Moteurs à commutation électronique (ECM) sont de plus en plus adoptés dans les systèmes de compresseurs en raison de leur rendement élevé, de leur contrôle précis de la vitesse et de leur fiabilité. Cet aperçu de la conception se concentre sur les considérations clés pour la mise en œuvre Technologie ECM dans compresseurs pour applications CVC, réfrigération et industrielles.
• Densité de couple élevée pour démarrage et conditions de charge variables
• Fonctionnement sur une large plage de vitesse (généralement 1 000 à 5 000 tr/min)
• Gestion thermique pour un fonctionnement en service continu
• Fermeture hermétique pour la compatibilité des réfrigérants (dans les compresseurs scellés)
• Faible vibration et bruit caractéristiques
• Préféré pour la plupart moteurs de compresseur candidatures
• Avantages :
► Haute efficacité (92-96 % typique)
► Excellent rapport couple/courant
► Production de couple fluide
• Parfois utilisé pour des applications sensibles aux coûts
• Algorithme de contrôle plus simple que PMSM
• Efficacité légèrement inférieure à celle du PMSM
• Matériau de stratification: Acier au silicium non orienté (épaisseur 0,35-0,5 mm)
• Configuration du bobinage:
► Enroulements distribués pour un fonctionnement fluide
► Bobinages concentrés pour des conceptions compactes
• Combinaisons fentes/pôles:
► Configurations courantes : 12 emplacements/10 pôles ou 9 emplacements/6 pôles
► Optimisé pour minimiser le couple d'encoche
• Disposition à aimant permanent:
► Aimants en saillie (fabrication plus facile)
► Aimant permanent intérieur (IPM) pour une densité de couple plus élevée
• Matériau de l'aimant:
► Aimants NdFeB de haute qualité pour de meilleures performances
► Aimants en ferrite pour les applications sensibles aux coûts
• Électronique de puissance:
► Onduleur triphasé avec IGBT ou MOSFET
► Courants nominaux adaptés aux exigences du compresseur
• Fonctionnalités de contrôle:
► Algorithme de contrôle orienté champ (FOC)
► Estimation de position sans capteur (ou capteurs à effet Hall)
► Protection contre les surintensités et les surchauffes
• Refroidi par air: Pour compresseurs de type ouvert
• Refroidi par réfrigérant: Pour compresseurs hermétiques
• Refroidi par liquide: Pour les unités industrielles de forte puissance
• Thermistances intégrées dans les enroulements
• Algorithmes d'estimation de la température du rotor
• Protection contre le déclassement thermique
• Conceptions de roulements spécialisées pour :
► Charges axiales (compresseurs scroll)
► Charges radiales (compresseurs alternatifs)
• Compatibilité de lubrification avec les mélanges réfrigérant/huile
• Équilibrage dynamique du rotor
• Systèmes de montage flexibles
• Algorithmes de contrôle anti-résonance
• Matériaux magnétiques à faibles pertes
• Fréquence de commutation PWM optimisée
• Affaiblissement adaptatif du flux à haute vitesse
• Conceptions de rotor ou de stator asymétriques
• Modèles PWM à fréquence variable
• Supports d'isolation des vibrations
Le client souhaite développer un nouveau compresseur portable et intelligent. Ils demandent à utiliser le Conception du rotor et du stator PMSM.
Doit être strictement adapté aux exigences du processus pour garantir la stabilité et l’efficacité énergétique qui correspondent au volume et à la pression des gaz d’échappement.
Moteur ECM données de valeur conçues comme suit :
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Paramètre |
Valeur cible |
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Puissance nominale |
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Plage de vitesse |
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Couple de taux |
21 Nm |
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Taux actuel |
≤ 5A |
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Augmentation de la température du stator |
50K |
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Equilibre dynamique |
0,1 g/cm |
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Tôles d'acier au silicium |
8 pôles avec 48 emplacements |
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Efficacité |
93,4% |
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Protecteur thermique |
Réinitialisé automatiquement à 145±5℃ |
• Focus sur l'efficacité saisonnière (SEER)
• Large plage de vitesse de fonctionnement (20-100 %)
• Fonctionnement silencieux pour un usage résidentiel
• Couple de démarrage élevé pour les cycles de pompage
• Gestion du retour d'huile à bas régime
• Synchronisation du ventilateur du condenseur
• Haute densité de puissance (50 kW+)
• Conceptions antidéflagrantes si nécessaire
• Interfaces de communication réseau
• Systèmes d'étanchéité:
► Conceptions de terminaux hermétiques
► Matériaux résistants à l'humidité
• Tests de vie:
► Cyclage thermique accéléré
► Tests d'endurance aux vibrations
► Compatibilité des lubrifiants à long terme
• Moteur-compresseur intégré unités avec logements partagés
• Semi-conducteurs à large bande interdite (SiC/GaN) pour une efficacité accrue
• Algorithmes de contrôle optimisés par l'IA pour la maintenance prédictive
• Intégration de roulements magnétiques pour un fonctionnement sans huile
(1). Analyse FEA électromagnétique (distribution du flux, ondulation du couple)
(2). Modélisation thermique (état stable et transitoire)
(3). Tests de prototypes:
► Cartographie des performances (efficacité vs vitesse/couple)
► Mesures de bruit acoustique
► Tests de durée de vie accélérés
La conception des moteurs ECM pour compresseurs nécessite un équilibre minutieux entre les considérations électromagnétiques, thermiques et mécaniques. La conception optimale varie considérablement en fonction de type de compresseur (scroll, alternatif, à vis) et application (CVC, réfrigération, industriel). Moderne Les compresseurs ECM peuvent réaliser des économies d'énergie de 30 à 50 % par rapport aux solutions conventionnelles tout en offrant une contrôlabilité et une fiabilité supérieures.
Pour une aide à la conception spécifique, constructeurs de moteurs collaborent généralement en étroite collaboration avec OEM de compresseurs pour développer des solutions personnalisées répondant aux exigences exactes des applications.
