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解密养殖通风行业高效转型的“秘密武器”:高效智能EC电机

雷勃电气 RegalRexnord PES 发表于: 来自:暖通家

  近年来,养殖通风行业经历了较大的产品和技术变革,其核心匹配的电机与风机技术分别在2016年、2017年和2021年经历了3次重大突破:

  在应用过程中,除了节能,大家也发现EC电机拥有很多优点,给用户带来更多的收益。为了更加清晰地了解EC电机的特点,通过比较传统交流感应电机(AC电机),为大家深入剖析EC电机的几大独特魅力!


  本期,将重点对比EC和AC电机在定频/变频应用的节能率和轴承使用寿命方面的差异。

  对于同一规格的EC和AC电机,选择了EC电机,意味着选择了高效和节能。通常大家关注的是工作点的效率提升,而事实是实际节能要高于额定点数据估算。


  下面分别以三相1.5KW EC电机和1.5KW 6极 AC电机在定频和变频使用场合为例, 交直流电机用于中央空调机组的同一种冷凝风扇,在多工况中两种电机的实际效率表现。


  从如下图看,EC电机同一转速,可以动态适应多种扭矩及效率点;AC电机同一转速,只能对应一个扭矩和效率点;在变频情况下,其效率也低于同功率EC电机。


  基于电机测试或计算数据,直流与交流定频电机,节能比例计算如下:

  对于直流电机与变频交流电机,节能比例计算如下:

  此外,工况变化后,AC电机的效率稳定性较差,受输入电流和负载影响较大;而EC电机的效率基本不受影响。

  ▲1.5KW 6极 三相AC电机转速扭矩及效率曲线

  ▲1.5KW 6极 三相变频AC电机转速扭矩及效率计算曲线

  ▲1.5KW三相EC电机效率map图


  工况变化后对效率的稳定性,交流电机通常选择一定过盈量来平衡工况负载变化、以及电压波动对效率和温升的影响。

  以2.2KW 8极AC电机和2.2KW 700RPM EC电机为例,在同一额定负载下,两种电机测试数据显示EC电机的轴承温升低20K以上。


  ◎ 2.2KW,700RPM EC电机,额定整机效率88.4%,裸机效率91.2%,线圈最大温升70K,对应轴承温升20K。


  ◎ 2.2KW,710RPM交流电机,额定效率76.5%, 漆包线最大温升99.9K, 对应轴承温升40.4K。

  参照以上轴承润滑油脂寿命计算公式,油脂温度每升高10℃,轴承寿命降低约50%。不考虑其它因素变化,EC电机中轴承的使用寿命是同款AC电机轴承的四倍。或者说,AC电机中轴承的使用寿命是EC电机中轴承寿命的25%。如果考虑轴承油脂、密封、成膜等特性,两种配套环境的差异或许更大。


  对于尺寸较大的风扇,在风扇偏心较大、或扇叶长时间运行变形的情况下,容易引起风扇振动超标。该振动通过电机转轴传递到电机轴承,造成轴承油脂成膜更加困难,轨道磨损加重、跑外圈等疲劳失效。在该应用场景下,EC电机可以保持较低轴承温度,使得轴承油膜抵御异常振动,表现更加可靠。

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2024
11/07
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暖通家
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