风扇节能方案

作者:Gunter Streng 文章来源:本网 发布时间:2010-11-04
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图1  采用EC技术的风扇尺寸与现有的AC交流电机系统完全一致(左图:AC;右图:EC)

EC-Technik是一种极佳的实用技术,在通风设备生产中,其已被广泛应用。这是因为EC电动机效率高,非常节能,使用寿命长,采用特殊技术降低了机械噪声,而且运行平稳。

今天,在风机和其他通风设备的生产中,EC技术已得到广泛应用。其原因是多方面的:EC电动机效率高,非常节能,使用寿命长,采用了特殊技术降低了机械噪声,运行平稳。由于内部集成有控制元器件,可以满足各种工作环境的要求,实现无级调速。因此,在欧盟推出节能技术规范之后EC驱动技术就开始稳定发展,成为所谓的BAT技术(最佳实用技术)。另外,在制冷和空调等“白色产品”中EC技术也有广泛应用,在家电领域更是带来一场节能风暴。

最佳的补充解决方案

ebm-papst公司是一家著名的电动机和风扇专业生产厂,其交流电机风扇产品性能非常可靠,在世界范围内都享有盛誉。如今,其又在此产品领域中推出了采用EC技术的新产品。这一新产品满足了很高的技术要求,可以简单方便的在不同的抽油烟机中使用。就其节能性能来看,新的EC技术风扇所达到的节能水平已经超过了即将公布执行的EuP技术规范的极限值要求。

EC技术已经集成到ebm-papst公司现有的风扇技术方案中,由于其外形尺寸极具优势,能轻松替代传统的AC交流电动机驱动系统,且无需改动现有的产品设计(图1)。


图2  这种接线盒可以作为集成有冷却散热面的电子元器件使用

利用市场中常见的板材自攻螺钉可以方便快捷的把具有极佳节能效果的抽气风扇安装到抽油烟机中,而其所需的板材螺钉螺母是预装好的。在批量生产时,排风扇出口处集成有一段直径为150mm的排风管,这样就无需直角到圆弧形的过渡。另外,在排风口内,还装有一个阻止粉尘回返的挡板。

集成有冷却装置的电子模块

为了保证较高的通风排气效率,EC电机所需的电子模块安置在一个接线盒中。这样,本来就非常紧凑的EC驱动系统就能节约更多空间;同时也改善了进气条件。

这一新的结构设计还有更多优点,例如由于其极高的功率密度不仅令其体积更加紧凑,而且重量也比AC交流电机更轻。在功率相同的情况下,重量可以减轻25%,使运输和安装都变得更加方便,同时其机械强度也大大提高。安装在电气接线盒中的电气控制元器件也得到了良好的冷却,通过壳体上的通风口能够使电气元器件得到更好的散热效果(图2)。

EC电动机的安装工作极富技术含量:EC电动机是基于性能可靠的外转子原理工作的,定子的铁芯被热塑性材料完全包裹起来;在实际使用中能够带来很多好处。首先,这种高性能的塑料材料提供了很好的绝缘性能;其次,还可以把滚动轴承或滑动轴承也集成在内。壁厚和间距都可以按照需要灵活设计;最后,用一层热固性塑料壳将完整的定子绕组包裹起来,利用轴固定在电机外壳中即可。


图3 节能的EC电动机有一个两端都用轴承支撑的轴,其产生的热量能够通过轴承盖的开启充分散发

散热管理提高功率密度

围绕定子旋转的转子装有风扇叶片,其两端由轴承作为支撑。而为了使转子的旋转更加平稳,风扇部件经壳体上的弹性连接件安装在壳体上。由于壳体是整体铸造而成,因此转子系统上开设的通风口和通风槽能够把定子工作时产生的热量充分散发出去,从而保证了很高的IP安全防护性能(图3)。

虽然在正常的使用情况下抽油烟机不需要长时间的持续工作,但是从其整个生命周期来看,采用EC技术的抽油烟机的节能效果还是非常明显的。这是因为EC电动机工作时的功率密度始终高于AC交流电动机,另外,EC电动机的功率控制器集成了符合实际需要的辅助功能,如无级调速功能。

更低的噪声

根据用户的需要,新型抽油烟机也可以像传统AC交流电动机解决方案一样设计为四档控制的产品。这种四档控制的最大优点是:在低档范围内工作时,EC风扇的噪声明显低于传统设备(图4)。一般来讲,风扇功率的选择可以使用0~10V的电位器或者数字式选择开关。采用EC技术的风扇不仅可用于抽油烟机,还可用于其他场合,例如电气柜的通风散热或一般空调设备中。


图4 低速运转时AC风扇与EC风扇的噪声对比:尤其是小功率等级的EC风扇,其噪声明显低于AC风扇

采用新型EC技术的风扇,通风能力为600~1000m3/h,其多种多样的变型产品能够满足各种场合的需求。在通风换气和空调技术领域,ebm-papst公司也能够为用户提供合适的EC技术解决方案。

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