永磁直流电机技术大大提升了移动HVAC系统的效率
采暖,通风和空调(HVAC)是车辆环境舒适性的技术,其目标是提供热舒适性和可接受的车内空气质量。最初是由能源成本上升驱动的,而最近则是由对环境问题的意识增强所驱动。改善HVAC系统的效率还可以帮助提高车内人员的健康,因此,HVAC电机制造商一直在努力使他们电机系统更高效。 永磁直流电机(PMDC)广泛用于汽车HVAC领域的运动控制功能,如用于房车、移动住宅、公共汽车、卡车和客车等的风扇、鼓风机、泵、冷凝器和压缩机。这些电机的主要好处是能源效率高,可靠性,紧凑的体积和较高成本效益。永磁直流电机一般分为有刷电机和无刷电机两大类。有刷PMDC电机在简化,紧凑的结构中比电子换向(电磁激励)电机具有更高的能效、功率密度和动态性能。 直流永磁直流电机:有刷型 有刷式PMDC电动通常用于车辆空调鼓风机,种类繁多,制造成本低廉,是一种流行的高效率驱动器。 通常是最佳的电机类型,它们有可靠一致的性能以及高启动转矩,结构紧凑性和安全性,良好的电机速度特性。由于电机直接影响功耗,能效对于以电池供电的汽车应用至关重要,优化这些电机的能效对于移动HVAC设备的正常使用至关重要。 具有低损耗钢叠片,高温聚酯清漆浸渍电枢,高温润滑脂的长寿命密封球轴承以及精确的动平衡以实现出色的散热的设计,PMDC电机产生了高效的性能。从历史上看,这些电机的缺点是与电刷和机械换向器的磨损有关,随着电机和电刷设计的改进,大大延长了电刷的使用寿命。此外,可更换的电刷以及电刷磨损指示器简化了电刷磨损相关的维护。电刷式PMDC电机简单易行,BLDC电机可通过电子换向来消除电刷及其维护或更换。 永磁直流电动机:无刷型 BLDC电机用在由电池供电的移动式HVAC设备中,例如风扇,泵,鼓风机和压缩机,具有吸引人的特性,例如几乎免维护,安静运行,变速能力,高运行速度,出众的能源效率,紧凑的尺寸和快速的运行速度响应。 它们由永磁体转子和缠绕在开槽定子铁芯上的相绕组(电枢)构成,BLDC电机没有机械换向器或电刷组件。BLDC电机是通过带传感器或无传感器控制的电子控制器进行电子换向的, 感应控制使用霍尔效应位置感应反馈电机运行信号,传感器控制需要更多的布线来安装,因此成本更高。 无传感器控制使用电机反电动势来估计转子的位置,无传感器控制常用于制冷和空调(风扇,泵和压缩机)的变速应用中。 BLDC电机的主要优点之一是其变速能力。它们可以在带部分负载下高效运行,从而避免了因开/关操作而导致的循环损失以及流量节流阀或节流阀所产生的节流损失。BLDC电机是固有的变速电机,相对于单速感应电机,可以将大多数车辆空调送风系统的季节性能耗降低至少30%。 结论 尽管无刷直流电机(BLDC)的市场份额很小,但它们在移动HVAC应用领域正获得越来越多的关注,因为它们可以提供可变速能力,电机额定点效率可达93%。BLDC电机可在较宽的速度和负载范围内保持高效率和高扭矩,附加成本可以忽略不计,实现效率和可靠性的提高。 |