ALF Motors: Wentylatory EC – technologiczna przyszłość

Jeszcze niespełna 10 lat temu technologia EC była to nowinką w branży i nie do końca było wiadomo, czy jest to przyszłość czy tylko chwilowa ciekawostka. Dziś technologia silników elektronicznie komutowanych na stałe zagościła w branży HVAC i nie tylko. Tego typu silniki są już stosowane we wszystkich modelach i wielkościach wentylatorów. Producenci i klienci już dawno przekonali się o korzyściach płynących z zastosowania wentylatorów EC, dlatego na rynku właściwie nie występują już centrale klimatyzacyjne i wentylacyjne z wentylatorami AC. Również w innych produktach jak rekuperatory, pompy ciepła, urządzenia filtracyjne, nawilżacze, kurtyny drzwiowe itp., wentylatory EC są najczęstszym wyborem producentów.


Konstrukcja silnika EC

Silnik EC to połączenie zalet silników AC i DC, tak aby nowo powstała konstrukcja posiadała wszystkie zalety obu tych rozwiązań. To silnik z elektroniczną komutacją, który de facto zasilany jest prądem przemiennym (AC), ale w rzeczywistości jest bardziej podobny do silnika prądu stałego (DC). Jest to bezszczotkowy silnik prądu stałego, stąd można też spotkać nazwę BLDC (z ang. BLDC – Brushless DC electric motor). Silniki EC wykorzystują magnesy trwałe i uzwojenia elektryczne do generowania pól magnetycznych, podobnie jak szczotkowane silniki prądu stałego. Jednak, jak sugeruje ich nazwa, komutację osiągają w sposób elektroniczny. Jest to możliwe dzięki wbudowanej w obudowę silnika elektroniki zawierającej prostownik, który przekształca zasilanie AC na DC. Zintegrowany sterownik kieruje następnie odpowiednią ilość prądu we właściwym kierunku i we właściwym czasie przez każde z uzwojeń. Powoduje to powstanie biegunów magnetycznych w stojanie, które oddziałują z magnesami trwałymi w wirniku.

Zalety silników EC

Technologia EC jest inteligentną i zaawansowaną techniką sterowania silnikami elektrycznymi. Zastosowane wbudowane i zminiaturyzowane elektroniczne układy kontroli, eliminują straty wynikające z poślizgu silnika i zapewniają pracę silnika w optymalnym zakresie prędkości. W porównaniu z silnikiem tradycyjnym podczas pracy silnika elektronicznie komutowanego nie występują żadne straty w miedzi i w żelazie, dlatego też silnik może osiągnąć sprawność dochodzącą do 90%. Co bardzo ważne, także przy regulacji prędkości obrotowej silnika, zachowywana jest wysoka sprawność, prędkość obrotową można zmniejszyć do 20% pełnej prędkości, zachowując przy tym 85% sprawność. Dla porównania, sprawność silnika konwencjonalnego waha się od 15 do maksymalnie 50%. Kolejną zaletą silników EC jest to, że nie powodują zakłóceń do sieci, gdyż elektronika zawiera filtry EMC, filtry zasilania oraz zintegrowane zabezpieczenia silnika. W wentylatorach AC konieczne było stosowanie dodatkowych filtrów ograniczających zakłócenia na inne urządzenia.

Regulacja wentylatorów EC

Dzięki wbudowanej elektronice możliwa jest również płynna regulacja prędkości obrotowej w całym zakresie przez zastosowanie prostych sterowników czy czujników wytwarzających sygnał 0-10V, PWM czy też 4-20mA. Rozwiązanie takie eliminuje konieczność stosowania zewnętrznych regulatorów, które często mają niekorzystny wpływ na uzwojenie silnika i skracają jego żywotność. Istnieją metody sterowania w pętli otwartej i zamkniętej, które można wdrożyć, w zależności od zapotrzebowania. Wentylatory z elektronicznie komutowanymi silnikami EC mogą kontrolować temperaturę, ciśnienie lub dowolny parametr wybrany do pomiaru. Kontrola stałego ciśnienia jest szczególnie przydatna w zastosowaniach kanałowych, podczas gdy kontrola stałego przepływu powietrza jest idealna do zastosowań z wentylacją. Alternatywnie można podłączyć potencjometr, aby zapewnić ręczną formę zmiennej kontroli prędkości.

Zalety wentylatorów EC

Wysoka sprawność, o której była już mowa wcześniej, niska emisja ciepła oraz ograniczone straty zapewniają długą żywotność silnika przy minimalnym ryzyku przegrzania się. Sprawiają także, że są to bardzo energooszczędne wentylatory, a w dzisiejszych czasach to podstawa, gdyż mniejsze zużycie energii to mniejsza emisja CO2 do atmosfery i oczywiście mniejsze koszty eksploatacyjne. Kolejną zaletą jest zwarta konstrukcja i kompaktowe rozmiary w porównaniu do silników AC podobnej mocy. Powoduje to, że urządzenia w których mają być zastosowane tego typu wentylatory mogą być mniejsze i bardziej kompaktowe. Wentylatory EC to także większa kultura pracy pod względem akustycznym. Sama ich konstrukcja powoduje, że poziom hałasu, w porównaniu z silnikami AC, jest dużo mniejszy. Ponad to, dzięki możliwości płynnej regulacji można dodatkowo zredukować emitowany hałas i dostosować prędkość obrotową wentylatora do aktualnych potrzeb. Wentylatory z silnikami EC to także nieograniczone możliwości sterowania, regulacji i kontroli parametrów pracy. Wbudowany układ sterowania pozwalana na pomiar prędkości obrotowej za pomocą potencjometrów czy też różnego rodzaju czujników. Możliwa jest także zmiana oprogramowania sterownika wentylatora tak aby dostosować parametry pracy do potrzeb danego urządzenia. Lista zalet wentylatorów EC jest długa i sprawia, że niewątpliwie w najbliższym czasie staną się one jedynym słusznym wyborem do zastosować w branży HVAC.

Zalety wentylatorów EC:

  • Wysoka sprawność
  • Energooszczędność w pełnym zakresie regulacji obrotów
  • Kompaktowe rozmiary
  • Cicha praca
  • Płynna regulacja wydajności
  • Niezawodność i długa żywotność
  • Łatwe sterowanie za pomocą sterowników i czujników z sygnałem 0-10V/PWM
  • Możliwa pełna kontrola parametrów pracy