Cet article analysera les différences entre les ventilateurs EC et les ventilateurs AC du point de vue de leurs solutions de fabrication réelles, de leurs principes de fonctionnement, des données dynamométriques des moteurs associés, des données réelles de débit d'air des ventilateurs, des scénarios d'application réels des ventilateurs axiaux AC et EC, ainsi que des tendances de développement de l'industrie.
Solutions de fabrication réelles pour les moteurs AC
Enroulement du stator Rotor à cage d'écureuilSchéma d'assemblage stator-rotor
D'après les photos réelles, on peut voir que le schéma d'enroulement à fentes traversantes du moteur AC fait dépasser une partie du fil émaillé au-delà du noyau.
Le principe de fonctionnement du moteur AC se déroule principalement comme suit :
1. L'enroulement du stator est connecté à un courant alternatif, et un champ magnétique rotatif et variable est généré dans l'enroulement.
2. Les lignes de flux magnétique rotatives et variables du stator traversent le rotor à cage d'écureuil. Selon le principe de l'induction électromagnétique, un champ magnétique induit rotatif et variable est induit sur le rotor, et le champ magnétique du rotor « suit » les variations du champ magnétique du stator.
3. Les deux champs magnétiques interagissent pour entraîner la rotation du rotor.
Plan de fabrication réel du moteur EC
Enroulement du stator — Rotor à aimant permanent — Schéma d'assemblage stator et rotor
D'après les photos de l'objet réel, on peut voir que les moteurs EC utilisent principalement des enroulements concentrés, similaires à l'enroulement à dent unique de la bobine autour du stator, et que le fil émaillé a une distance de croisement plus courte. Le fil émaillé dépasse relativement moins du plan du noyau.
Principe de fonctionnement du moteur EC
Le principe de fonctionnement du moteur EC peut être simplifié en trois étapes :
1. La puissance AC d'entrée est redressée et convertie en puissance DC par le contrôleur, puis la puissance DC est convertie en puissance AC de la fréquence requise par inversion, puis injectée dans l'enroulement du moteur via la tête de fil émaillé connectée à la carte de commande électronique. Le contrôleur génère un champ magnétique rotatif en connectant les enroulements en séquence.
2. Le champ magnétique rotatif interagit avec le champ magnétique du rotor à aimant permanent pour entraîner la rotation du moteur.
3. Le contrôleur peut déterminer avec précision la position du champ magnétique du rotor en surveillant les capteurs, le courant, la force électromotrice arrière et d'autres signaux, puis conduire l'enroulement correspondant pour former un champ magnétique d'entraînement.
Analyse de l'efficacité énergétique des moteurs EC en principe et en application par rapport aux moteurs AC
De l'analyse ci-dessus, on peut voir que les moteurs AC établissent un champ magnétique efficace par induction électromagnétique, donc une partie de l'énergie électrique est utilisée pour établir le champ magnétique, et l'efficacité de conversion en énergie cinétique est réduite. Les moteurs EC utilisent des aimants permanents, donc aucune énergie électrique n'est nécessaire pour établir le champ magnétique du rotor, il n'y a donc pas de perte d'énergie.
Deuxièmement, il existe des différences dans les effets d'enroulement et de champ magnétique. Dans le processus d'enroulement à fentes traversantes des moteurs AC, une grande partie du fil émaillé dépasse du noyau, ce qui provoque des fuites et de la chaleur, réduisant ainsi l'efficacité de conversion du moteur en énergie cinétique. La méthode d'enroulement des moteurs EC peut réduire cette perte.
En raison du principe de conception par induction des moteurs AC, le rotor et le stator ont une conception de glissement fixe. Lorsque le moteur dépasse la charge prévue, le glissement réel du moteur s'écarte du glissement conçu, réduisant ainsi la plage globale de haute efficacité. La conception à aimant permanent et la conception de commande d'entraînement des moteurs EC évitent efficacement cette situation. Pour réduire ce défaut des moteurs AC, des variateurs de fréquence sont souvent utilisés dans les applications réelles pour ajuster la vitesse des moteurs AC. La régulation de vitesse à fréquence variable comprend principalement trois processus : le redressement, l'inversion et la commande. Dans ces trois processus, l'efficacité de conversion varie selon le point de fonctionnement, allant approximativement de 85 % à 96 %. La principale perte d'énergie se situe dans les étapes de redressement et d'inversion, représentant environ 90 % de la perte totale. La valeur de test réelle de l'efficacité du contrôleur des moteurs EC est généralement supérieure à 97 %. En général, les moteurs AC avec variateurs de fréquence peuvent améliorer l'efficacité de fonctionnement des moteurs AC dans une certaine mesure, mais il reste encore un écart par rapport aux moteurs EC.
Voici la courbe dynamométrique d'un certain moteur AC et d'un moteur EC de même puissance et de même plage de vitesse.
De la courbe, on peut tirer une conclusion : les moteurs EC sont plus efficaces et ont une plage de haute efficacité plus large.
Analyse de l'économie d'énergie des données de test des ventilateurs AC avec variateurs de fréquence et des ventilateurs EC :
Grâce à l'analyse des données, on peut voir qu'au point de fonctionnement typique de 100 Pa pour les grands ventilateurs axiaux, l'efficacité de pression statique de la solution EC est supérieure de 3,3 % à celle de la solution AC avec variateur.
Solutions de fabrication réelles pour les moteurs AC
Enroulement du stator Rotor à cage d'écureuilSchéma d'assemblage stator-rotor
D'après les photos réelles, on peut voir que le schéma d'enroulement à fentes traversantes du moteur AC fait dépasser une partie du fil émaillé au-delà du noyau.
Le principe de fonctionnement du moteur AC se déroule principalement comme suit :
1. L'enroulement du stator est connecté à un courant alternatif, et un champ magnétique rotatif et variable est généré dans l'enroulement.
2. Les lignes de flux magnétique rotatives et variables du stator traversent le rotor à cage d'écureuil. Selon le principe de l'induction électromagnétique, un champ magnétique induit rotatif et variable est induit sur le rotor, et le champ magnétique du rotor « suit » les variations du champ magnétique du stator.
3. Les deux champs magnétiques interagissent pour entraîner la rotation du rotor.
Plan de fabrication réel du moteur EC
Enroulement du stator — Rotor à aimant permanent — Schéma d'assemblage stator et rotor
D'après les photos de l'objet réel, on peut voir que les moteurs EC utilisent principalement des enroulements concentrés, similaires à l'enroulement à dent unique de la bobine autour du stator, et que le fil émaillé a une distance de croisement plus courte. Le fil émaillé dépasse relativement moins du plan du noyau.
Principe de fonctionnement du moteur EC
Le principe de fonctionnement du moteur EC peut être simplifié en trois étapes :
1. La puissance AC d'entrée est redressée et convertie en puissance DC par le contrôleur, puis la puissance DC est convertie en puissance AC de la fréquence requise par inversion, puis injectée dans l'enroulement du moteur via la tête de fil émaillé connectée à la carte de commande électronique. Le contrôleur génère un champ magnétique rotatif en connectant les enroulements en séquence.
2. Le champ magnétique rotatif interagit avec le champ magnétique du rotor à aimant permanent pour entraîner la rotation du moteur.
3. Le contrôleur peut déterminer avec précision la position du champ magnétique du rotor en surveillant les capteurs, le courant, la force électromotrice arrière et d'autres signaux, puis conduire l'enroulement correspondant pour former un champ magnétique d'entraînement.
Analyse de l'efficacité énergétique des moteurs EC en principe et en application par rapport aux moteurs AC
De l'analyse ci-dessus, on peut voir que les moteurs AC établissent un champ magnétique efficace par induction électromagnétique, donc une partie de l'énergie électrique est utilisée pour établir le champ magnétique, et l'efficacité de conversion en énergie cinétique est réduite. Les moteurs EC utilisent des aimants permanents, donc aucune énergie électrique n'est nécessaire pour établir le champ magnétique du rotor, il n'y a donc pas de perte d'énergie.
Deuxièmement, il existe des différences dans les effets d'enroulement et de champ magnétique. Dans le processus d'enroulement à fentes traversantes des moteurs AC, une grande partie du fil émaillé dépasse du noyau, ce qui provoque des fuites et de la chaleur, réduisant ainsi l'efficacité de conversion du moteur en énergie cinétique. La méthode d'enroulement des moteurs EC peut réduire cette perte.
En raison du principe de conception par induction des moteurs AC, le rotor et le stator ont une conception de glissement fixe. Lorsque le moteur dépasse la charge prévue, le glissement réel du moteur s'écarte du glissement conçu, réduisant ainsi la plage globale de haute efficacité. La conception à aimant permanent et la conception de commande d'entraînement des moteurs EC évitent efficacement cette situation. Pour réduire ce défaut des moteurs AC, des variateurs de fréquence sont souvent utilisés dans les applications réelles pour ajuster la vitesse des moteurs AC. La régulation de vitesse à fréquence variable comprend principalement trois processus : le redressement, l'inversion et la commande. Dans ces trois processus, l'efficacité de conversion varie selon le point de fonctionnement, allant approximativement de 85 % à 96 %. La principale perte d'énergie se situe dans les étapes de redressement et d'inversion, représentant environ 90 % de la perte totale. La valeur de test réelle de l'efficacité du contrôleur des moteurs EC est généralement supérieure à 97 %. En général, les moteurs AC avec variateurs de fréquence peuvent améliorer l'efficacité de fonctionnement des moteurs AC dans une certaine mesure, mais il reste encore un écart par rapport aux moteurs EC.
Voici la courbe dynamométrique d'un certain moteur AC et d'un moteur EC de même puissance et de même plage de vitesse.
De la courbe, on peut tirer une conclusion : les moteurs EC sont plus efficaces et ont une plage de haute efficacité plus large.
Analyse de l'économie d'énergie des données de test des ventilateurs AC avec variateurs de fréquence et des ventilateurs EC :
Grâce à l'analyse des données, on peut voir qu'au point de fonctionnement typique de 100 Pa pour les grands ventilateurs axiaux, l'efficacité de pression statique de la solution EC est supérieure de 3,3 % à celle de la solution AC avec variateur.