Axiallüfter treiben die Umstellung von AC- auf EC-Motoren an

Lüfter sind wichtige Systemkomponenten für Kühlsysteme, insbesondere in Anwendungen wie Supermarktkühlung, HLK und Telekommunikation. Elektronisch kommutierte Motoren (EC-Motoren) veränderten die Landschaft für viele Entwickler, da sie die Lüfter mit genau der benötigten Drehzahl laufen lassen, im Gegensatz zu Wechselstrommotoren, die oft auch dann mit voller Kraft laufen müssen, wenn eine Kühlanwendung dies nicht erfordert.

Lüfter, die mit einer angemessenen Drehzahl laufen, verbrauchen weniger Energie, machen weniger Lärm und belasten die Komponenten weniger als die Spaltpol- und PSC-Motoren, die viele Jahre lang die Grundvoraussetzung für Lüfter- und Gebläseanwendungen darstellten. Der Motor wird jedoch lediglich benötigt, um einen Lüfter zum Drehen zu bringen, der die notwendige Luftbewegung zur Kühlung von Kühlgeräten und zur Abkühlung der Elektronik erzeugt.

Spaltpolmotoren vergeuden eine erhebliche Menge an Energie in Form von Wärme und arbeiten mit einer festen, von der Netzfrequenz abhängigen Drehzahl. PSC-Motoren bieten eine gewisse Leistungsverbesserung, aber ihr Wirkungsgrad erreicht erst Spitzenwerte bei voller Drehzahl.

Ein EC-Motor wandelt Wechselspannung in Gleichspannung um und betreibt einen Lüfter effizient mit der notwendigen Drehzahl. Dadurch können die Entwickler kleinere Netzteile verwenden, die Betriebskosten senken und moderne Effizienzstandards erfüllen.

EC-Motoren kombinieren bürstenlose Gleichstrommotoren mit integrierter Elektronik für einen höheren Wirkungsgrad, präzise Drehzahlregelung und größere Flexibilität. Die elektronische Kommutierung steuert den Strom zu den Motorwicklungen in einer kontrollierten Reihenfolge, was ideal für digitale und elektronisch gesteuerte Anwendungen ist.

Schnelle Einführung von EC-Lüftern

Viele Jahre lang war es aufgrund der Kosten für Elektronik und Magnete schwierig, die zusätzlichen Materialkosten für einen EC-Motor zu rechtfertigen, wenn ein einfacher Spaltpol- oder PSC-Motor die Aufgabe erfüllen würde. Als die Leistungselektronik billiger wurde und die Energiekosten stiegen, wurde die EC-Technologie eifrig für hochwertige HLK-Systeme und andere Geräte eingesetzt, bei denen variable Geschwindigkeiten und leiser Betrieb geschätzt wurden.

Mit einem EC-Motor können die Lüfter als Reaktion auf Temperatur-, Druck- oder Netzsignale hoch- oder heruntergefahren werden. Die Lager halten länger, die Anlaufströme sind sanfter, und die Wartungsintervalle können verlängert werden. Außerdem kann ein Lüftermodell für mehrere SKUs verwendet werden. Die Lüfterhersteller reagierten darauf, indem sie die EC-Technologie in komplette Baugruppen integrierten, die mit minimalem Aufwand in bestehende Konstruktionen integriert werden können.

EC-Lüfter sind heute Standard in vielen neuen gewerblichen Kühlanlagen, HLK-Gebläsen und Telekommunikationsschränken. In Nordamerika wird mehr als die Hälfte der neuen kommerziellen HLK-Systeme mit EC-Motoren ausgeliefert, und die Nachrüstung von Supermarktkälteanlagen amortisiert sich schnell durch Energieeinsparungen. Wechselstrommotoren sind natürlich nicht verschwunden und werden häufig für kostengünstige Anwendungen mit fester Drehzahl verwendet, bei denen der Wirkungsgrad im Teillastbereich keine Priorität hat.

Direkt implementierbarer AxiACi-Ersatz von ebm-papst

Als früher Innovator bei der Integration von bürstenlosen Gleichstrommotoren in kompakte, hocheffiziente Lüfterkonstruktionen war ebm-papst eine treibende Kraft bei der Einführung der EC-Motortechnologie für Lüfter und Gebläse. Die Lüfter des Unternehmens vereinen den Motor, die Steuerelektronik und die aerodynamisch optimierten Laufräder in einem einzigen Gehäuse und ermöglichen so einen leisen Betrieb, eine präzise Drehzahlregelung und erhebliche Energieeinsparungen.

Die Lüfterserie AxiACi des Unternehmens (Abbildung 1) wurde als direkt implementierbarer Ersatz für ältere AC-Lüfter entwickelt und bietet Entwicklern einen praktischen Weg, Kühlanwendungen mit Energieeinsparungen und moderner Leistung zu aktualisieren, ohne dass größere Nachrüstungen erforderlich sind.

Abbildung 1: Die Lüfter der Serie AxiACi sind mit EC-Motoren ausgestattet und ersetzen ältere AC-basierte Lösungen. (Bildquelle: ebm-papst)

AxiACi-Einheiten vereinen robuste Haltbarkeit und große Umwelttoleranz und arbeiten in einem Temperaturbereich von -40°C bis +75°C. Sie bieten einen globalen Spannungsbereich von 90 VAC bis 264 VAC (50/60 Hz) und arbeiten mit einem dreiphasigen, mehrpoligen Motor, der die durch die Baugruppe erzeugten Geräusche reduziert.

Mit einer Lebensdauer von 65.000 Stunden sind die Lüfter von ebm-papst ein optimaler Ersatz für veraltete Lösungen. Sie nutzen hocheffiziente GreenTech-EC-Motoren und einen Wirkungsgrad auf EC-Niveau in einem AC-Paket, um die Lücke zwischen herkömmlichen AC-Lüftern und voll elektronisch geregelten Lösungen zu schließen.

Ein AxiACi120-Modell, wie das 8315100190, ist eine solide Option für den Ersatz älterer AC-Lüfter in der Schaltschrankkühlung, der industriellen Belüftung oder der Kältetechnik. Das axiale Rohrdesign misst 119 mm x 119 mm × 38 mm und liefert etwa 101 CFM, während es mit einer universellen Versorgung von 115/230 VAC betrieben wird. Es ist nach IP65 gegen Staub und Strahlwasser geschützt und für den Betrieb bei extremen Umgebungstemperaturen von -40°C bis +70°C ausgelegt, was es zu einem idealen Upgrade macht. 

Für Designs, die eine kompaktere Option benötigen, eignen sich die AXIACI92U-Modelle wie das 8315100286 mit den Maßen 92 mm x 92 mm x 38 mm für engere Räume und Anwendungen, die eine geringere Kühlleistung erfordern. Trotz des moderateren Luftstroms liefert es einen beeindruckenden statischen Druck von 0,622 in H₂O (155 Pa), mit dem die Luft durch restriktive Filter, Gitter oder nachgeschaltete Kanäle gedrückt werden kann.

Fazit

Um der Umstellung auf EC-Lüfter in der gewerblichen Kältetechnik, HLK und Industrie gerecht zu werden, bietet ebm-papst mit der AxiACi-Serie einen zuverlässigen, energieeffizienten Ersatz für ältere AC-Lüfter. Die AxiACi-Modelle bieten eine verbesserte Haltbarkeit, einen leisen Betrieb, eine breite Spannungskompatibilität und eine verbesserte Leistung in extremen Umgebungen, wodurch sie sich ideal für die Aufrüstung bestehender Systeme ohne umfangreiche Nachrüstungen eignen. Für Anwendungen mit eingeschränktem Platzangebot sind auch kompakte Versionen erhältlich, die vielseitige Lösungen für moderne Kühlanforderungen bieten.