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永磁同步电机在暖通空调行业的应用与发展

新闻来源:立三机电  发布日期:2017-03-09 13:45


    催生创新并创造可以重新定义市场的新产品和创想,是整个暖通空调行业永恒的需求和愿望。在电机领域,永磁同步电机(PMSM)是一个具有无限可能的选择,因而在该领域引起强烈的关注。

永磁同步电机在暖通空调行业的应用与发展

根据日本电产电机株式会社的副总裁兼总经理Tim Schamel,PMSM是一种交流同步电机,其励磁由永磁体提供。这些电机通常具有正弦反电动势波形。转子组件配有永磁体,永磁体周围有三个等距间隔的绕组包围,绕组固定在定子总成。然后通过定子场和转子的磁场之间的吸引或排斥产生扭矩。

PMSM在工业中也被广泛地称为电子换向电动机。

艾默生商业和住宅解决方案总监Brent Boyd表示,PMSM与常见的感应电机形成鲜明对比,因为它们必须给转子和定子通电以在电机中产生磁场。 因此,PMSM通常需要更少的工作,从而效率更高。

PMSM的应用领域

PMSM目前最常见于高效率系统。艾默生商业和住宅解决方案空调的变速市场经理Katrina Krites表示,目前市场上使用这种技术的有压缩机、高效冷凝器风扇、室内风扇、地热以及水泵。

这些电机提供的效率优势意味着它们可以为多个细分市场提供价值。

“PMSM为制造商、承包商、终端用户和房主提供节能替代方案,”Schamel说。 “这些产品消耗非常少的能量,特别是当需要多个电机速度或变速性能时。这些产品还帮助制造商和承包商满足美国能源部(DOE)法规——能源之星——的要求和公用设施折扣所要求的能源消耗目标。”

在这个领域,电产电机目前的PMSM设计适用于住宅应用,包括室内应用,如炉和空气处理器,以及空调和热泵的户外应用。

“恒定气流是1号空调系统的优势,由于电机的内部工作原理,它可以在各种条件下提供恒定的气流,”Schamel说。“通过利用可以由OEM调整的软件算法,电机提供了被告知要提供的内容,不会多也不会少,而是恰到好处。这意味着由于家庭或商业管道系统结构中的系统变化,在较低静态处没有过吹,在较高静态处没有流量损失。您可以从紧凑型直接驱动鼓风机获得所需要的,从而最大限度地实现一致的温度控制。此外,电动机的功率使用仅是满足暖通空调系统的需要所必需的。

PMSM发展预测

由于电动机市场在未来五年内增长强劲的预测,制造商对PMSM的发展感到兴奋。

“我们预计PMSM在未来几年将继续增长,一定程度上是为了满足商业和住宅空间的效率监管要求,”Boyd说。

Krites补充说,所有主要系统制造商都有采用PMSM技术的高级产品。“随着技术的变化和成本的降低,这使得PMSM应用更容易,因此我们预计PMSM将更广泛的采用。”她说。

Schamel也期望,为住宅和商业HVAC设备制定的DOE规则能够推动需求,最终用户和公用事业对降低能耗感兴趣,从而使得PMSM的普及程度提高。

事实上,DOE(美国能源部)最近颁布了关于电动机和小型电动机的认证、合规、标签和执行的最终规定。根据美国能源部消息,其正在进行修订,以符合认证、合规,以及执行法规部门对所有其他覆盖产品和设备的要求。该规则通过的规定还提供具体的抽样计划、认证要求、替代效率确定方法要求,以及电动机和小型电动机的执行规定。

“美国能源部的规则真的提高了人们对这些产品的兴趣和意识,”Schamel说。“这种认识的提高不仅使得人们可以更好地了解这些设计的节能潜力,还增加了对改善温度和湿度控制,降低声音水平,一致的气流和更好的过滤,以及其他一些好处。”

Boyd指出,PMSM技术也正在扩展到利基和运输应用。“此外,更快的微电子和更高效的驱动器有可能通过降低成本来提高采用率,”他说,“考虑到效率的额外成本,今后采用这项技术的地方可能会有限制。”

PMSM未来的一个有趣的关注点可能是增加人们对成本和稀土磁体供应的关注。Schamel说,PMSM的一个优点是它们可以与铁氧体磁铁一起工作。

“铁氧体磁体的主要缺点在于,当磁体安装在转子组件的表面上时,它们不产生与稀土磁体一样多的磁通密度,这会导致较低的转矩密度。”Nidec开发的用于HVAC工业的下一代PMSM将采用辐条式转子技术。这种新的转子技术使用低成本的铁氧体磁体,并且倾向于具有比常规表面安装转子组件更高的转矩密度,这产生更低成本的电机构造。

然而这项技术本身将继续改变和发展,客户对这个产品的意识也在改变。

“除了降低能耗外,这些产品还具有变速能力,可实现其他优势,包括一致的温度控制、改善的湿度控制、更低的声级,一致的气流和更好的空气过滤。”所有这些好处将推动PMSM的持续增长。

“PMSM技术已经存在了相当长的时间,它在HVACR行业越来越广泛地采用,”Krites说,“OEM了解这项技术,并已在风机和压缩机中使用多年。承包商认识到效率的好处,并越来越喜欢先进的诊断,但似乎不太了解实际的技术本身。”


本文出自大比特资讯(www.big-bit.com)