耗电低,能效高,EC电机在家电领域的“新天地”
栏目:行业动态 发布时间:2019-01-28
这是一段来自邻里间的日常对话。从开发者角度来说,这不断上涨的电价和更严苛的能效法规,使得让自动化装置和家用电器使用现代驱动装置提上日程。

这是一段来自邻里间的日常对话。从开发者角度来说,这不断上涨的电价和更严苛的能效法规,使得让自动化装置和家用电器使用现代驱动装置提上日程。


      当现有驱动装置需要更换时,通常需要考虑可用的连接件。插拔式替换,即相关部件尺寸相同时便可轻松更换电机。用户无需担心电机的形状和尺寸不同,但前提是轴直径和长度、减振器和安装支架上的孔径需要相同。(嵌入式)家电通常按标准尺寸制造,因此驱动装置在设计紧凑的同时,也需要提供更高的可用容量。另外,它们还有助于集成各种部件,以获得最新的便捷功能。


除这些机械因素外,现在相应的法律法规也越来越严苛。无论是欧盟、美国、加拿大还是其他国家,均出台了一系列法律、准则、指令和节能标准,针对不同应用对电器的能效提出要求。在欧盟,《生态设计指令》(第2009/125/EC 号指令)为规定能源相关产品(ErP)的环保设计提供了必要框架,其中包括在电器上粘贴能源标签,以透明展示从A+++至G的能效等级。根据应用不同,即使是细小的节能成果,制造商都能通过能效标签宣传其产品的高效率,这点也非常重要。


这在实践中意味着什么?

简单的电机设计,如罩极电机或异步电机,已不能满足现代能耗和功率密度要求。因此,电机和风机制造商ebm-papst  Landshut使用灵活的电子换向直流电机,即使在低输出水平下也能表现出色。与传统异步罩极电机相比,这种小型同步电机十分高效。在一些情况下,换向电子甚至能够替代宽范围电压输入功能;此类电机几乎无需改动,即可在全球范围内的所有电力网络中使用,只需针对不同的电网频率(50/60 Hz)进行调整。由于设计巧妙,这种小型电机可集成到许多应用中。

三个驱动装置应用示例展现了EC电机的潜力:用于双进口抽油烟机鼓风机的紧凑型电机;用于冷藏陈列柜、冰箱、冰柜和冷藏柜的驱动装置;以及用于烘干应用的离心风机

用于排烟系统的离心风机

需要在中高压力下移动大量空气时,双进口离心风机是理想首选。它们既可用于家用领域,又可用于技术应用领域,例如:抽油烟机或焊接吸烟器。


除提高能效外,还需尽可能降低运行噪音。VHD0146等抽油烟机鼓风机成套供货,其中包括电机、叶轮以及进行进/出风口相应空气动力学优化的风机蜗壳(图1和图2)。


图1)空气动力学优化:VHD 0146标准鼓风机,配备标准出风口和集成于进气口的接触保护装置。




图2)用于抽油烟机的VHD 0146EC鼓风机涵盖了600~800 m3/h(自由喷射)范围内的典型空气动力性能需求,可替代多达三台交流鼓风机。


EC电机结构紧凑,可为空气动力学设计留出更多空间。此外,其速度和空气动力性能可通过换向电子(例如,通过脉宽调制)轻松控制。根据电机型号和风机系列不同,可将湿度或温度传感器等附加功能集成到自动通风系统中。


制冷应用

现代冰箱内部和冷凝器外部的气流通过风机进行优化,风机可用于打破温度分层,或者通过冷空气的定向循环,创造新鲜食品区域或防止冷凝。流经冷凝器的气流可改善热传递;散热片可以更加紧凑,以提高效率和冰箱的冷量。

为充分利用现有电器中EC电机的效率,ebm-papst Landshut的专家们开发了专门用于冰箱和冰柜的DE 20电机。此款电机的轴长和直径与以往使用的罩极电机相同,可保持叶轮与热交换器(蒸发器或冷凝器)之间的间距。电机和控制电子被封闭在光滑外壳内,且该装置连接方式与之前一样,采用双绞电缆连接。外壳高40mm,符合最常用的标准尺寸(图3)。通过电子换向,电机转速与线路频率解耦,因此风机的尺寸和形状可完全根据空气动力学考虑进行选择,并且风机的转速可调。标准转速为2200或2500rpm的风机和直径为100mm的四叶片叶轮可作为插拔式替换,安装于许多冰箱中。通过这种方式,在对产品线进行现代化改造时可轻松降低能耗。




图3)DE 20电机针对冰箱和冷柜进行了优化,适用于2,200或2,500rpm标准转速,配备直径为100 mm的四叶片叶轮。


省时高效的衣物烘干


离心风机是高效空气动力性能和显著压力增量需求的理想选择,可用于干衣机、洗干一体机等应用。出于效率考虑,这类应用中通常使用热泵系统加热空气,以烘干滚筒中的衣物。在单个循环中,热泵抽取热量,冷凝来自暖湿“排气”的水,并使用回收的能量重新加热已变得寒冷干燥的“进气”。如此一来,只需补偿少量热损耗,可显著降低功耗。然而,在热泵中使用的压缩机、冷凝器和蒸发器等附加组件需要一定的安装空间。

近年来,洗衣机容量从5kg增加到了15kg,但家电的标准外部尺寸却仍保持不变,这两个因素限制了额外组件可占用的空间。新型紧凑型离心风机可以很好地应对这一趋势。配备EC驱动装置的R3G 150离心风机(图4)设计紧凑,即使在狭小的空间下仍可提供高效空气动力性能。与之前的AC解决方案相比,它在压力增量和空气流量方面的性能更佳。更高压力下的更大空气流量可使风机设计更加紧凑。EC技术可提高电机转速,从而可使用尺寸更小、空气动力学优化更佳的叶轮。这种微型风机可安装于极小的角落内。



图4)配备EC驱动装置的R3G 150离心风机设计紧凑,即使在空间狭小的情况下仍可提供高效空气动力性能。


      人们对电机能效的需求正在日益增加,并正朝着以更小的尺寸提供更高的输出方向发展。开发人员们现在使用定制EC 电机来满足这种需求。尺寸紧凑、转速不受线路频率影响,以及可互换的即插即用设计使新型驱动装置成为实现节约能源的理想之选。根据应用、运行模式和型号不同,节能潜力可高达70%。这使家电制造商能够轻松快速地对现有家电产品线进行现代化改造,通常情况下仅需直接替换即可。