ЕС-технология

ЕС-технология

Описание и принцип

ЕС-технология ebmpapst

Синхронные и асинхронные двигатели

Асинхронный двигатель - это двигатель переменного тока, частота вращения ротора которого не равна (меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора. Относительная разность частот вращения магнитного поля и ротора называется скольжением.

У синхронного двигателя вращения ротора и магнитного поля статора равны. Принципиальное отличие синхронного двигателя от асинхронного заключается в исполнении ротора.

В отличие от асинхронного двигателя, у которого КПД обычно не превышает 0,8…0,85, у синхронного двигателя можно добиться большего значения.

ЕС-технология ebmpapst

Рабочая Точка

nsync

Кривая нагрузки (сопротивления) -характеристика вентилятора в установке - квадратичная функция сопротивления воздуха. Электродвигатель создает крутящий момент, который прямо пропорционален этой кривой сопротивления.

Крутящий момент, Т

Рабочая точка - это пересечение кривой характеристики двигателя и кривой нагрузки.

nDP

Характеристика двигателя

Кривая нагрузки

ЕС-технология ebmpapst

Возможности регулирования скорости в АС-двигателе

P статор

F контроль частоты

S скольжение

T ~ U?

Конструкция статора: напр., схема подключения Дахлангера например, отдельная обмотка

C

E

EC-Мотор

Что означает ЕС-двигатель?

…Который мы сокращенно называем:

ЕС-технология ebmpapst

LECTRONICALLY

OMMUTATED- motor или

Понятие ЕС-двигатель

.. Это бесколлекторный (безщеточный) синхронный мотор постоянного тока с магнитными сегментами в роторе с интегрированной электроникой коммутации. …

ЕС-технология ebmpapst

Основной принцип EC-двигателей - резюме

Магнитное поле создается встроенными в ротор постоянными магнитами. На основе этого нет тепловых потерь в роторе, которые присутствуют в короткозамкнутом роторе асинхронных двигателей. Изменение направления тока в обмотке статора (управление вектором магнитного поля) осуществляется встроенной электроникой коммутирования (на основе сигнала датчика Холла электроника (контроллер) в каждый момент времени вычисляет и подает на обмотку статора ту полярность тока, которая необходима чтобы обеспечить непрерывное вращение ротора), тем самым отсутствуют щетки, которые требуют регулярной замены EC-двигатели возможно подключать к постоянному напряжению согласно параметрам или через встроенный коммутационный модуль непосредственно к сети переменного тока (230В, 400В 50/60Гц)

ЕС-технология ebmpapst

Устройство энергосберегающего ЕС-двигателя

ЕС-технология ebmpapst

Сравнение КПД двигателей

ЕС-технология ebmpapst

Потери мощности в вентиляторе при преобразовании разных видов энергии

Потери в работающем АС-вентиляторе:

Гистерезисные потери (потери на перемагничивание) в статоре Потери за счет воздушного зазора между статором и ротором (ослабление магнитного поля). Гистерезисные потери (потери на перемагничивание) в роторе Трение в системе подшипников Трение между лопастями и прокачиваемым воздухом

ЕС-технология ebmpapst

Сравнение – потери в AC и EC Вентиляторах

Причины более высокой эффективности EC-вентиляторов:

P1AC

P1EC

Потери в крыльчатке

Электрические / механические потери в двигателе:

+ Потери при скольжении

ЕС-технология ebmpapst

EC – это просто

Преимущества электронно-коммутируемого вентилятора

Широкий диапазон номинального напряжения: 1~200..277 В или 3~380..480 В 50/60 Гц Высокий КПД (КПД мотора свыше 90%), экономия электроэнергии обеспечивает снижение эксплуатационных расходов по сравнению с АС-вентиляторами минимум на 30%. Встроенный фильтр по ЕМС, защита от пропадания фазы и заниженного напряжения в сети Встроенная защита от перегрева мотора и электроники, а также защита при блокировке ротора Низкий уровень шума в режиме малых оборотов Компактное исполнение Большой срок службы из-за отсутствия деталей подвергающихся быстрому износу (более 40000 часов, т.е. 4,5 года непрерывной работы), не требует сервисного обслуживания Минимальные потери энергии и минимальный самонагрев Возможность управления без дополнительного оборудования Быстрое и простое подключение.

ЕС-технология ebmpapst

Сравнение EC- и AC-вентиляторов с возможностью регулирования

При использовании регулировки частоты вращения АС-вентиляторов возникают повышенные монтажные расходы, а также затраты на дополнительное оборудование. Такая регулировка, как правило, сопряжена с повышенным уровнем шума и повышенной потребляемой мощностью

ЕС-технология ebmpapst

Зависимости для характеристик вентиляторов при регулировании

ЕС-технология ebmpapst

Снижение шума и экономия электроэнергии при применении ЕС-вентиляторов

ЕС-технология ebmpapst

Кроме прямой экономии электроэнергии существуют косвенные возможности для снижения затрат:

Пусковой ток у АС-вентиляторов в 5-7 раз превышает максимальный рабочий ток. А у ЕС-вентиляторов пусковой ток отсутствует, так как электроника вентилятора "дозирует" его таким образом, что он плавно нарастает до своего максимума (номинального значения). Таким образом, можно существенно сэкономить на электропроводке и пусковом оборудовании, которые для АС-вентиляторов должны быть рассчитаны, исходя из уровня пускового тока. На рисунке показан график потребления тока ЕС-вентилятором.

ЕС-технология ebmpapst

Электронно-коммутируемые вентиляторы ebmpapst

ЕС-мотор

Центробежные вентиляторы диаметр рабочих колес от 85 мм до 710 мм.

Осевые вентиляторы диаметр рабочих колес от 200 мм до 1250 мм.

ЕС-технология ebmpapst

Простое и универсальное подключение электронно-коммутируемого вентилятора

motor filter

Питание 3 фазы- 380-480V, 50/60Hz, Заземление

Выход сигнала ошибки

Разъем-RS485 ebm BUS Линейный вход для регулировки 0-10V / 4-20mA Питание для внешнего потенциометра-10V, Питание для внешнего сенсора, датчика-20V. Мастер-выход

ЕС-технология ebmpapst

Принцип PID-регулятора

PID-пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор (ПИД-регулятор) Это устройство в цепи обратной связи, используемое в системах автоматического управления для поддержания заданного значения измеряемого параметра. ПИД-регулятор измеряет отклонение стабилизируемой величины от заданного значения и выдаёт управляющий сигнал, являющийся суммой трёх слагаемых, первое из которых пропорционально этому отклонению, второе пропорционально интегралу отклонения и третье пропорционально производной отклонения. Если какие-то из составляющих не используются, то регулятор называют пропорционально-интегральным, пропорционально-дифференциальным, пропорциональным и т. п.

Схема, иллюстрирующая принцип работы ПИД-регулятора