EC-Motorok a légszállításban Kovács Zoltán villamosmérn rnök Budapest, 2008.04.01
Bevezetés Az üzemeltetési költségek csökkentése. A működtetés szabályozhatóságának biztosítása. Elvárás: Összhangban van a fenntartható fejlődést biztosítani szándékozó 2002/91 EK Európai Parlament direktívájával, a környezetterhelés csökkentésének igényével.
Tartalom AC és EC motorok működése Az EC-Technológia előnyei Termékpaletta Folyamatos fejlesztések Alkalmazások Jövőbeli kilátások
Rövidrezárt külső forgórész Az AC és EC motorok működése Külső forgórészes AC motorok felépítése Szigetelt, térben eltolt állórész tekercselés Csapágyazás
Az AC és EC motorok működése EC motorok felépítése Külső forgórész Állandó mágnesek Állórész tekercselés EC- Elektronika
Az AC és EC motorok működése Forgó mozgás kialakulása az EC motoroknál Állandó mágneses forgórész Állórész tekercselés
Az AC és EC motorok összehasonlítása Fordulatszám nyomaték görbék AC motorok EC motorok
Az AC és EC motorok összehasonlítása Rövidre zárt forgórészű AC motorok indítási módszerei Csillag delta indítás Lágyindítóval Frekvenciaváltóval
Az AC és EC motorok összehasonlítása EC motorok indítása
Az AC és EC motorok összehasonlítása Fordulatszám változtatási lehetőségek AC motorok esetében
Az AC és EC motorok összehasonlítása AC hajtás frekvenciaváltóval a maximális fordulatszámot a motor kialakítása határozza meg (függ a hálózati frekvenciától) n max <3000 min -1 EC motoros hajtás a maximális fordulatszámot a motor kialakítása (nincsenek kefék) és az EC elektronika (vezérlő) határozza meg n max =5500 min -1
Terhelés s szabályoz lyozás Változó térfogatáramú rendszernél (VRV), a b. ábra szerint a kevesebb térfogatáram mellett a rendszer nagyobb és nagyobb nyomásviszonyok mellett fog üzemelni. Viszont a kevesebb térfogatáram ellenére nem lineárisan kevesebb teljesítmény felvételt jelent, az ismert összefüggés alapján. p p 1 n 1 n 2 n 3 M 2 M 1 p p 3 p 2 p 1 M 3 M 2 M 1 P V = & p η p 2 p 3 M 3.. V3V2V. 1. V. V 3. V 2. V 1. V
A hajtásszab sszabályozások veszteségforr gforrásai AC motor EC motor P 1 : felvett teljesítmény P m : mechanikai teljesítmény
A hajtásszab sszabályozások veszteségei 70 60 50 Veszteségek [%] 40 30 20 10 0 Osztott pólusú motor 1 fázisú motor segédfázissal 3 fázisú motor EC-motor
Az EC és s AC motor összehasonlításasa Az alábbi az EC és AC motorral meghajtott ventilátorok jelleggörbéit látjuk. Az ábráról leolvasható, hogy az EC motorral hajtott ventilátor nagyobb teljesítményre képes.
Az EC és s AC motor hatásfok sfokának összehasonlításasa
Költségek összehasonlításasa Az üzemeltetési költségmegtakarítás éves szinten EC motor alkalmazásával: Teljesítményigény csökkenés: 0,75 KW Üzemeltetési idő (11h/nap - 5nap/hét - 50hét): 2750 h Villamos energiaköltség: 35 Ft/KWh Üzemeltetési költségmegtakarítás éves szinten: 72 187 Ft Üzemeltetési költség összehasonlításán felüli műszaki többletszolgáltatás: (nmax=5500 min-1)
EC technika előnyei Magas hatásfok Kismértékű melegedés Tömör felépítés A hálózati frekvenciától független Fokozatmentes fordulatszám szabályozhatóság Szinkron fordulatszám felett (>3000 min -1 ) lehetséges Alacsony zajszint Kiegészítő funkciók beépített PID szabályozó, igény szerinti programozás pl. nyomásszabályozás Karbantartásmentes Magas élettartam Az EC-motor egyesíti az aszinkronmotorok megbízhatóságát és az egyenáramú motorok hatásfokát
Alkalmazási lehetőségek Főbb alkalmazási területek: Nyomásszabályozásos alkalmazás Légminőség szabályozás Master-Slave alkalmazás BUS rendszerű szabályozás Tetőventilátorok Légkezelőgépek Minden új, sikeres termék elterjedése exponenciális görbe mentén terjed. A kezdeti sikerek további nagyobb teljesítményű motorok fejlesztését inspirálják
EC hajtáspaletta EC hajtás Szeparált Integrált
Szeparált 230V EC hajtás EKS 4 Főbb ismertetőjegyei: Fordulatszám szabályozás Nyomásszabályozás Busz üzemmód Hall szenzoros EC-motorokhoz Motortípusok: GD80-42-4 Tápfeszültség: 1~230V Hálózati frekvencia: 50/60 Hz Max. teljesítmény: 500W Védettség: IP30 Hőmérs. tartomány: -20 C - +40 C Be- / kimenetek: Alapjel (0-10V DC) Hibajelző relé (100V, 10mA) +10V kimenet (alapjel állító potinak) 24V kimenet (pl.: nyomástávadónak) RS 485 csatlakozási felület
EKS 4 - Alkalmazások Tetőventilátornyomásra szabályozva DV310-4 G DV355-4 G DV400-4 G Szeparált 230V EC hajtás Szabadonfutó ventilátor légkezelő gépekben GKH_250 -től GKH_400 -ig Nyomástávadó 0-10V
8/1. Szeparált 230V EC hajtás EKS 4 - Tetőventilátorral 8/8. 1/1. 1/8. Buszrendszerben akár 64 EC-vezérlő köthető össze 1 PC-re Lakótelepek lépcsőházainak és mellékhelyiségeinek gazdaságos elszívására, ennek felügyeletére kiválóan alkalmas Számítógép RS485-csatlakozással A szükséges elszívott légmennyiség folyamatos biztosítása, felügyeleti funkciók
Szeparált 400V EC hajtás Motortípusok: GD108-50-12 GD150-50-12 GD150-75-12 Tápfeszültség: 3~400V Hálózati frekvencia: 50/60 Hz Max. teljesítmény: 3,5kW Védettség: IP20 Hőmérs. tartomány: -10 C-+40 C Főbb ismertetőjegyei: Fordulatszám szabályozás Nyomásszabályozás Be- / kimenetek: Alapjel (0-10V DC) Hibajelző relé (100V, 10mA) +10V kimenet (alapjel állító poti) 24V kimenet (pl.: nyomástávadónak)
Szeparált 400V T03 T06 Alkalmazások Szabadonfutó ventilátorok EC-motorral: GKH_280 GKH_315 GKH_355 GKH_400 GKH_450 GKH_500 GKH_560
T03 T06 Alkalmazás Rosenberg kompakt légkezelő gépben EC motorok Rotációs EC vezérlők Szabályozás hővisszanyerő AirTronic-100 / 200 DDC-vel
Integrált EC Integrált EC Főbb ismertetőjegyei: Fordulatszám szabályozás Nyomásszabályozás Busz üzemmód Zajmentes szinusz kommutáció Motortípusok: GD150-55-12 GD150-85-12 Tápfeszültség: 3~400-480V Hálózati frekvencia: 50/60 Hz Max. teljesítmény: 3500W Védettség: IP54 Hőmérs. tartomány: -20 C - +40 C Be- / kimenetek: Alapjel (0-10V DC) Hibajelző relé (100V, 10mA) 10V kimenet (alapjel állító poti) 24V kimenet (pl.: nyomástávadónak) RS 485 csatlakozási felület Fordulatszám kimenet (Master/Slave)
Integrált EC Nem szükséges külön kábelezés a vezérlő és a motor között A betáplálás és a jelvezetékek közvet-lenül csatlakoztathatók egyszerű beszerelés Kompakt kivitel Légtechnikai és konstruktív szempontból optimális egység
Integrált EC elektromos csatlakozások GKH_ mit integrierter Leistungselektronik GND NC COM NO A-IN1 (0 10V, PWM) +10V GND A-IN2 (0 10V, PWM) GKH_ with integrated electronics +24V +24V B-IN / (ENABLE) A-OUT GND A-RS485 B-RS485 A-RS485 A-RS485 X1 : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 p PE L1 L2 L3 10 kω - + 0 10V
Integrált vezérl rlésű EC motor Az IP védettség azonos a motoréval pl. IP54!. A teljesítményelektronika fejlődése, az alkatrészek költségcsökkenése, a gyártástechnológia tökéletesítése során a hátrányok teljes egészében megszűntek. Elektronika háza Kábelbevezetők Motorkábel Sorkapocs Mikrokontroller Szűrő
Az Integrált EC motorok alkalmazása Alkalmazási példák Nyomásszabályozás Master / Slave Busz rendszeres alkalmazás
Jövőbeli kilátások Az integrált EC típuspaletta kibővítése: GD108-50-12 (1~230V, 1700W) GD80-42-4 (1~230V, 500W) EC-motorok álló tengellyel: GS80, GS108, GS150
Kompakt légkezelőgépek A kompakt gépek bevezetését, elterjedését a piac követelte meg. Rotációs Szabályozás: Rosenberg EC-motorok hővisszanyerő EC-vezérlők AirTronic 100/200 DDC-vel
Összegzés A Rosenberg GmbH fejlesztőmérnökei az energiatakarékosság, a környezeti terhelés csökkentés kihívásaira kifejlesztett ECmotoros hajtásszabályozással előremutató lehetőséget kínálnak a lég-és klímatechnika területén.
Köszönöm m a figyelmüket!