EC-motors: what, where, why and what for

E. P. Vishnevskiy, Candidate of Technical Science, technical Director, United Elements Group
G. V. Malkov, Product Manager

Specialists today are becoming more oriented on purchasing of energy saving equipment. It is more expensive than traditional, but fully pays back for itself in the process of operation.EC-motors described in the article allow for energy consumption reduction while increasing the equipment performance and time-to-fail.

Keywords: EC-motor,EC-fan, energy saving equipment

Описание:

В настоящее время специалисты все чаще ориентируются на приобретение энергосберегающего оборудования. По сравнению с традиционным оно более дорогое, но полностью окупает себя в процессе эксплуатации. ЕС-двигатели, которым посвящена данная статья, позволяют уменьшить энергопотребление, при этом увеличить производительность оборудования и срок его бесперебойной работы.

EC-двигатели: что, где, почему и зачем

Энергосбережение при применении EC-систем в различных областях

Выводы

Резюмируя все достоинства систем, приобретаемые при использовании EC-технологии, можно выделить главное: EC-вентиляторы с электронным управлением плавно реагируют на изменение требований по выходной мощности, работают в особо экономном режиме частичной нагрузки и нечувствительны к колебаниям напряжения. EC-вентиляторы обеспечивают снижение до 30 % расхода электрической энергии в сравнении с обычными трехфазными AC-вентиляторами.

Литература

1. Вишневский Е. П. Энергосбережение при проектировании систем микроклимата зданий // Сантехника, Отопление, Кондиционирование (С. О.К.). – 2010. – № 1.
2. Вишневский Е. П., Чепурин Г. В. Новые европейские стандарты в области ОВК // Сантехника, Отопление, Кондиционирование (С. О.К.). – 2010. – № 2.
3. ЕС-вентиляторы в тепловых насосах // Сантехника, Отопление, Кондиционирование (С. О.К.). – 2008. – № 6.
4. ЕС-вентиляторы для овощехранилищ и грибных камер // Сантехника, Отопление, Кондиционирование (С. О.К.). – 2010. – № 1.
5. Великолепный климат и низкие энергозатраты с ЕС-вентиляторами в циркуляторах воздуха Airius // Сантехника, Отопление, Кондиционирование (С. О.К.). – 2008. – № 2.
6. The synergy of EC motors and FCUs // Modern Building Services. 2006, August.
7. EC motors for unit coolers // Product Bulletin. 2007, October.
8. ГОСТ-Р 52539-2006. Чистота воздуха в лечебных учреждениях. Общие требования.
9. ГОСТ Р ИСО 14644-4-2002. Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды.

Преимущества:

• Энергоэффективный двигатель
• 100% регулирование скорости
• Встроенный регулятор скорости
• Встроенная защита двигателя
• Поставляется с монтажным кронштейном

Конструкция: Корпус изготовлен из оцинкованной листовой стали. Для увеличения герметичности корпуса его части завальцованы. Корпус имеет минимальную длину фланцев 25 мм для правильного крепления к воздуховодам. На корпусе закреплен монтажный кронштейн для быстрого и удобного монтажа на стену или потолок.

Регулирование скорости : Вентилятор поставляется с подключенным потенциометром 0-10В. Потенциометр имеет заводскую установку на уровне 6-10В, которая может быть изменена по необходимости.

Модель	Напряжение (В)	Мощн. (Вт)		Вес (кг)
K 160 EC Circular duct fan	230	79.4	544	3.3
K 200 EC Circular duct fan	230	78.6	774	3.3
K 250 EC Circular duct fan	230	120	1033	3.9
K 315 L EC Circular duct fan	230	340	1732	7.2
K 315 M EC Circular duct fan	230	166	1415	6

KVO EC

Модель	Напряжение (В)	Мощн. (Вт)	Макс. расход воздуха (м 3 /ч)	Вес (кг)
KVO 100 EC Circular duct fan	230	60.4	312	5.6
KVO 125 EC Circular duct fan	230	111	472	5.6
KVO 160 EC Circular duct fan	230	116	547	6
KVO 200 EC Circular duct fan	230	123	868	10.3
KVO 250 EC Circular duct fan	230	312	1501	20.4
KVO 315 EC Circular duct fan	230	331	1901	25.6

KVKE EC

Преимущества:

• Энергоэффективный EC двигатель
• 100% регулирование скорости
• Низкий уровень шума
• Встроенная защита двигателя

EC-технология - это интеллектуальная технология, использующая интегральную электронную систему управления, позволяющую убедиться что двигатель всегда работает с оптимальной нагрузкой. В сравнении с AC двигателями, эффективность использования энергии в EC-двигателях гораздо выше.

Конструкция: KVKЕ EC - центробежный вентилятор одностороннего всасывания в шумоизолированном корпусе. Корпус KVKE EC изготовлен из оцинкованной листовой стали с 50 мм слоем термической и акустической изоляции из минеральной ваты. Внутренние поверхности защищены перфорированной оцинкованной стальной пластиной.

Регулирование скорости: Вентилятор поставляется с подключенным потенциометром 0-10В, что позволяет легко найти нужную рабочую точку. Потенциометр имеет заводскую установку на уровне 6-10В, которая может быть изменена по необходимости.

Модель	Напряжение (В)	Мощн. (Вт)	Макс. расход воздуха (м 3 /ч)	Вес (кг)
KVKE 125 EC Circular duct fan	230	68.7	384	13.7
KVKE 160 EC Circular duct fan	230	67.8	544	17
KVKE 200 EC Circular duct fan	230	156	864	18.8
KVKE 250 EC Circular duct fan	230	265	1156	28.1
KVKE 315 EC Circular duct fan	230	308	1771	38.8

ЕС вентиляторы применяются в промышленности, основаны на базе двигателя с постоянным током, с встроенной внутрь электроникой, которая питается от сети напряжения с мощность 380 вольт. Разрабатывался данный вид вентилятора ля того чтобы снизить энергоемкость и повысить КПД, в наше время это актуальная проблема, потому что с каждым днем увеличивается потребление электричества.

Преимущества ЕС вентиляторов

1) За счет оптимизации системы уменьшены затраты на электроэнергию.
2) Нет затрат на обслуживание.
3) Так как двигатель практически не нагревается, ЕС вентиляторы практически не выделяют тепло в окружающую среду.
4) Небольшие вентиляторы по размерам, с достаточно большой мощностью.
5) Вся электроника, которая необходима для управления и фильтр встраиваются в моторное отделение.
6) Двигатель полностью согласован с электроникой.
7) Возможна плавная и точная регулировка, это зависит от температуры и давления по системе, в общем.
8) Двигатель полностью защищен от воздействия механических воздействий.
9) Не страшны электрические нагрузки.
10) Быстрота в подключении.
11) Большой срок службы, который достигает до 9 лет.
12) Хорошее управление.
13) Совсем не шумная работа.
14) Возможно полное обследование системы вентиляции, если установлены ЕС вентиляторы, в некоторых случаях при помощи интернета.
Помимо всех этих достоинств можно управлять работой вентилятора или целой группой самостоятельно, при помощи ноутбука или обычного компьютера. Все это происходит при помощи блютуза. Можно задать такие параметры, при которых даем команду непосредственно одному вентилятору, а все остальные повторяют за ним, тем самым обеспечивая работу всей группе.
Для слежения за работой вентиляторов, а также за их проверкой достаточно лишь одного оператора, он может контролировать все происходящие действия в системе вентиляции.

Принцип работы

Роторное магнитное поле образуется при помощи постоянных магнитов. Вся коммутация электронная, поэтому не изнашивается. ЕС вентиляторы подключаются к постоянному напряжению или при помощи специального модуля прямо к электрической сети.

Описание вентиляторов

Электронные центробежные вентиляционные установки имеют загнутые лопатки и имеют диаметр рабочего колеса, который варьируется от 85 до 450 миллиметров. Примерная производительность достигает 11-13 тысяч кубов в час. В свою очередь ЕС вентиляторы, которые имеют в своем составе загнутые лопасти, имеют диаметры от 120 до 630 миллиметров, производительность у них больше и достигает 17 500 кубов в час.

Все вентиляторы имеют крыльчатку, которая прикрепляется к корпусу ротора. Получается, что двигатель находится внутри колеса. В связи с данной конструкцией у вентилятора сохраняется повышенная балансировка, небольшой размер, маленький уровень шума, и достаточно большой срок эксплуатации.

Сравнение ЕС вентиляторов с обычными агрегатами

Применяя технологии с участием переменного тока, могут повыситься работы по монтажу и расходы на другое оборудование. Очень большой шум. Также при таком виде необходимо использование большого количества мощностей. Регулирование обычных вентиляторов происходит за счет применения преобразований частоты, это позволяет регулировать его в диапазоне всего лишь 40 %. В свою очередь ЕС вентиляторы можно контролировать в диапазоне 87-89%.

<

Сравнение уровня шума

Преимущества использования ЕС вентиляторов
1) Маленькое потребление электроэнергии.
2) Поддержание требуемых параметров.
3) Маленькие затраты на обслуживание.
4) Нет необходимости в покупке расходных материалов.
5) Приличное уменьшение размеров.
6) Надежность в работе
7) При возведении проекта абсолютная гибкость системы.
8) Как отмечалось ранее очень низкий шум.

Особенности, которыми обладают ЕС вентиляторы:

1) Если происходит колебание напряжения сети, они имеют большую надежность.
2) Очень большой рабочий диапазон от 380 до 480 В. Если понижается напряжение, то ЕС вентиляторы плавно останавливаются и появляется аварийный сигнал, в случае с обычным вентилятором, то он просто останавливает свою работу, без подачи каких-либо сигналов.
3) Надежность достигается за счет встроенного блока для защиты. Он позволяет защитить блокировку рабочего колеса, ищет поврежденные фазы, плавно запускает двигатель, защищает систему от перегрева и коротких замыканий. Данный блок позволяет не проектировать дополнительной автоматической защиты.
4) ЕС вентиляторы не предусматривают в вентиляционной системе различных шкивов и ремней, которые значительно уменьшают надежность, требует их обслуживания и постоянного ремонта.
5) В сегодняшнее время остается актуальный вопрос экономии электроэнергии, поэтому данный вид вентиляторов очень эффективен, потому что расходует малое количество электроэнергии.
6) ЕС вентиляторы не требуют больших помещений, так как имеют достаточно компактные размеры.
7) Существует возможность изменять количество частоты оборотов.

Отличительной особенностью нового цифрового формата технологии хранения овощей и фруктов Тургор АМ от традиционных зарубежных технологий является применение высоконапорных радиальных центробежных вентиляторов с ЕC-моторами (электронно-коммутируемых) .

Специалисты компании Тургор АМ , руководствуясь многолетним опытом хранения, считают, что именно ЕС-вентиляторы от немецкого концерна ebm-papst на основе "зеленых" технологий GreenTech являются лучшим решением по обеспечению технологии хранения овощей и фруктов в соответствии с последними научными исследованиями в области специфики агротехнологий, энергосбережения и экологии.

Данные вентиляторы уже на протяжении многих лет отлично справляются с жесткими условиями эксплуатации , которые наблюдаются в сельскохозяйственной сфере: влажность, вибрации, пыль, грязь, перепады температур и др. Двигатель имеет пылевлагонепроницаемое исполнение и оснащен износостойкими подшипниками.

У ЕС-двигателей КПД более 90% при любой частоте вращения. Увеличенный КПД означает не только лучшее использование первичной энергии, но и то, что при работе в окружающую среду будет выделяться меньше тепла.

По сравнению со стандартными вентиляторами с асинхронными двигателями ЕС-вентиляторы потребляют на 50% меньше электроэнергии .

На графике: отличие технологий АС (асинхронные двигатели) и ЕС (электронно-коммутируемые двигатели)

ЕС-технология может быть использована во всем диапазоне, закрашенном голубым цветом. Кроме того, на темно-синем поле ЕС-технология имеет явные резервы мощности, по сравнению с АС-технологией.

В области плавной регулировки показатели абсолютной и относительной экономии значительно выше. По сравнению с обычным фазовым управлением ЕС-технология в зависимости от рабочей точки потребляет в 2 раза меньше энергии.

Максимальная производительность гарантирована!

ЕС-вентиляторы имеют точную, очень деликатную и плавную регулировку частоты вращений от 0 до 100%. Благодаря этому обеспечивается единая скорость потока, несмотря на различные по характеристикам препятствия, что позволяет без дополнительного оборудования достигать эффективного воздухораспределения с равномерными скоростями в продукте и во всем объеме зоны хранения .

Благодаря конструкции двигателей с внешним ротором вентиляторы имеют очень компактные размеры . ЕС-двигатель интегрирован непосредственно в крыльчатку, благодаря чему монтажные размеры существенно уменьшаются.

Электроника и двигатель образуют единый узел, не требуется дополнительное оборудование : фильтры ЭМС, экранированные кабели или внешние автоматы защиты двигателя и др.

Затратные согласования при вводе в эксплуатацию также практически не нужны , как и меры по заземлению и экранированию. Поэтому данные вентиляторы для вентиляционных установок, например, как модуль активной вентиляции и микроклимата ПТК "Тургор АМ" , являются настоящим решением "plug-and-play" ("включай и работай"). Такое решение помогает избавиться от большого количества отдельных деталей, делает процесс монтажа удобнее и эффективнее.

Управление работой ЕС-вентиляторов производится через цифровой интерфейс . Это позволяет объединять в сеть большое количество вентиляторов , при этом позволяет очень удобно сбалансировать производительность каждого вентилятора в соответствии с определенными потребностями.

Благодаря этому обращение с техникой существенно упрощается , начиная с конфигурации при вводе в эксплуатацию и заканчивая сервисом, диагностикой неисправностей и техническим обслуживанием.

В современном мире остро стала проблема энергосбережения. Поэтому вопросы уменьшения энергопотребления становятся актуальными для систем кондиционирования и вентиляции, при чем с каждым годом этому вопросу уделяют все больше внимания. Все чаще в технических заданиях на проектирование систем вентиляции ставятся жесткие условия по энергопотреблению, соответственно специалисты закладывают наиболее экономично оборудование. EC двигатели, которым посвящена эта статья, как раз оборудование, позволяющее экономить на электроэнергии, при это еще и увеличить производительность оборудования и срок его работы.

Ни секрет, что системы ОВК занимают порядка 70% энергоресурсов в промышленных и больших коммерческих зданиях. Новое направлении в энергосбережение это применение так называемых EC -двигателей. Применение этих двигателей пока не так широко, но в последнее время как зарубежные поставщики так и отечественные предлагают оборудование укомплектованное EC-двигателями.

Что же такое EC -двигатель? EC -двигатель – это бесколлекторный синхронный двигатель со встроенным электронным управлением, по другому можно назвать электронно-коммутируемый, отсюда и латинская аббревиатура EC — Electronically Commutated. Вентиляторы выполненные на базе этого двигателя называются ЕС-вентиляторы

EC-двигатель построен на базе внешнего ротора, к котором раполагаются постоянные магниты. Ротор управляется путем контролируемой подачи электроэнергии на обмотку статора, и зависит от текущего положения ротора. Ротор отслеживается с использованием датчиков Холла, а также параметров регуливарония которые заданы от внешних датчиков в виде токовых или потенциальных сигналов. В двигатель встроен PID — регулятор (пропорционально-интегральный дифференциальный), он позволяет устанавливать скорость реагирования двигателя на изменение управляющего сигнала.

Принцип работы ЕС-двигателя можно описать таким образом, управление вектором магнитного поля, создаваемого встроенными магнитами, осуществляется изменением направления тока в обмотке статора. Контроллер же вычисляет какая нужна полярность для непрерывного вращения ротора с заданной скоростью.

Еще одним плюсом в использовании EC -двигателей можно считать минимальное выделение тепла, в то время как АС-моторы имеют рабоучую температуру до 75 градусов. Допустимые температуры эксплуатации двигателей составляют +75 и 20С.

Итак, почему использование EC - моторов оправдано? Вот основные плюсы — компактные размеры, высокие показатели энергосбережения, плавное и точное управление, низкий уровень шума, уменьшенное выделение тепла, практически полное отсутствие вибрации, высокая согласованной с рабочим Колесом по аэродинамике и мощности, более высокий моторесурс. У ЕС-двигателей практически отсутствуют пиковые пусковые нагрузки, благодаря встроенному регулятору, которые обеспечивает плавное нарастание амплитуды. Пусковой ток обычно превышает номинальный в 5-7 раз в АС-вентилятарах, что влечет за собой необходимость увеличения сечения проводки и параметров пускателей.

ЕС-двигатели имеют более высокий КПД, достигающий 80-90%, так как ротор внешний с постоянными магнитами, в следствие чего отсутствуют тепловые потери, по сравнению с короткоразомкнутым ротором асинхронного двигателя.

Высокая степень энергосбережения достигается в том числе за счет регулирования числа оборотов. Энергосбережение достигает 30% по сравнению с трехфазными АС-двигателями. Кроме того, ЕС-двигатели за счет электронного регулирования менее чувствительны в скачкам напряжения в сети.

С эксплуатационной точки зрения преимущества ЕС-двигателей обусловлены тем, что вращающиеся части исполнены как один динамически и статически сбалансированный компонент, общий вес которого равномерно распределен на оба опорных подшипника, что значительно влияет на срок службы изделия. Сопутствующим этому обстоятельством является также минимальная вибрация и шум при работе ЕС-двигателя.

Какие еще аргументы нужны для использования оборудования с ЕС-двигателями?