Der EC-Ventilator bietet mehr Möglichkeiten und ist effizienter

Wie empfehlen EC-Ventilatoren, auch wenn Sie der Anschaffung etwas teurer sind als AC-Ventilatoren. Hier erklären wir, worum es sich handelt und ob sich Ventilatoren mit EC-Motor rechnen.

EC-Ventilator

Den EC-Ventilator gibt es streng genommen nicht. EC ist eine Bezeichnung für den Motor und bedeutet „electronically commutated“, elektronisch kommutiert. 

Diese Technik ist nur bei Gleichstrommotoren (DC: Direct Current) erforderlich und wird mit Gleichrichtern oder Invertern durchgeführt. Damit wir die Polung der Wicklungen so gesteuert, dass der Motor sich definiert dreht. 

Bürstenlose Gleichstrommotoren

Gleichstrommotoren sind zugleicht mit die ältesten und die aktuellen Elektromotoren für viele Anwendungen.

Moderne Gleichstrommotoren sind bürstenlos (BLDC-Motoren: Brushless Direct Current, bürstenlose Gleichstrommotoren). Dies ermöglicht einen wesentlich einfacheren Aufbau, denn der feststehende Stator wird durch Spulen umfasst, während der mit einem Permanentmagneten oder zeitweise permanenten Magneten ausgestatte Rotor keine Stromversorgung mehr benötigt.

Damit entfallen die Bürsten, die in herkömmlicher Bauweise den Strom zu den Spulen im Rotor transportierten. Mechanische gesehen ähneln diese Motoren damit Wechselstrom-Synchronmotoren.

Wir nutzen sogenannte Außenläufer-Motoren, bei denen sich der Rotor (mit dem Ventilator-Laufrad) um den Stator dreht.

Dadurch, dass die Wicklungen den Stator umfassen und wesentlich einfacher zu bauen sind, sind mehrphasige Systeme mit vielen Polen möglich.

Vorteile bürstenloser Gleichstrommotoren

• Die Drehzahl lässt sich über einen großen Bereich gut regeln.
• Das Drehmoment ist besonders im Anlauf hoch (die Stromaufnahme eines Gleichstrommotors ist im Stillstand am höchsten). Damit können diese Motoren effizienter gestartet und gestoppt werden.
• Die von uns eingesetzten Motoren haben einen hohen Wirkungsgrad und erfüllen meistens die weltweit geltende Effizienzklasse IE5 „Ultra Premium“ (nach der Norm IEC TS 60034­30­2:2016). 
• Es werden weniger bis keine seltenen Erden benötigt.
• Weitere Vorteile werden von der Konkurrenz kolportiert, wie z.B. eine geringere Geräuschentwicklung. Unsere Recherchen haben dies noch nicht bestätigt.
  
  

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Gleichrichter, Inverter

Wie der Name sagt, benötigen diese Motoren Gleichstrom. In den meisten Fällen verfügen unsere Kunden über Wechselstrom vor, der gleichgerichtet werden muss:

Das Gleichrichten des Stroms wird oft in einem Atemzug mit der sogenannten Kommutierung durchgeführt, der Umpolung. Die dazu nötigen Geräte heißen oftmals Inverter.

Die Umpolung erfolgt nicht mehr automatische wie beim Wechselstrommotor, sondern Stromspannung und –stärke müssen für jede Wicklung geregelt werden. Die Spannung ist proportional zur Motordrehzahl eines Gleichstrommotors, die Stromstärke entspricht dem Drehmoment.

Wenn diese Kommutierung elektronisch erfolgt spricht man von EC: „electronically commutated“ Dies verleitet viele Hersteller von Ventilatoren zu der Aussage, sie würden EC-Ventilatoren anbieten. Nicht der Ventilator ist EC, sondern der Motor.

Wir nutzen meist Motoren mit Sinus U Kommutierung, die zu einem höheren Drehmoment bei erhöhter Stromstärke führt. Alternativ kann die Umpolung blockweise erfolgen.

Diese Steuerung kann (ggf. mit dem Einsatz von Hallsensoren) schrittweise erfolgen, dann kann man von einem Schrittmotor sprechen.

AC-Motor und Frequenzumrichter

Bei einem klassischen Wechselspannungs-Elektromotor (AC: Accelerating Current) ist die Drehzahl abhängig von der Frequenz des zugeführten Stroms (synchron). Ein Frequenzumrichter (FU) ermöglicht die Drehzahl solcher Motoren zu steuern, indem man die Frequenz ändert (asynchron).

Viele unserer Anlagen haben solche Frequenzumrichter im Einsatz. Mit diesen Frequenzumrichtern kann man oft auch Gleichstrommotoren steuern. Allerdings sind sie für EC-Motoren nicht mehr notwendig.

Vorteile von Wechselstrommotoren

Im Gegensatz zu Gleichstrommotoren sind die meisten Wechselstrommotoren bürstenlos. Sie können auch ohne Mikroprozessoren betrieben werden. Damit sinkt die Wahrscheinlichkeit des Ausfalls: AC-Ventilatoren einer guten Qualität fallen kaum aus.

Zudem sind sie in der Anschaffung manchmal günstiger als EC-Motoren. Für einen sinnvollen Kostenvergleich muss man auch einen Frequenzumrichter kalkulieren. Die Kombination ist vielfach teuerer als ein EC-Ventilator. 

Dies wird nach unserer Meinung durch die Vorteile des DC-Motors aufgewogen. Beispielsweise ist der Wirkungsgrad schlechter, was zu höheren Betriebskosten führt.

Ventilatoren

Radialventilatoren

LWT nutzt in den meisten Fällen Radialventilatoren, denn nur diese liefern einen hohen Druck. Höherer Druck erlaubt es uns, den Volumenstrom im Vergleich zu Luftschleiern deutlich zu senken und bei Bedarf deutlich höhere Austrittsgeschwindigkeiten des Luftstroms aus der Düse zu erreichen!

Die eingesetzten Ventilatoren haben durch effizienter Motorentechnologie, strömungstechnischen Optimierungen, innovativen Materialien und durchdachten Konstruktionsdetails einen Systemwirkungsgrade von um 70 %.

Im Gegensatz zu anderen Ventilatoren blasen diese Radialventilatoren zur Seite. Diese Unterscheidung verschwimmt momentan etwas, weil die Radialventilatoren ständig weiterentwickelt werden.

Andere Ventilatoren

Es gibt viele Arten von Ventilatoren und viele davon kann man mit Gleichstrommotoren betreiben. LWT arbeitet mit hohen Drücken. Einige Axialventilatoren sind inzwischen auch in der Lage hohen Druck aufzubauen. Wir testen diese.