Confronto e contrasto tra motori HVACR PSC, ECM 2.3 e X13

Questo articolo ha lo scopo di chiarire e spiegare il funzionamento dei motori ECM X13 attualmente utilizzati in alcune apparecchiature HVACR. In generale, nelle apparecchiature per la movimentazione dell'aria vengono utilizzati tre tipi di motori.

I motori PSC si affidano al campo magnetico rotante generato dalla tensione alternata applicata e dalla corrente alternata corrispondente per far girare il rotore. Il campo magnetico ruota a 3.600 giri al minuto (60 cicli al secondo). La velocità del rotore è determinata dal numero di poli o avvolgimenti nel campo del motore.

Velocità del rotore = 3.600 / numero di poli x 2

Questa equazione definisce la velocità applicata del campo magnetico rotante, nota anche come “velocità sincrona”. A causa delle perdite meccaniche e del carico applicato al rotore, è impossibile che il rotore ruoti alla stessa velocità del campo magnetico, quindi la velocità operativa del motore è leggermente inferiore alla velocità sincrona. Ad esempio, la velocità sincrona di un motore a 6 poli è di 1.200 giri al minuto, mentre la velocità effettiva del rotore può essere di 1.075. Questa differenza viene definita “scivolamento”. Un ventilatore che si muove più della quantità nominale di flusso d'aria (più carico) farà girare il rotore un po' più lentamente rispetto ai 1.075 giri/min nominali. Bloccando l'aria (aumentando la pressione statica) al ventilatore si ottiene un carico minore sul ventilatore. Il carico ridotto applicato al rotore consente al rotore di cercare di mettersi al passo con il campo magnetico rotante con conseguente maggiore velocità (meno slittamento). Pertanto il motore PSC varia leggermente la sua velocità rispetto al carico. La variazione di velocità risultante sperimentata dal rotore non deve essere considerata in questa discussione. In effetti, i motori PSC vengono comunemente definiti motori a velocità costante perché la velocità è determinata principalmente dal numero di poli negli avvolgimenti.

Riepilogo dei motori PSC: si tratta di motori a velocità costante e reagiscono alle variazioni della pressione statica come segue.

Una bassa pressione statica equivale a un maggiore flusso d'aria. Una maggiore pressione statica equivale a un minore flusso d'aria. Poiché il motore non può rispondere ai cambiamenti della pressione statica, una pressione statica eccessiva provoca una perdita così drastica del flusso d'aria che si possono verificare problemi. Fare riferimento alla curva del motore PSC (Figura 1) che mostra le ampie variazioni del flusso d'aria che si verificano in relazione ai cambiamenti della pressione statica.

Figura 1, fare clic per ingrandire.

CURVA MOTORE PSC: Una curva del motore PSC che mostra le ampie variazioni del flusso d'aria che si verificano in relazione ai cambiamenti della pressione statica. (Per gentile concessione dei distributori cfm

Il motore a velocità variabile ECM 2.3 è noto anche come motore a flusso d'aria costante. Si tratta di un motore trifase a corrente continua (CC) programmato con informazioni specifiche relative all'unità di trattamento dell'aria (forno o unità di trattamento dell'aria) in cui funziona. Esamina la coppia, la velocità del rotore e la potenza per determinare quanta aria si sta muovendo ed è in grado di compensare lo slittamento. Il campo magnetico rotante viene commutato elettronicamente, può essere aumentato o diminuito secondo necessità per mantenere il corretto flusso d'aria ed è in grado di farlo in un'ampia gamma di pressioni statiche. All’aumentare della pressione statica, il flusso d’aria diminuisce. Questa riduzione del flusso d'aria si traduce in meno lavoro.

Poiché il motore ricerca una quantità specifica di lavoro da svolgere (flusso d'aria), aumenta la sua velocità finché non viene eseguita la quantità di lavoro corretta. Questa operazione ha portato al termine "velocità variabile" perché il motore varia la sua velocità secondo necessità per mantenere la quantità di lavoro prevista (flusso d'aria) per cui è programmato.

Poiché è commutato elettronicamente, può avviarsi lentamente, aumentare gradualmente la velocità operativa e decelerare lentamente allo spegnimento, il che contribuisce a un funzionamento molto silenzioso. Grazie alle sue ampie capacità di programmazione e alla sua capacità di rispondere a più ingressi e di fornire un'ampia gamma di flussi d'aria basati su tali ingressi, questo motore deve essere utilizzato in apparecchiature che richiedono ampie gamme di flusso d'aria, come i forni modulanti. Esiste un'altra programmazione unica che non verrà affrontata in questa discussione.

Riepilogo del motore con flusso d'aria costante a velocità variabile ECM 2.3: all'aumentare della pressione statica, il flusso d'aria diminuisce. Poiché il motore è programmato per spostare una quantità d'aria specifica, aumenta la sua velocità per superare la pressione statica finché non si muove la quantità d'aria corretta. Ciò è possibile grazie all'ampia quantità di programmazione inserita nel modulo motore e alla sua capacità unica di determinare effettivamente quanto lavoro viene svolto dal rotore. I motori a velocità variabile ECM 2.3 sono in grado di spostare continuamente la corretta quantità di aria variando la velocità indipendentemente dalla pressione statica fino al limite operativo di 0,8 pollici wc.