解密養殖通風行業高效轉型的“秘密武器”:高效智能EC電機
近年來,養殖通風行業經歷了較大的產品和技術變革,其核心匹配的電機與風機技術分別在2016年、2017年和2021年經歷了3次重大突破:
在應用過程中,除了節能,大家也發現EC電機擁有很多優點,給用戶帶來更多的收益。為了更加清晰地了解EC電機的特點,通過比較傳統交流感應電機(AC電機),為大家深入剖析EC電機的幾大獨特魅力!
本期,將重點對比EC和AC電機在定頻/變頻應用的節能率和軸承使用壽命方面的差異。
對于同一規格的EC和AC電機,選擇了EC電機,意味著選擇了高效和節能。通常大家關注的是工作點的效率提升,而事實是實際節能要高于額定點數據估算。
下面分別以三相1.5KW EC電機和1.5KW 6極 AC電機在定頻和變頻使用場合為例, 交直流電機用于中央空調機組的同一種冷凝風扇,在多工況中兩種電機的實際效率表現。
從如下圖看,EC電機同一轉速,可以動態適應多種扭矩及效率點;AC電機同一轉速,只能對應一個扭矩和效率點;在變頻情況下,其效率也低于同功率EC電機。
基于電機測試或計算數據,直流與交流定頻電機,節能比例計算如下:
對于直流電機與變頻交流電機,節能比例計算如下:
此外,工況變化后,AC電機的效率穩定性較差,受輸入電流和負載影響較大;而EC電機的效率基本不受影響。
▲1.5KW 6極 三相AC電機轉速扭矩及效率曲線
▲1.5KW 6極 三相變頻AC電機轉速扭矩及效率計算曲線
▲1.5KW三相EC電機效率map圖
工況變化后對效率的穩定性,交流電機通常選擇一定過盈量來平衡工況負載變化、以及電壓波動對效率和溫升的影響。
以2.2KW 8極AC電機和2.2KW 700RPM EC電機為例,在同一額定負載下,兩種電機測試數據顯示EC電機的軸承溫升低20K以上。
◎ 2.2KW,700RPM EC電機,額定整機效率88.4%,裸機效率91.2%,線圈最大溫升70K,對應軸承溫升20K。
◎ 2.2KW,710RPM交流電機,額定效率76.5%, 漆包線最大溫升99.9K, 對應軸承溫升40.4K。
參照以上軸承潤滑油脂壽命計算公式,油脂溫度每升高10℃,軸承壽命降低約50%。不考慮其它因素變化,EC電機中軸承的使用壽命是同款AC電機軸承的四倍。或者說,AC電機中軸承的使用壽命是EC電機中軸承壽命的25%。如果考慮軸承油脂、密封、成膜等特性,兩種配套環境的差異或許更大。
對于尺寸較大的風扇,在風扇偏心較大、或扇葉長時間運行變形的情況下,容易引起風扇振動超標。該振動通過電機轉軸傳遞到電機軸承,造成軸承油脂成膜更加困難,軌道磨損加重、跑外圈等疲勞失效。在該應用場景下,EC電機可以保持較低軸承溫度,使得軸承油膜抵御異常振動,表現更加可靠。