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„AC2EC“ – Austausch leicht gemacht

Neues EC-Motorkonzept – Kompakt und effizient


In der Luft- und Klimatechnik wird die Effizienz der eingesetzten Ventilatoren zu einem zentralen Thema. Nicht nur die mit der Energiesparverordnung geschaffenen gesetzlichen Grundlagen, auch gesteigertes Umwelt- und Kostenbewusstsein seitens der Anwender tragen dazu bei. Vor diesem Hintergrund überrascht es nicht, dass energiesparende EC-Technik heute in allen Bereichen verstärkt Anwendung findet. Um Hersteller von luft- und klimatechnischen Geräten die Möglichkeit zu bieten, weiterhin herkömmliche AC-Technologie oder zukünftig die energiesparende EC-Technologie zu nutzen, müssen die Einbaubedingungen für beide Motortechnologien identisch sein. Eine neue EC-Motorengeneration ist erstmals so kompakt und mechanisch voll kompatibel zu bestehenden AC-Varianten. Damit lassen sich Ventilatoren – ohne Änderungen am luft- oder klimatechnischen Gerät – wahlweise in AC- oder EC-Technologie einsetzen.

Als Ventilatorenantriebe bei luft- und klimatechnischen Anlagen werden heute häufig „Asynchronmotoren“ eingesetzt. Diese AC-Motoren sind kompakt und einfach aufgebaut, da sie direkt aus dem Wechsel- oder Drehstromnetz gespeist werden. Für die Versorgung des Läufers benötigen sie weder mechanische Kollektoren noch Elektronik. Sie sind robust und zuverlässig. Allerdings erreichen EC-Motoren im Vergleich zu AC-Motoren einen deutlich höheren Wirkungsgrad, was vor allem im Hinblick auf die Forderungen der Energiesparverordnung in naher Zukunft notwendig sein wird.

Bei begrenztem Einbauraum musste die notwendige Elektronik in den EC-Motoren untergebracht werden.

Für die Hersteller luft- und klimatechnischer Geräte muss dies jedoch keineswegs zum Problem werden. Der Motoren- und Ventilatorenspezialist ebm-papst Mulfingen hat eine neue EC-Motorengeneration entwickelt, die mit der integrierten Kommutierungs- und Ansteuerelektronik genau so kompakt baut wie übliche AC-Motoren. Sowohl bei Axial- als auch bei Radialventilatoren lassen sich dadurch die ursprünglichen AC-Varianten einfach gegen die neuen EC-Ausführungen tauschen. Ohne Designänderungen am Kundengerät können die mit bis zu 90 % ausgesprochen hohen Wirkungsgrade der EC-Motoren genutzt werden. Die Betriebskosten sinken, und bereits ab der ersten Betriebsstunde wird deutlich weniger CO2 erzeugt, was die Umwelt entlastet. Gleichzeitig überzeugen die Antriebe durch leisen Lauf, was vor allem bei in Wohnräumen eingesetzten Geräten ein Vorteil ist. Den Schlüssel dazu liefert eine besonders geräuscharme Kommutierung, die präzise an den dreisträngigen elektronisch kommutierten Motor angepasst ist.

Gleiche Ein- und Anbaumaße

EC-Motoren sind vom Prinzip her permanentmagneterregte Synchronmotoren. Bei ihnen folgt der magnetische Rotor synchron einem Drehfeld, das elektronisch erzeugt wird. Dadurch lassen sich beliebige Betriebsdrehzahlen realisieren, unabhängig von der verwendeten Netzfrequenz. Die Entwicklung stellte eine große technische Herausforderung dar, um bei begrenztem Einbauraum die notwendige Elektronik in den EC-Motoren unterzubringen. Außer der Miniaturisierung und Optimierung der Elektronik war zudem eine mechanische Kompatibilität erforderlich. Dazu gehört z. B. die gleiche Ausgestaltung des Anbauflansches wie bei AC-Motoren und die gesamte Motorbauform musste angepasst werden.

Die Anbaufläche bei neuem EC-Motor (links) und gängigen AC-Motoren (rechts) ist gleich.

Gute Entwärmung und hohe Schutzart

Die neuen kompakten EC-Motoren basieren auf dem bewährten Außenläuferprinzip, bei dem sich der Rotor um den innen liegenden Stator dreht. Das Blechpaket des Stators ist mit einem Thermoplast umspritzt, was in der Praxis gleich mehrere Vorteile bringt. Zum einen sorgt das hochwertige Kunststoffmaterial für eine gute elektrische Isolation, zum anderen kann die Kugellageraufnahme integriert werden. Wandstärken und Abstände sind variabel gestaltbar, Toleranzen beim Blechpaket beispielsweise sind auf diese Weise einfach auszugleichen. Anschließend wird die komplette bewickelte Baugruppe mit Duroplast umhüllt. Der um den Stator laufende, einteilige Rotor ist strömungstechnisch optimiert. Lufteinlässe im Rotor sorgen für eine perfekte Entwärmung des Stators. In Kombination mit dem umgossenen Stator ist ein hoher IP-Schutz (IP54) der Motoren gewährleistet.

Die Elektronikabdichtung spielt ebenfalls dabei eine wichtige Rolle. Statt früher üblichen Lösungen mit Flansch und diversen O-Ringen wurde das Elektronikgehäuse mit einer elastischen Dichtungskomponente versehen. Das garantiert den dauerhaften Schutz der Elektronik. Der komplette Motor ist robust, umempfindlich gegen Schockbelastung und überzeugt durch Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer.

Nachhaltige Konstruktion und Baukastensystem

Bei der Konstruktion der neuen EC-Motoren wurde gleichzeitig großer Wert auf Nachhaltigkeit und eine ressourcenschonende Fertigung gelegt. Hierzu tragen gleich mehrere Details bei. So spart der einteilige Rotor mit eingepresster Welle Fertigungsschritte. Durch Multifunktionsteile werden weniger Einzelteile benötigt. Auch das Entwärmungskonzept und eine vergleichsweise geringe Paketlänge helfen, Material zu reduzieren. Weniger Materialeinsatz ist dabei gleichbedeutend mit Energieeinsparungen bei der Herstellung.

Umgossener Stator, Rotor und kompakte Elektronik

Die neuen EC-Motoren werden derzeit in Baugröße 55 mit Aufnahmeleistungen bis 170 W angeboten. Ein weiterer Ausbau der Baureihe ist geplant. Durch die modulare Konzeption entsteht ein Baukastensystem, das viele Varianten zulässt. So kann beispielsweise ein kleinerer Motor mit einer leistungsfähigeren Elektronik ausgestattet werden. Dies ist sinnvoll, wenn bei gleichem Drehmoment mehr Leistung benötigt wird. Standardmäßig werden die EC-Motoren –mit zwei Drehzahlstufen angeboten. Optional ist eine stufenlose Drehzahlregelung über eine 0-10-Volt Steuerspannung möglich, z. B. für einen präzise an den individuellen Bedarf angepassten Ventilatorbetrieb. In Kombination mit den strömungstechnisch optimierten HyBlade® Schaufeln oder RadiCal-Laufrädern stellen diese Ventilatoren in GreenTech EC-Technologie eine energieeffiziente Einheit in der Luft- und Klimatechnik dar. Ohne Änderungen am Kundengerät ist somit ein einfacher mechanischer Austausch bestehender Ventilatoren problemlos möglich.

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  • Dr. Ottokar Schütz sagte am :

    Wir haben den im Jahre 1986 vom ebm Mulfingen gelieferten Radial-Ventilator, integriert in einen Küchenabzug der Fa. Miele, ausgebaut und möchten diesen durch einen deutlich leiseren Ventilator ersetzen. Da der Küchenabzug maximal 2 h/Tag läuft dürfte eine Energiereduzierung zwar gewünscht sein, dies steht aber nicht im Vordergrund. Eine Geräuschreduzierung wäre deutlich – ergonomisch – effektiver.
    Eine Art.Nummer oder andere Kennung auf dem Radialventilator kann nicht auf dem Gehäuse identifiziert werden.
    1. Ich kann Ihnen Bilder schicken oder den Motor in St. Georgen vorbeibringen, um diesen ggfls. zu identifizieren.
    2. Wo kann ich einen gewünschen Ersatzventilator erwerben und wie lautet die technische Spezifikation?
    3. Kann man sich im Rahmen Ihrer Werbeaktion auch die Geräuschentwicklung anhören oder können Sie mir nur die techn. Daten inkl. der Lärmentwicklung (…dBA) nennen?
    Bitte übersenden Sie mir bitte die techn. Daten als pdf oder senden Sie eine URL, wo ich die Daten holen kann.
    4. Wenn Sie mögen kann ich Ihnen den noch laufenden Lüfterventilator zur Verfügung stellen. Dann können Sie diesen sezieren und für weitere Erfahrungen nutzen.

    Vielen Dank
    Ottokar Schütz

    • klindner sagte am :

      Sehr geehrter Herr Schütz,

      vielen Dank für Ihre Anfrage. Wir haben sie intern weitergeleitet, damit Sie an den richtigen Distributor verwiesen werden.

      Mit freundlichen Grüßen, Ihr mag°-Team