Odwieczną potrzebą i pragnieniem całej branży HVAC jest tworzenie innowacji i tworzenie nowych produktów i pomysłów, które mogą na nowo zdefiniować rynek. W dziedzinie silników, silniki synchroniczne z magnesami trwałymi (PMSM) są nieskończenie możliwym wyborem i dlatego zostały silnie skoncentrowane na tej dziedzinie.
Obszary zastosowania PMSM
PMSM jest obecnie najbardziej rozpowszechniony w systemach o wysokiej wydajności. Katrina Krites, kierownik ds. Rynku zmian w klimatyzacji rozwiązań komercyjnych i mieszkaniowych w Emerson, powiedziała, że na rynku są kompresory, wysokowydajne wentylatory skraplacza, wentylatory wewnętrzne, pompy geotermalne i pompy wodne.
Zalety wydajności oferowane przez te silniki oznaczają, że mogą one zapewnić wartość dla wielu segmentów rynku.
"PMSM zapewnia energooszczędne alternatywy dla producentów, wykonawców, użytkowników końcowych i właścicieli domów" - powiedział Schamel. "Te produkty zużywają bardzo mało energii, zwłaszcza gdy wymagane są różne prędkości silnika lub zmiana biegów. Produkty te pomagają również producentom i wykonawcom spełniać wymagania przepisów Departamentu Energii USA (DOE) - Energy Star - i wspólne. Cel zużycia energii wymagany do obniżenia ceny obiektu. "
W tej dziedzinie obecna konstrukcja silników elektrycznych PMSM jest przeznaczona do zastosowań w budynkach mieszkalnych, w tym do zastosowań wewnętrznych, takich jak piece i urządzenia do uzdatniania powietrza, a także do zastosowań zewnętrznych w klimatyzatorach i pompach ciepła.
"Stały przepływ powietrza jest zaletą systemu klimatyzacji nr 1, który zapewnia stały przepływ powietrza w różnych warunkach ze względu na wewnętrzne działanie silnika" - powiedział Schamel. "Wykorzystując algorytmy oprogramowania, które mogą być regulowane przez OEM, silnik dostarcza treści, które mają być dostarczane, nie więcej, nie mniej, ale w sam raz. Oznacza to, że ze względu na zmiany systemowe w strukturze domowego lub komercyjnego systemu rurowego, nie występuje nadmierne dmuchanie przy niskiej staty- styce i brak strat przepływu przy wyższej staty- styce. Możesz uzyskać to, czego potrzebujesz od kompaktowej dmuchawy bezpośredniego napędu, aby zmaksymalizować stałą kontrolę temperatury. Ponadto, zużycie mocy silnika jest tylko dla HVAC. Wymagany na potrzeby systemu klimatyzacji.
Prognoza rozwoju PMSM
Producenci są podekscytowani rozwojem PMSM ze względu na silne prognozy dla rynku motoryzacyjnego w ciągu najbliższych pięciu lat.
"Spodziewamy się, że PMSM będzie nadal rosnąć w nadchodzących latach, częściowo w celu spełnienia wymagań regulacyjnych dotyczących wydajności w przestrzeni komercyjnej i mieszkalnej" - powiedział Boyd.
Krites dodał, że wszyscy najwięksi producenci systemów mają zaawansowane produkty wykorzystujące technologię PMSM. "Ponieważ zmiany technologiczne i koszty maleją, czyni to aplikacje PMSM łatwiejszymi, więc spodziewamy się, że PMSM będzie szerzej stosowany" - powiedziała.
Schamel oczekuje również, że zasady DOE dotyczące mieszkalnych i komercyjnych urządzeń HVAC będą napędzać popyt, a użytkownicy końcowi i przedsiębiorstwa użyteczności publicznej są zainteresowani zmniejszeniem zużycia energii, co zwiększy popularność PMSM.
W rzeczywistości DOE (Departament Energii Stanów Zjednoczonych) ostatnio wydał ostateczne przepisy dotyczące certyfikacji, zgodności, etykietowania i egzekwowania silników elektrycznych i małych silników. Według amerykańskiego Departamentu Energetyki, jest on poddawany korektom w celu spełnienia wymogów certyfikacji, zgodności i egzekwowania dla wszystkich innych produktów i urządzeń objętych gwarancją. Zasady przyjęte w tej regule przewidują również szczegółowe plany pobierania próbek, wymogi certyfikacyjne, wymagania dotyczące metod określania alternatywnych metod oraz przepisy wykonawcze dotyczące silników elektrycznych i małych silników.
"Przepisy amerykańskiego Departamentu Energii naprawdę wzbudziły zainteresowanie i świadomość tych produktów" - powiedział Schamel. "Ta zwiększona świadomość nie tylko pozwala ludziom lepiej zrozumieć potencjał oszczędzania energii tych projektów, ale także zwiększa kontrolę nad temperaturą i wilgotnością, obniża poziom dźwięku, stały przepływ powietrza i lepszą filtrację oraz inne korzyści."
Boyd zwrócił uwagę, że technologia PMSM rozszerza się również na aplikacje niszowe i transportowe. "Ponadto, szybsza mikroelektronika i bardziej wydajne dyski mogą potencjalnie zwiększyć wydajność dzięki zmniejszeniu kosztów" - powiedział. "Biorąc pod uwagę dodatkowy koszt efektywności, mogą istnieć ograniczenia co do tego, gdzie technologia ta będzie wykorzystywana w przyszłości."
Ciekawym celem przyszłości PMSM może być zwiększenie obaw ludzi o koszt i podaż magnesów ziem rzadkich. Zaletą PMSM, mówi Schamel, jest to, że pracują z magnesami ferrytowymi.
"Główną wadą magnesów ferrytowych jest to, że nie wytwarzają one tak dużej gęstości strumienia magnetycznego, jak magnesy ziem rzadkich, gdy zamontowane są na powierzchni zespołu wirnika, co skutkuje niższą gęstością momentu obrotowego." Opracowany przez Nidec Następna generacja PMSM w branży HVAC będzie korzystać z technologii rotora szprych. Ta nowa technologia wirnika wykorzystuje tanie magnesy ferrytowe i ma tendencję do wyższej gęstości momentu obrotowego niż konwencjonalne zespoły wirników do montażu powierzchniowego, co skutkuje niższą kosztem konstrukcji silnika.
Jednak sama technologia będzie nadal się zmieniać i rozwijać, a świadomość klientów dotycząca tego produktu ulegnie zmianie.
"Oprócz zmniejszenia zużycia energii, produkty te mają także zmienną prędkość i inne korzyści, w tym stałą kontrolę temperatury, lepszą kontrolę wilgotności, niższy poziom hałasu, stały przepływ powietrza i lepszą filtrację powietrza." Wszystkie te korzyści będą nadal napędzać ciągłą wzrost PMSM.
"Technologia PMSM istnieje już od dłuższego czasu i jest coraz szerzej stosowana w branży HVACR" - powiedział Krites. "Producenci OEM rozumieją tę technologię i od wielu lat stosują ją w turbinach wiatrowych i kompresorach. Wykonawcy uznają wydajność. Korzyści i coraz bardziej przypominają zaawansowaną diagnostykę, ale nie wydają się rozumieć samej technologii.
