轴流风扇推动 AC 电机向 EC 电机的转型
风扇是冷却系统关键的系统性部件,尤其是在超市冷藏、HVAC 和电信机柜等应用中。电子换向 (EC) 电机改变了许多设计人员的游戏规则,因为这种电机可以让风扇以精确的速度运行,而不像交流 (AC) 电机那样,甚至在不需要冷却应用时也必须全速运行。
与罩极电机和永久分相电容 (PSC) 电机相比,风扇在合适的转速下运行意味着能耗更低、噪音更小、部件受到的应力更小。多年来,这两种电机一直是风扇与风机应用中的主流选择。而电机只是用来使风扇转动,风扇转动造成必要的空气流动,从而冷却制冷单元和电子设备。
罩极电机会以热能的形式浪费大量能源,并按照由电源频率决定的固定速度运行。PSC 电机的性能有所提高,但其效率仍是在接近全速时达到峰值。
EC 电机将 AC 电压转换为直流,并以适当的转换使风扇高效运行。这样,设计人员就能采用较小的电源,降低运行成本并满足现代能效标准。
EC 电机将无刷 DC 电机与集成电子器件相结合,实现了更高的效率、精确的速度控制和更高的灵活性。电子换向机构以可控式顺序来控制电机绕组的电流,这种技术非常适合数字和电子控制式应用。
快速采用 EC 风扇
多年来,鉴于电子器件和磁铁的成本问题,当一个简单的罩极电机或 PSC 电机就能完成工作时,很难说明投资 EC 电机所增加的材料成本是合理的。随着电力电子器件越来越便宜,能源成本不断攀升,EC 已被人们急切地用于高级 HVAC 系统和其他要求变速和安静运行的设备。
使用 EC 电机,可根据温度、压力或网络信号增大或减小风扇的转速。这使得轴承使用寿命更长,启动电流更温和,维护间隔也更长。此外,一个风扇模型可用于多个 SKU。鉴于此,风扇制造商将 EC 技术集成到完整的组件中,这些组件能轻松地适配现有设计。
EC 风扇现已成为许多新型商用制冷设备、HVAC 鼓风机和电信机架的标配。在北美地区,半数以上的新型商用 HVAC 系统都配备了 EC 电机,而超市冷藏设备改造后也因节能而快速收回成本。当然,AC 电机并未销声匿迹,在部分负载效率并不重要的低成本、固定转速应用中,AC 电机往往是不可或缺的。
用 ebm-papst 的即用型 AxiACi 替代老旧设备
作为将 DC 无刷电机与紧凑型高效风扇设计相结合的早期创新者, ebm-papst 一直是风扇和鼓风机采用 EC 电机技术的推动者。该公司的风机将电机、控制电子器件和经过空气动力学优化的叶轮集成在一个封装中,实现了静音运行、精确的速度控制和显著的节能。
该公司的 AxiACi 系列风扇(图 1)是专为替代传统 AC 风扇而设计的,为设计人员提供了一条切实可行的途径,在不进行重大改造的前提下升级冷却应用,实现能效提升和现代化性能。
图 1:AxiACi 系列风扇采用 EC 电机,可取代老式 AC 解决方案。(图片来源:EBM-PAPST)
AxiACi 装置兼具坚固耐用和广泛的环境适应性,工作温度范围为 -40°C 至 +75°C。这些装置全球适用,可连接 90 VAC 至 264 VAC(50/60 Hz) 输入,并且采用三相多极电机,以降低结构噪声。
ebm-papst 风扇的使用寿命长达 65,000 小时,是老旧解决方案的最佳替代品。这种风扇采用高效的 GreenTech EC 电机和 EC 级效率的 AC 封装,填补了传统 AC 风扇与全电子换向解决方案之间的空白。
AxiACi120 型号(如 8315100190)是柜式冷却、工业通风或制冷领域旧式 AC 风扇的可靠替代品。管式轴向设计尺寸为 119 mm x 119 mm x 38 mm,在 115/230 VAC 通用电源下运行时可提供约 101 CFM 的风量。该产品的防尘和防水等级为 IP65,可在 -40°C 至 +70°C 的极端环境温度下运行,是理想的即用型升级换代产品。
对于需要更紧凑型产品的设计,AXIACI92U 型号(如 8315100286)的尺寸为 92 mm x 92 mm x 38 mm,适用于更狭小的空间和需要轻型冷却的应用。尽管气流较为平缓,但该产品能提供 0.622 英寸 H₂O(155 帕)的惊人静压,使空气通过限制性过滤器、格栅或下游管道。
结语
为了满足商用制冷、暖通空调和工业环境向 EC 风机的转型,ebm-papst 的 AxiACi 系列成为老式 AC 风扇可靠的节能型直接替代品。AxiACi 系列具有更强的耐用性、运行安静、兼容宽电压以及在极端环境下的性能更佳,因此非常适合在不进行大规模改造的情况下升级现有系统。此外,该系列还为空间有限型应用提供了紧凑型产品,确保为现代冷却需求提供多功能解决方案。
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