Apa itu motor EC?
Motor komutasi elektronik (EC) dirancang untuk bekerja dengan daya arus bolak-balik (AC), namun sebenarnya lebih mirip dengan motor arus searah (DC). Mereka pada dasarnya adalah motor DC brushless magnet permanen dengan elektronik onboard terintegrasi.
Elektronik tambahan memungkinkan motor EC menggabungkan karakteristik terbaik motor AC dan DC dan kemudian memperbaikinya. Oleh karena itu, motor EC memiliki kelas tersendiri.
Dengan memanfaatkan teknologi ini, kipas EC menjadi sangat efisien dan membayar sendiri melalui biaya pengoperasian yang lebih rendah dan masa pakai yang lebih lama. Mereka juga menawarkan beberapa keuntungan operasional yang sering diabaikan.
Desain Motor
rotor dalam dan rotor luar
Motor listrik hadir dalam berbagai bentuk dan ukuran, dengan gaya tradisional berupa konfigurasi rotor bagian dalam. Stator (bagian diam) dari motor rotor bagian dalam dipasang pada rumah motor. Rotor (bagian yang berputar) terletak di dalam stator dan mentransmisikan torsi melalui poros keluaran. Impeler kipas biasanya dipasang pada poros yang berputar.
Motor rotor luar pada dasarnya berlawanan arah, dengan rotor berputar di luar stator. Hal ini menghilangkan kebutuhan akan poros keluaran dan sangat mengurangi keseluruhan jejak motor dan rakitan impeler. Impeler kipas dapat dipasang langsung ke rotor luar, sehingga secara efektif membentuk impeler bermotor.
AC vs DC vs EC
Semua motor listrik mempunyai fungsi yang sama yaitu mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, namun cara kerjanya berbeda. Metode yang digunakan sangat bergantung pada daya yang disuplai ke motor, karena hal ini memengaruhi cara medan magnet dihasilkan dan dikendalikan. Oleh karena itu, motor biasanya diklasifikasikan menjadi AC, DC atau EC. Dalam industri kipas angin, motor induksi AC, motor sikat DC, dan motor magnet permanen EC biasanya digunakan.
Motor induksi AC memiliki belitan listrik pada statornya yang mengalirkan arus bolak-balik untuk menciptakan medan magnet berputar. Medan magnet stator menginduksi arus pada rotor sangkar tupai konduktif, dan interaksi antara kedua medan tersebut menghasilkan torsi pada rotor.
Karena frekuensi saluran tetap, motor AC memiliki rentang kecepatan terbatas, sehingga dirancang untuk beroperasi pada titik efisiensi puncak pada kurva kinerja.
Di luar rentang ini, efisiensi cenderung menurun secara signifikan. Penggerak frekuensi variabel (VFD) dapat digunakan untuk menambah atau mengurangi frekuensi daya AC, namun cenderung besar dan mahal. Inilah sebabnya mengapa motor AC paling cocok untuk aplikasi yang tidak memerlukan kecepatan variabel.
Motor sikat DC menggunakan magnet permanen di stator untuk menghasilkan medan magnet tetap. Gulungan listrik pada rotor menginduksi tegangan dan dipengaruhi oleh medan magnet stator. Mengubah tegangan suplai dapat membuat kontrol kecepatan lebih mudah pada motor DC dibandingkan motor AC.
Karena menggunakan DC, mereka mengandalkan sikat karbon dan cincin komutator untuk mengubah arah arus. Keausan komponen mekanis ini menghasilkan suara pengoperasian yang lebih keras dan masa pakai yang lebih pendek. Selain itu, pasokan listrik DC tidak lagi umum seperti dulu, jadi membeli penyearah AC-ke-DC terpisah berarti menambah biaya dan kerumitan.
Motor EC menggunakan magnet permanen dan belitan listrik untuk menghasilkan medan magnet dengan cara yang mirip dengan motor DC yang disikat. Namun, seperti namanya, pergantian tersebut dilakukan secara elektronik dan bukannya dipermutasi secara mekanis. Hal ini hanya mungkin dilakukan dengan mengintegrasikan perangkat elektronik terpasang ke dalam rumah motor EC.
Elektronik on-board mencakup penyearah yang mengubah AC menjadi DC. Pengontrol terintegrasi kemudian mengarahkan jumlah arus yang tepat melalui setiap belitan ke arah yang benar pada waktu yang tepat. Hal ini menciptakan kutub magnet pada stator, yang berinteraksi dengan magnet permanen pada rotor. Posisi masing-masing magnet ditentukan dengan menggunakan sensor efek Hall. Magnet yang sesuai pada gilirannya tertarik ke kutub stator. Dalam hal ini, sisa belitan stator diisi dengan polaritas terbalik. Gaya tarik-menarik dan tolak-menolak ini bergabung untuk mencapai putaran dan menghasilkan torsi optimal. Karena semua ini dilakukan secara elektronik, pemantauan dan pengendalian motor secara presisi dapat dilakukan.
Keuntungan motor EC
efisiensi energi
Motor EC biasanya memiliki efisiensi lebih dari 90% dibandingkan kipas tradisional, sehingga mengurangi konsumsi energi kipas EC hingga 70%.
Dengan menyesuaikan kecepatan motor EC untuk memenuhi permintaan, potensi penghematan energi terus meningkat. Di bawah ini adalah efisiensi tipikal untuk motor induksi AC 5 HP, 1800 RPM dan motor EC yang setara.
Bahkan dibandingkan dengan pengoperasian on/off, modulasi kecepatan yang disediakan oleh kipas EC jauh lebih efisien. Misalnya, menjalankan kipas EC 80% menghemat 20% energi, sementara menjalankannya dengan kecepatan 80% menghemat hampir 50% energi.
Hal ini hanya mungkin dilakukan dengan teknologi EC, yang menawarkan efisiensi sangat tinggi pada berbagai kecepatan. Manfaat paling nyata dari efisiensi tinggi adalah berkurangnya konsumsi energi. Dengan meningkatnya harga energi, hal ini merupakan faktor utama yang perlu dipertimbangkan. Untuk memberikan gambaran mengenai pentingnya hal ini, contoh penghematan energi pada kecepatan 50% diberikan di bawah ini. Contoh ini mengasumsikan biaya rata-rata sebesar $0,115/kWh, efisiensi penggerak frekuensi variabel (VFD) sebesar 86%, dan pengoperasian motor secara berkelanjutan.
Meskipun penghematan tahunan mungkin tampak tidak berarti, penting untuk dicatat bahwa ini hanya untuk penggantian kipas tunggal dan tidak memperhitungkan kerugian lain seperti kabel atau ikat pinggang. Selain biaya operasional yang lebih rendah, faktor lain yang perlu dipertimbangkan adalah kemungkinan potongan harga utilitas. Efisiensi yang tinggi juga membawa serangkaian manfaat sekunder dan tersier, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.
Salah satu manfaat efisiensi tinggi adalah berkurangnya kehilangan energi terhadap lingkungan. Kerugian ini biasanya berupa panas dan suara. Karena motor EC menghasilkan lebih sedikit panas, tegangan pada belitan dan bantalannya lebih sedikit, sehingga memperpanjang umur motor. Temperatur pengoperasian yang lebih rendah juga berkontribusi terhadap efisiensi sistem yang lebih tinggi bila digunakan dalam aplikasi pendinginan. Pada saat yang sama, pengoperasian yang lebih senyap meningkatkan kenyamanan penumpang.
Mudah untuk Mengontrol
Efisiensi tinggi motor EC terutama disebabkan oleh elektronik terintegrasi. Efisiensi dipertahankan di seluruh rentang kecepatan yang dapat dioperasikan dengan terus memantau fungsi motor dan secara otomatis menyesuaikan input kontrol. Motor EC biasanya mampu menurunkan kecepatan penuh hingga 20% sambil tetap mempertahankan efisiensi 85%.
Sensor yang menghasilkan sinyal 0-10 V, PWM, atau 4-20 mA dapat dihubungkan langsung ke sebagian besar motor EC. Hal ini memberikan kontrol kecepatan tanpa memerlukan penggerak frekuensi variabel (VFD) yang kompleks.
Tergantung pada aplikasinya, metode kontrol loop terbuka dan loop tertutup dapat diterapkan. Kipas dengan motor EC dapat mengontrol suhu, tekanan, atau memilih parameter apa pun yang akan diukur. Kontrol tekanan konstan sangat berguna untuk aplikasi pipa, sedangkan kontrol aliran udara konstan sangat ideal untuk aplikasi filtrasi. Sebagai alternatif, potensiometer dapat dihubungkan untuk menyediakan kontrol kecepatan variabel dalam bentuk manual.
Keserbagunaan
Kecepatan maksimum motor induksi AC konvensional dibatasi pada tingkat standar yang disebut kecepatan sinkron. Ini adalah kecepatan teoretis berdasarkan jumlah kutub elektromagnetik dan frekuensi catu daya.
Motor EC, sebaliknya, mampu melebihi kecepatan terukur. Hal ini memungkinkan kipas dengan motor EC mencapai kapasitas lebih tinggi dalam paket kipas yang lebih kecil, seperti yang ditunjukkan di bawah. Jangkauan pengoperasian kipas EC yang diperluas memudahkan untuk mencocokkan kinerja aplikasi tertentu. Kapasitas motor EC yang tinggi dipadukan dengan kemampuan menjaga efisiensi pada beban sebagian memungkinkan satu kipas EC menggantikan kipas konvensional dengan berbagai jenis dan ukuran.
Penerapan EC Motor untuk Pendingin Udara
Menurut kesan semua orang, AC selalu membutuhkan listrik yang besar, hal ini dikarenakan motor AC membutuhkan banyak listrik untuk dapat bekerja. Oleh karena itu, sejak lama arah peningkatan AC terletak pada penelitian motor AC. 'EC motor' telah menjadi arah penting untuk meningkatkan struktur produk motor AC. Kami tidak hanya memiliki motor EC untuk AC, tetapi juga motor EC untuk pendingin udara, motor EC untuk kipas rotor eksternal.
Struktur penggerak utama motor EC terdiri dari penggerak dan motor; motor DC brushless kami umumnya memiliki daya 50W-4000W dan tegangan 220V/380V.
Keuntungan motor brushless dalam aplikasi:
1. rentang kecepatan datar yang lebih luas dapat dicapai. Motor DC brushless lebih mudah dikendalikan dan memiliki rentang kecepatan yang lebih luas. Ini adalah sistem pengaturan kecepatan stepless yang nyata, yang dapat dengan bebas menyesuaikan keluaran kapasitas pendinginan dari sistem pendingin.
2. Dalam proses pengaturan kecepatan, sifat beban pada rangkaian motor tidak berubah, harmonisa yang dihasilkan lebih sedikit, dampaknya pada jaringan listrik lebih kecil, dan lebih hemat energi.
3. Selama pengoperasian, kenaikan suhu relatif rendah, yaitu sekitar 20% lebih rendah dibandingkan dengan kontrol frekuensi motor asinkron AC.
4. Sistem kendali kecepatan memiliki keandalan tinggi dan kinerja dinamis yang baik. Motor EC memiliki keandalan yang tinggi dan tidak mengubah kinerja rangkaian beban selama proses penyesuaian, sehingga membuat sistem lebih stabil.
Dari karakteristik motor brushless terlihat bahwa penghematan energi, pengurangan kebisingan, pengaturan suhu yang tepat, dan pengaturan kecepatan stepless merupakan peningkatan kinerja yang penting untuk sistem pendingin.
