaciones reales para ajustar la velocidad de los motores de CA. La regulación de velocidad en frecuencia variable incluye principalmente tres procesos: rectificación, inversión y control. En estos tres procesos, la eficiencia de conversión varía según el punto de operación, oscilando aproximadamente entre el 85% y el 96%. La principal pérdida de energía se encuentra en los enlaces de rectificación e inversión, que representan aproximadamente el 90% de la pérdida total. El valor real de prueba de la eficiencia del controlador de los motores EC es mayoritariamente superior al 97%. En general, los motores de CA con inversores pueden mejorar la eficiencia de funcionamiento de los motores de CA hasta cierto punto, pero aún existe cierta diferencia respecto a los de la corriente eléctrica.
A continuación se muestra la curva del dinamómetro de un determinado motor de CA y de un motor EC de la misma potencia y rango de velocidad.
A partir de la curva, podemos sacar una conclusión: los motores EC son más eficientes y tienen un rango más amplio de alta eficiencia.
Análisis de ahorro energético de los datos de prueba de ventiladores de corriente alterna con inversores y ventiladores de corriente eléctrica:
A través del análisis de los datos, se puede observar que en el punto de funcionamiento típico de 100Pa para ventiladores de gran flujo axial, la eficiencia de presión estática de la solución EC es un 3,3% superior a la de la solución AC más inversor.
