Двигатели с электронной коммутацией (Системы ECMs) все чаще применяются в компрессорных системах благодаря их высокой эффективности, точному регулированию скорости и надежности. В этом обзоре конструкции основное внимание уделяется ключевым аспектам внедрения Технология ECM в компрессоры для систем кондиционирования воздуха, охлаждения и промышленного применения.
&бык; Высокая плотность крутящего момента для условий запуска и переменной нагрузки
&бык; Работа в широком диапазоне скоростей (обычно 1000-5000 оборотов в минуту)
&бык; Регулирование температуры для работы в непрерывном режиме
&бык; Герметичное уплотнение для обеспечения совместимости с хладагентом (в герметичных компрессорах)
&бык; Низкий уровень вибрации и шума характеристики
• Предпочтительный для большинства двигатели компрессоров приложения
• Преимущества:
► Высокая эффективность (обычно 92-96%)
► Отличное соотношение крутящего момента к току
► Плавное создание крутящего момента
• Иногда используется для чувствительных к затратам приложений
• Более простой алгоритм управления, чем PMSM
• Немного более низкая эффективность, чем у PMSM
&бык; Материал для ламинирования: Неориентированная кремниевая сталь (толщина 0,35-0,5 мм)
&бык; Конфигурация намотки:
► Распределенные обмотки для бесперебойной работы
► Концентрированные обмотки для компактных конструкций
&бык; Комбинации пазов и полюсов:
► Общие конфигурации: 12 слотов/10 полюсов или 9 слотов/6 полюсов
► Оптимизирован для минимизации момента заклинивания
&бык; Устройство с постоянным магнитом:
► Магниты для поверхностного монтажа (упрощение изготовления)
► Внутренний постоянный магнит (IPM) для повышения плотности крутящего момента
&бык; Магнитный материал:
► Высококачественные магниты NdFeB для наилучшей производительности
► Ферритовые магниты для экономичных применений
&бык; Силовая электроника:
► 3-фазный инвертор с IGBT или MOSFET-транзисторами
► Номинальный ток соответствует требованиям к компрессору
&бык; Функции управления:
► Алгоритм полевого управления (FOC)
► Бездатчиковая оценка местоположения (или датчики Холла)
► Защита от перегрузки по току и перегреву
&бык; С воздушным охлаждением: Для компрессоров открытого типа
&бык; Охлаждаемый хладагентом: Для герметичных компрессоров
&бык; Жидкостное охлаждение: Для мощных промышленных установок
• Встроенные термисторы в обмотках
• Алгоритмы оценки температуры ротора
• Защита от снижения температуры
• Специализированные конструкции подшипников для:
► Осевые нагрузки (спиральные компрессоры)
► Радиальные нагрузки (поршневые компрессоры)
• Совместимость смазки со смесями хладагента и масла
• Динамическая балансировка ротора
• Гибкие монтажные системы
• Антирезонансные алгоритмы управления
• Магнитные материалы с низкими потерями
• Оптимизированная частота переключения ШИМ
• Адаптивное ослабление потока на высоких скоростях
• Конструкции со скошенным ротором или статором
• ШИМ-сигналы с переменной частотой
• Виброизолирующие крепления
Клиент хочет разработать один новый портативный и интеллектуальный компрессор. Они просят использовать Конструкция ротора и статора PMSM.
Они должны строго соответствовать технологическим требованиям для обеспечения стабильности и энергоэффективности, которые соответствуют объему и давлению выхлопных газов.
Двигатель ECM определены следующие значения данных:
|
Параметр |
Целевое значение |
|
Номинальная мощность |
|
|
Диапазон скоростей |
|
|
Оценить крутящий момент |
21 нм |
|
Текущий тариф |
≤ 5А |
|
Повышение температуры статора |
50 ТЫСЯЧ |
|
Динамический баланс |
0,1 г/см |
|
Листы из кремниевой стали |
8 полюсов с 48 пазами |
|
Эффективность |
93.4% |
|
Тепловая защита |
Автоматический сброс на 145&плюс;5℃ |
Ориентация на сезонную эффективность (SEER)
• Широкий диапазон рабочих скоростей (20-100%)
• Низкий уровень шума при эксплуатации в жилых помещениях
• Высокий пусковой момент для циклов откачки
• Управление возвратом масла на низких скоростях
• Синхронизация вентилятора конденсатора
• Высокая плотность мощности (50 кВт+)
• Взрывозащищенные конструкции, когда это необходимо
• Сетевые коммуникационные интерфейсы
&бык; Уплотнительные системы:
► Герметичные конструкции клемм
► Влагостойкие материалы
&бык; Испытание на срок службы:
► Ускоренный термоциклирование
► Испытание на виброустойчивость
► Долговременная совместимость со смазочными материалами
&бык; Встроенный двигатель-компрессор квартиры с общими корпусами
Полупроводники с широкой запрещенной зоной (SiC/GaN) для повышения эффективности
• Оптимизированные с помощью искусственного интеллекта алгоритмы управления для прогнозируемого технического обслуживания
• Интеграция магнитных подшипников для безмасляной работы
(1). Электромагнитный анализ FEA (распределение потока, пульсации крутящего момента)
(2). Тепловое моделирование (стационарные и переходные)
(3). Тестирование прототипа:
► Отображение производительности (эффективность в зависимости от скорости/крутящего момента)
► Измерения акустического шума
► Ускоренное тестирование срока службы
Конструкция двигателя ECM для компрессоров требует тщательного учета электромагнитных, тепловых и механических факторов. Оптимальная конструкция значительно варьируется в зависимости от тип компрессора (спиральный, возвратно-поступательный, винтовой) и область применения (кондиционирование воздуха, холодильная техника, промышленность). Современный Компрессоры ECM позволяют добиться экономии энергии на 30-50%. по сравнению с традиционными решениями, они обеспечивают превосходную управляемость и надежность.
Для получения конкретной помощи в проектировании, производители двигателей как правило, тесно сотрудничают с производители компрессоров разрабатывать индивидуальные решения, точно соответствующие прикладным требованиям.
