Самое совершенное поколение электродвигателей

Чтобы понять различия между электродвигателями, разберемся с принципами их работы. 

 Даже без специальных знаний очевидно, что если магниты (полюса ротора и статора) стремятся развернуться так, чтобы силовые линии поля стали параллельны (северный полюс к южному), то наибольшая сила (вращательный момент) будет возникать при их перпендикулярном, «максимально неправильном» положении. Именно так в идеале должны включаться обмотки. Но в асинхронном трёхфазном двигателе их всего 3 (многопарные – редкость), то есть точность этой «перпендикулярности» 60°. И переключение не моментальное – чтоб сразу на полную мощность, а плавное, по синусоиде. Ротор, не выйдя ещё в положение максимального притяжения второй обмоткой, испытывает даже некоторое торможение не до конца выключенной первой. В ЕСМ же точность следования поля обмоток за полюсами ротора 15°, а бывает 7,5 и даже 3,75. Плюс включение прямоугольными импульсами, без плавных нарастаний/снижений. Кроме того, короткозамкнутый ротор неминуемо нагревается наведёнными токами (которые должны быть огромны для создания достаточной магнитодвижущей силы: ведь она есть произведение тока на количество витков, а виток-то один). И бороться с ними нельзя: в них сам принцип работы такого двигателя. Постоянным же магнитам это не нужно. Присутствуют небольшие паразитные наводки (вот с ними борются), но потери энергии на них ничтожны. И уж ни в какое сравнение не идёт эффективность регулирования скорости В результате всего перечисленного КПД ЕС-моторов может превышать 80 %, тогда как у машин переменного тока обычно лежит в пределах 40–60, а при большом скольжении на старте или низких оборотах (как раз предпочтительных для бесшумных вентиляторов) вообще стремится к нулю. 

Кроме пользовательских удобств:
1) Уменьшение частоты вращения это еще и снижение шума,
2) Повышение КПД крыльчатки (ещё один «плюс» к эффективности),
3) Принципиальный уход от старт-стопового режима, снижение скорости (давления) вместо полных включений/отключений,
4) Наиболее разрушительных для любого оборудования, создающих кратковременные, но максимальные электрические и механические нагрузки, призвуки и т. д. В большинстве предлагаемых систем обеспечивается наиболее удобное ступенчатое переключение скоростей с возможностью предварительной плавной настройки каждой – подобно тому как прецизионно устанавливается частота телеканала, чтобы впоследствии включать его одной кнопкой. При наличии всё-таки стартов/остановок предусмотрено автоматическое плавное изменение оборотов для исключения рывков и звуков. 

Речь в первую очередь о тех же оборотах: чтобы они, единожды выставленные, не изменялись со временем, при колебаниях температуры или питающего напряжения. Зачем здесь особая точность? Для скорости потока (а следовательно – температуры, эффективности вентиляции и т. п.) она действительно не особенно существенна. Но что касается частоты вращения... Если обороты были подобраны, например, для предотвращения механического резонанса, то их отклонение даже на доли процента может привести к тому, что задребезжит какая-то деталь или «запоёт» весь воздуховод.

Технически и экономически рационально в едином блоке совмещать также все устройства защиты двигателя – тоже самые современные электронные. ЕСМ-комплекту не требуются дополнительные «теплушки», реле тока и напряжения, перекоса и чередования фаз. Кроме того, наличие сигналов, измеряющих параметры питания, позволяет осуществлять мониторинг электросети (разумеется, дополнительными соответственно сертифицированными и поверенными приборами) для анализа и оптимизации потребления, предъявления претензий энергоснабжающей организации при нарушениях нормированных характеристик поставляемого электричества и т. д.

В ЕСМ-контроллерах обычно предусмотрены 4 основные способа управления: потенциометром, стандартным «киповским» током 4–20 мА или напряжением 0–10 В, а также по шине MOD. Это позволяет использовать всевозможные устройства, задающие и контролирующие режимы климатического оборудования, в том числе дистанционные, программируемые и автоматизированные – для самостоятельного поддержания заданных параметров с помощью датчиков (например, температуры или давления), подключаемых к встроенным ПИД-регуляторам.

Поскольку ЕС-моторы применяются не только в новой технике, но и при модернизации старой, производители прикладывают все усилия для упрощения их замены, обеспечения максимальной совместимости с различными моделями и даже чужими брендами. Это даёт возможность заменять ими как совсем устаревшие асинхронные, так и двигатели постоянного тока более ранних серий, а 4-проводное подключение не требует новой проводки. Важный момент – повышенная удельная мощность новой серии. Двигатели той же производительности имеют теперь меньшие габариты. Это удобно не только в том смысле, что меньшее всегда поместится в большее, но и позволяет сузить модельный ряд. Если, например, современный 200-ваттный электромотор устанавливается на место прежнего 100-ваттного, то им можно заменять все двигатели в этом диапазоне – на 100, 125, 160 и 200 Вт. Высокоэффективное (практически без потерь) ШИМ-регулирование обеспечивает практически равные КПД при эксплуатации 100-ваттного и 200-ваттного на половинной мощности, а специальным потенциометром на плате управления ограничиваются максимальные обороты. Некоторое увеличение стоимости более мощного изделия, которое должно было бы происходить из-за повышения материалоёмкости, компенсируется снижением за счёт массовости однотипных моделей, уменьшению количества производственных линий. Мощный универсальный двигатель оказывается не только надёжнее (благодаря эксплуатации в режимах, далёких от предельно допустимого), но и дешевле.