O que é um motor CE?
Os motores comutados eletronicamente (CE) são projetados para funcionar com potência de corrente alternada (AC), mas na verdade são mais semelhantes aos motores de corrente direta (DC). Eles são essencialmente motores CC sem escova de ímã permanente com eletrônicos integrados a bordo.
Os eletrônicos adicionados permitem que os motores da CE combinem as melhores características dos motores CA e CC e depois os melhore. Portanto, os motores da CE estão em uma classe própria.
Ao utilizar essa tecnologia, os fãs da CE são altamente eficientes e pagam por si mesmos através de custos operacionais mais baixos e vida útil mais longa. Eles também oferecem algumas vantagens operacionais que geralmente são esquecidas.
Design do motor
rotor interno e rotor externo
Os motores elétricos vêm em muitas formas e tamanhos, com o estilo tradicional sendo uma configuração de rotor interno. O estator (parte estacionária) de um motor de rotor interno é fixado no alojamento do motor. O rotor (parte rotativa) está localizado dentro do estator e transmite o torque através do eixo de saída. Um impulsor do ventilador é geralmente preso a um eixo rotativo.
Os motores do rotor externo são basicamente a direção oposta, com o rotor girando fora do estator. Isso elimina a necessidade de um eixo de saída e reduz bastante a pegada geral do conjunto do motor e do impulsor. O impulsor do ventilador pode ser conectado diretamente ao rotor externo, formando efetivamente um impulsor motorizado.
AC vs. DC vs. EC
Todos os motores elétricos têm a mesma função de converter energia elétrica em energia mecânica, mas fazem de maneira diferente. O método usado depende em grande parte da potência fornecida ao motor, pois isso afeta como seu campo magnético é gerado e controlado. Portanto, os motores são geralmente classificados como CA, CC ou CE. Na indústria de fãs, são comumente usados motores de indução de CA, motores de escova DC e motores de ímãs permanentes da CE.
Os motores de indução CA têm enrolamentos elétricos no estator que fornecem corrente alternada para criar um campo magnético rotativo. O campo magnético do estator induz uma corrente no rotor da gaiola de esquilo condutor, e a interação entre os dois campos gera torque no rotor.
Como a frequência da linha é fixa, os motores CA têm uma faixa de velocidade limitada, portanto, eles são projetados para operar no ponto de pico de eficiência na curva de desempenho.
Além desse intervalo, a eficiência tende a cair significativamente. As unidades de frequência variável (VFDs) podem ser usadas para aumentar ou diminuir a frequência da energia CA, mas tendem a ser volumosas e caras. É por isso que os motores CA são mais adequados para aplicativos que não requerem velocidade variável.
Os motores escovados DC usam ímãs permanentes no estator para fornecer um campo magnético fixo. Os enrolamentos elétricos no rotor induzem tensões e são afetados pelo campo magnético do estator. Alterar a tensão de alimentação pode facilitar o controle de velocidade para os motores CC do que para os motores CA.
Como eles são executados em DC, eles dependem de escovas de carbono e anéis de comutador para mudar a direção da corrente. O desgaste dessas peças mecânicas resulta em ruído mais alto e mais curta expectativa de vida. Além disso, as fontes de alimentação DC não são tão comuns quanto costumavam ser, portanto, comprar um retificador CA-DC separado significa um custo e complexidade adicionais.
Os motores CE usam ímãs permanentes e enrolamentos elétricos para gerar um campo magnético de maneira semelhante a um motor CC escovado. No entanto, como o nome sugere, eles são comutados eletronicamente, e não comutados mecanicamente. Isso só é possível integrando os eletrônicos de bordo no alojamento do motor CE.
Os eletrônicos a bordo incluem um retificador que converte AC em CC. Um controlador integrado direciona a quantidade correta de corrente através de cada enrolamento na direção correta no momento correto. Isso cria pólos magnéticos no estator, que interagem com ímãs permanentes no rotor. A posição de cada ímã é determinada usando sensores de efeito Hall. Por sua vez, os ímãs adequados são atraídos para os pólos do estator. Ao mesmo tempo, os enrolamentos restantes do estator são carregados com polaridade reversa. Essas forças atraentes e repulsivas se combinam para obter rotação e gerar torque ideal. Como tudo isso é feito eletronicamente, o monitoramento e o controle precisos do motor são possíveis.
Vantagens dos motores da CE
eficiência energética
Os motores da CE são tipicamente mais de 90% eficientes em comparação com os ventiladores tradicionais, reduzindo o consumo de energia dos fãs da CE em até 70%.
Ao ajustar a velocidade dos motores da CE para atender à demanda, o potencial de economia de energia continua a crescer. A seguir, são mostrados a eficiência típica para um motor de indução CA de 5 hp e 1800 rpm e motores CE equivalentes.
Mesmo em comparação com a operação On/Off, a modulação de velocidade fornecida pelos ventiladores da CE é muito mais eficiente. Por exemplo, a execução de um ventilador da CE 80% do tempo economiza 20% de energia, enquanto a execução a 80% de velocidade economiza quase 50% de energia.
Isso só é possível com a tecnologia CE, que oferece uma eficiência muito alta em uma ampla gama de velocidades. O benefício mais óbvio da alta eficiência é o consumo de energia reduzido. Com os preços da energia aumentando, esse é um fator -chave a ser considerado. Para dar uma visão geral de sua importância, um exemplo de economia de energia a 50% de velocidade é dado abaixo. Este exemplo assume um custo médio de US $ 0,115/kWh, uma eficiência de unidade de frequência variável (VFD) de 86%e operação contínua do motor.
Embora a economia anual possa parecer insignificante, é importante observar que isso é para uma única substituição do ventilador e não leva em consideração outras perdas, como fios ou cintos. Além dos custos operacionais mais baixos, outro fator a considerar é possível descontos de utilidade. A alta eficiência também traz uma série de benefícios secundários e terciários, conforme mostrado na figura abaixo.
Um dos benefícios da alta eficiência é a perda de energia reduzida para o meio ambiente. Essas perdas geralmente vêm na forma de calor e som. Como os motores da CE geram menos calor, seus enrolamentos e rolamentos estão sob menos estresse, prolongando a vida útil do motor. A temperatura operacional mais baixa também contribui para maior eficiência do sistema quando usada em aplicações de resfriamento. Ao mesmo tempo, a operação mais silenciosa melhora o conforto dos ocupantes.
Fácil de controlar
A alta eficiência dos motores da CE se deve principalmente aos eletrônicos integrados. A eficiência é mantida em toda a faixa de velocidade operável, monitorando continuamente a função do motor e ajustando automaticamente as entradas de controle. Os motores da CE são tipicamente capazes de diminuir para 20% da velocidade máxima, mantendo a eficiência de 85%.
Os sensores que geram sinais 0-10 V, PWM ou 4-20 mA podem ser conectados diretamente à maioria dos motores da CE. Isso fornece controle de velocidade sem a necessidade de unidades de frequência variável complexas (VFDs).
Dependendo do aplicativo, os métodos de controle de circuito aberto e de circuito fechado podem ser implementados. Os ventiladores com motores CE podem controlar a temperatura, pressão ou escolher qualquer parâmetro a ser medido. O controle constante da pressão é especialmente útil para aplicações de tubulação, enquanto o controle constante do fluxo de ar é ideal para aplicações de filtração. Como alternativa, um potenciômetro pode ser conectado para fornecer uma forma manual de controle de velocidade variável.
Versatilidade
A velocidade máxima dos motores convencionais de indução de CA é limitada a uma classificação padrão chamada velocidade síncrona. Essa é uma velocidade teórica com base no número de pólos eletromagnéticos e na frequência da fonte de alimentação.
Os motores da CE, por outro lado, são capazes de exceder a velocidade nominal. Isso permite que os fãs com motores CE obtenham capacidades mais altas em pacotes menores de fãs, como mostrado abaixo. A faixa operacional estendida de ventiladores de CE facilita a correspondência do desempenho de um determinado aplicativo. A alta capacidade de um motor CE combinado com a capacidade de manter a eficiência em cargas peças permite que um ventilador da CE substitua os ventiladores convencionais de muitos tipos e tamanhos.
Aplicação do motor CE para ar condicionado
Na impressão de todos, os ar condicionados sempre precisam de muita eletricidade, isso ocorre porque o motor do ar condicionado precisa de muita eletricidade para executar. Portanto, por um longo tempo, a direção de atualização dos ar condicionados está na pesquisa de motores de ar condicionado. 'O Motor EC ' tornou-se uma direção importante para atualizar a estrutura do produto dos motores de ar condicionado. Não temos apenas motores CE para ar condicionado, mas também motores de CE para refrigeradores de ar, motores de CE para ventiladores de rotores externos.
A principal estrutura de condução de um motor CE é composta por um acionamento e um motor; Nossos motores CC sem escova geralmente têm uma potência de 50W-4000W e uma tensão de 220V/380V.
Vantagens de motores sem escova em aplicações:
1. Uma gama mais ampla de velocidades planas pode ser alcançada. Os motores CC sem escova são mais fáceis de controlar e têm uma faixa de velocidade mais ampla. É um sistema de regulação de velocidade de velocidade de velocidade real, que pode ajustar livremente a capacidade de capacidade de resfriamento do sistema de refrigeração.
2. No processo de regulação da velocidade, a natureza da carga no circuito do motor não muda, menos harmônicos são gerados, menos impacto na grade de energia e mais economia de energia.
3. Durante a operação, o aumento da temperatura é relativamente baixo, o que é cerca de 20% menor que o do controle de frequência do motor assíncrono CA.
4. O sistema de controle de velocidade tem alta confiabilidade e bom desempenho dinâmico. O motor CE possui alta confiabilidade e não altera o desempenho do circuito da carga durante o processo de ajuste, tornando o sistema mais estável.
A partir das características dos motores sem escova, pode -se observar que a economia de energia, redução de ruído, regulação precisa da temperatura e regulação da velocidade de função são importantes melhorias de desempenho para sistemas de refrigeração.
