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DER KONSTRUKTEUR 1-2/2016

DER KONSTRUKTEUR 1-2/2016

ANTRIEBSTECHNIK Der

ANTRIEBSTECHNIK Der nächste Schritt zu mehr Effizienz Vom Motor bis zum Gesamtsystem – die Optimierung von Radialventilatoren Uwe Sigloch, Ellen-Christine Reiff Bei Radialventilatoren für die Raumlufttechnik hat sich die Technik in den letzten Jahren kontinuierlich weiter entwickelt. Grund dafür sind die steigenden Ansprüche vor allem an Steuerbarkeit und Energieeffizienz. Denn Verordnungen wie die ErP-Richt linie haben hier die Sensibilität deutlich erhöht. Weiterentwickelte Plug & Play EC-Radialventilatoren tragen jetzt diesen sowie zukünftigen Marktanforderungen Rechnung. Der Motoren- und Ventilatoren-Spezialist Ebm-Papst Mulfingen stellt sich schon seit Langem einem kontinuierlichen Verbesserungsprozess. So wurden die speziell für den Einsatz in Klima- und Raumluftgeräten konzipierten Radialventilatoren der Radipac-Baureihe in den letzten Jahren stetig verbessert. Dabei wurde vor allem auf die Energieeffizienz aber auch die Geräuschoptimierung und das Handling besonderer Wert gelegt. Effizientere Motorentechnik Zunächst galt das Augenmerk den eingesetzten Motoren. Bei den GreenTech EC- ein netzgespeister, permanenterregter Synchronmotor (auch BLDC oder PM genannt) liegt mit seinen Wirkungsgraden heute weit über den Werten der Effizienzklasse IE4. Dabei kommen die Motoren in Außenläuferbauweise mit preisgünstigen und vor allem auch problemlos verfügbaren Ferriten aus. Sie sind also nicht auf die versorgungskritischen Seltene-Erden-Magnete angewiesen – und das bei Wirkungsgraden von weit über 90 %. Der Motoraufbau als Außenläufer ist für Ventilatoren auch in anderer Hinsicht vorteilhaft. So können die Axialflügel oder Radialräder am drehenden Rotor, also direkt am Gehäuse des Motors befestigt Die EC-Antriebe sind AC-Antrieben in puncto Energieeffizienz in diesen Anwendungen deutlich überlegen Dipl. Ing. (FH) Uwe Sigloch, ebm-papst Mulfingen Ellen-Christine Reiff, M.A., Redaktionsbüro Stutensee Motoren in Außenläuferbauweise wurde vor kurzem bereits die Ansteuerungselektronik verbessert und der elektromagnetische Kreis optimiert um die Wirkungsgrade zu erhöhen. Der energieoptimierte Motor, werden. Kompakte Abmessungen vor allem in axialer Richtung sind die Folge. Die Kühlung vereinfacht sich, da der Motor durch die vom Ventilator geförderte Luft gleich mit gekühlt wird. Des Weiteren wird die

01 Hauptaugenmerk bei dieser Überarbeitung galt dabei dem Lufteintritt in das Laufrad, der Positionierung des Außenläufermotors im Laufrad und dem Schaufelprofil der Laufräder Hygienisch muss sie sein! komplette rotierende Einheit aus Rotor und Laufrad in zwei Ebenen dynamisch gewuchtet, was zu einem extrem ruhigen Lauf führt. Optimierung der Strömungsmaschine Um einen hohen Gesamtwirkungsgrad bei Ventilatoren zu erreichen gibt es aber noch andere Stellschrauben. Die Mulfinger Ventilatoren-Spezialisten haben sich deshalb in einem weiteren Schritt die Strömungsmaschine noch einmal vorgenommen. Hauptaugenmerk bei dieser Überarbeitung galt dabei dem Lufteintritt in das Laufrad, der Positionierung des Außenläufermotors im Laufrad und dem Schaufelprofil der Laufräder. Die Einströmdüse z. B. wurde perfekt auf das Laufrad mit seinem aerodynamisch 02 Durch eine Strömungssimulation wird der Einfluss der Modifikationen auf den Wirkungsgrad ermittelt optimierten Schaufelkanal ausgelegt. Auch die Motorposition im Laufrad wurde überarbeitet, um einen guten Kompromiss zwischen Kompaktheit der kompletten Der Spezialist für industrielle Kabelverschraubungen und Kabelkanäle EC-Motoren in Außenläuferbauweise Bei EC-Motoren in Außenläuferbauweise befindet sich der ruhende Teil des Motors, also der Stator mit den Spulen, im Innern ist vom bewegten Teil, dem Rotor oder Läufer mit den Permanentmagneten, umschlossen. Der außen angeordnete Rotor dreht sich um den innen liegenden Stator. Allein durch diese Anordnung bedingt kann mit dem Außenläufer ein höheres Drehmoment erreicht werden als bei einem Innenläufer mit gleicher Paketlänge, mit gleichem Magnetsystem und gleicher Magnetdicke (reduziertes Magnetvolumen, reduzierte Luftspaltfläche, kleinerer Radius). Durch geschickte Nutzung der Freiheitsgrade im Ventilator- und Lüfterbereich können mit dem Außenläufermotor bei Verwendung von Hartferriten Drehmomente und Wirkungsgrade erzielt werden, die der Innenläufer mit eingeschränkten Freiheitsgraden (Volumen, Masse) nur Schnittmodell Außenläufermotor EC-Motor mit Seltene-Erden-Magneten erreichen kann. Im Gegensatz zu Servoantrieben ist ja bei Ventilatoren keine hohe Dynamik gefragt, sondern ganz im Gegenteil ein gewisses Trägheitsmoment für ein ruhiges Anlauf- und Beschleunigungsverhalten der Ventilatoren durchaus erwünscht. So kann bei den GreenTech EC-Ventilatoren ohne Weiteres auf Seltene-Erden-Magnete verzichtet und Ferrite eingesetzt werden. blueglobe CLEAN ® Plus Optimale Hygieneverschraubung mit EHEDG-Zulassung www.pflitsch.de

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