【暖通前沿】AC风机、DC风机、EC风机—暖通工程师

AC风机

风机是一种消耗能量(通常是电能)、输送气体(通常是空气)的机械装置。

通常所说的风机其实是由风机和电动机组成,民用建筑通风系统常用的风机有离心式、轴流式、混流式、贯流式等各种形式,而电动机通常是指采用交流电源的笼型感应电动机(旧标准称为鼠笼型异步电动机)。

电动机(Electric machinery)是依据电磁感应原理实现电能的转换或传递,所以称为感应电动机。正常情况下,感应电动机的转子转速总是略低或略高于旋转磁场的转速(同步转速),因此感应电动机又称为“异步电动机”。产生感应电流的电源来自于三相交流电源,所以感应电动机通常又称为AC(Alternating current)感应电动机,简称AC电动机。

电动机转速由如下公式计算:

n=60f (1-K)/p

式中:n—电动机转速,p—极对数,f—电源频率,k—滑差系数

因此,只要改变电源频率“f”或极对数“p”,就可以改变电动机转速。

变频器就是改变电源频率的电气设备。

变频器的工作原理:交—直—交,即将三相50Hz工频交流电通过整流桥整流变成脉动直流电,通过电解电容滤波后变成平滑的直流电,控制系统再将平滑的直流电逆变成三相频率可变的交流电。

在变频器进行变频的过程中,会存在4%~8%的损耗,一般来说,电动机功率越大,损耗相对较小,反之,损耗较大。

在变频器逆变过程中,将会产生高次谐波,谐波对于电网、变压器、用电设备是一种污染。减少谐波损害,要选择满足相关标准的变频器,同时避免在敏感场合过多使用变频器。

DC风机

DC风机是指采用直流(Direct current)电动机的风机。

直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其良好的调速性能而得到广泛应用。

通风系统中常用的直流电动机采用钐钴或钕铁硼等高矫顽力、高剩磁密度的稀土材料作为电动机的转子,称为永磁直流电动机。

下图是直流电动机的工作原理示意图:

N和S是一对固定的磁极,磁极之间有一个可以转动的铁质圆柱体,称为电枢铁芯,铁芯表面固定一个用绝缘导体构成的电枢线圈,线圈的两端分别接到相互绝缘的两个半圆形铜片(换向片)上,它们组合在一起称为换向器,在每个半圆铜片上又分别放置一个固定不动而与之滑动接触的电刷,线圈通过换向器和电刷接通外电路。

直流电动机与交流电动机原理大致相似,也是基于电磁感应的原理,使得转轴受到一个力的作用旋转起来。换向器可自动改变线圈中电流方向,使线圈不停地转动下去,同时将电路中的直流电压经由电刷转变成交流电压输入电枢。

直流电动机通常采用改变电枢外加电压的方法进行调速,当电源电压连续变化时,转速可以平滑无级的调节。

EC风机

EC风机是指采用电子换向(EC:Electrical Commutation)技术的直流电动机风机,即通常所说的直流无刷风机。

通常来说,EC风机具有如下几大特点:

  • 与AC风机相比,EC风机低损、高效、节能:
  • 定子绕组中电能转化为热量的铜损降低;
  • 由于转子铁芯和定子铁芯的涡流与磁滞现象的影响而导致的铁损降低;
  • 气隙阻力损失降低;
  • 逆变损失降低。
  • 易控制:

· 永磁电动机的力矩常数、转矩惯量比、功率密度等大大提高,转动惯量、电气及机械时间常数当指标大大降低,作为伺服控制器性能的主要指标有了很大改善。

· 永磁材料矫顽力高,电动机的控制参量随外部扰动影响大大减小。

· 永磁体取代电励磁,减少了励磁磁通、励磁绕组电感、励磁电流等诸多参数,减少了可控变量或参量。

  • 高智能、数字化:

· 内置智能控制模块,自带RS485、0-10V、4-20mA、故障报警等输入输出接口。

  • 调速性能好:

· 无需变频器,0~100%无级调速。与感应电动机的变频调速相比,EC电动机调速控制更简单、性能更好。

  • 免维护:

· 专用直流无刷式外转子电动机,无皮带传动,无需润滑。

  • 振动小、噪声低、寿命长、体积小、重量轻。

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发布于 2018-09-29