根据美国能源信息署（EIA）的数据，全美超过30%的电力消耗用于驱动暖通空调（HVAC）和制冷系统；其中很大一部分能源被输送给了这些系统中的风机。 ebm-papst是风机、电机及驱动装置的制造商，产品广泛应用于这些及其他常见领域，公司正在开发高能效的空气输送装置，帮助我们的生活空间、食品和饮品保持凉爽，同时减少能源浪费和电费支出。该公司对绿色科技和可持续发展的关注贯穿于其产品线及企业理念之中。

Engineering.com 采访了 ebm-papst 的工程师，他们概述了使其风机高效、经济实惠、可定制且有利于生态环境的技术。

电机

一个多世纪以前，两位发明家对电力驱动世界的方式持有不同看法。托马斯·爱迪生希望销售白炽灯泡，他更青睐直流（DC）发电机和电机。他的竞争对手尼古拉·特斯拉则发明了以交流电（AC）驱动的感应电机。每种电机各有优缺点。

直流电机在任何转速下都具有很高的效率，且转速易于调节，但由于使用电刷和换向器，其使用寿命往往较短。交流感应电机不使用电刷，因此更加耐用且更具成本效益。直到最近，交流电机通常只能以单一转速运行（取决于电源频率），但现代变频驱动器（VFD）如今已能让交流电机以多种转速运行，尽管在低速端效率较低。

兼具两者优点的是无刷直流电机，它以电子控制取代电刷和换向器，使电机能够在多种转速下高效运行，同时减少电刷电机因摩擦造成的磨损。由于用电子元件取代了电刷和换向器，这类电机通常被称为电子换向电机（ECM）。实际上，ECM 就是无刷直流电机，但典型的无刷直流电机只能在直流电下运行，而 ECM 内置了交流转直流的转换电路，因此可以直接使用交流电源供电。

两位 ebm-papst 工程师对交流电机和 EC 电机进行了对比：

由于 ebm-papst 电机 接受交流输入，工程师可以轻松将其用于改造原有设计 ，这些设计以前使用的是交流风机。事实上，它们的外形尺寸完全相同，非常适合 作为直接替换产品使用。此外，公司还为新产品线生产直流输入的风机，这些风机由24伏直流电源驱动，与 许多冷藏展示柜中使用的LED照明系统兼容。无论是交流还是直流，这些风机在制造 和运行方面都同样环保。

绿色科技风机技术         

ebm-papst 致力于让所有新产品在经济性和生态性方面都优于其前代产品。因此，他们生产的风机将电机、控制电路和风机叶片集成为一个整体，从而减少了生产过程中所用的材料和能源。据 ebm-papst 介绍，“轴流和离心叶轮中金属与塑料元件的组合使其格外轻巧，并为实现最佳气动设计提供了可能，从而在能效方面达到了前所未有的水平——同时改善了噪音表现。” 

根据每台风机外部温度传感器反馈的信息，控制器可以提高或降低单台风机的转速，以确保多个区域获得均衡的制冷效果。这种可单独控制、多转速风机的最终结果是能耗的显著降低。

该公司的风机在能效方面超过了 欧盟ErP指令 对能源相关产品的要求，这得益于可持续制造方式与更高效率的结合。

绿色科技集成电子技术     

一款绿色科技风机可以内置功率因数校正功能、电磁干扰（EMI）滤波、热过载保护、  电流限制、电源电压及缺相检测、  电子换向器、电机软启动电路，以及 提供编程接口的RS-485 Modbus接口 ，并可集成到多风机系统中。

该风机还配备可编程PI控制器，使工程师能够调整比例和积分系数，不过 ebm-papst 工程师表示，大多数客户发现预设的默认值已经运行良好。

其他传感器可测量风机转速、电压、电流及总线通信状态，使主控制器能够监测风机状态、检测故障并在必要时提醒技术人员。暖通空调系统可根据时间、房间使用情况、环境条件以及几乎任何可追踪的其他变量来调整风机转速。

基于物联网的ECM风机实现远程监控

在设备层面进行监控已成为过去式。得益于物联网  （IoT）技术，设备可以在任何地方被观察和控制。作为  " GreenIntelligence（绿色智能）" 计划的一部分，ebm-papst 将物联网技术和Modbus接口融入 其风机中，使其能够集成到楼宇自动化系统  （BAS）中，成为全面能源管理和设备维护计划的一部分。

远程监控和控制可以通过两种方式实现：

1）在配备接口转换器的主机上使用 ebm-papst EC控制软件；

2）通过兼容的第三^方 控制器实现。（经认可的控制器清单 可在此处查看。）

无论采用哪种接口，设施管理人员都可以观察运行小时数、风机转速、电流、电压、功耗、紧急运行状态、电机及电子和电源电路的温度、运行模式（温度或压力/风量控制）、设定值、温度反馈以及报警信号等参数。可以使用蓝牙、USB或以太网等不同的RS485适配器，实现风机与智能手机、笔记本电脑或计算机网络之间的连接。

通过多种连接的传感器，物联网风机可以检测到故障并发送错误代码 给技术人员，从而最大限度地减少停机时间。当然，预防故障总比检测 故障更好，因此楼宇自动化系统还可以追踪风机的运行小时数，从而有助于预防性维护。更进一步，传感器还能检测到 未来可能引发故障的状况，从而实现预测性维护。

使用ECM/物联网风机进行设计

我请一位 ebm-papst 工程师向我介绍了为 一台商用制冷设备设计风机系统的过程。对于该应用中的蒸发器或冷凝器风机， 工程师首先要确定以下设计参数：

• 系统运行点——风量与静压
• 物理限制条件
• 环境条件——最低和最高环境温度、灰尘/湿气/喷水等
• 供电电压、单相或三相、功率限制
• 转速/方向控制（单速、双速、变速、反向运行）
• 监控要求（转速、错误代码、功耗、运行小时数、电机/电子元件温度）
• 是否需要主控制器？如果需要，是哪种类型？

这些信息可以帮助工程师确定：

• 风机类型——轴流式、斜流式或离心式
• 风机尺寸
• 电机尺寸
• 电机功率选项
• 交流电机或EC电机
• 所需的EC选项（可选项取决于电机尺寸）
• 主控制器是否与ebm-papst风机兼容？

ebm-papst的现场工程师将与客户的应用工程师合作，设计出在性能、成本和效率之间取得平衡的最佳风机配置方案。

随着可再生能源和可持续发展领域的不断发展，我们发现 环保 与 省钱 已不再是相互对立的概念。LED灯泡、低功耗电子设备和高效风机等节能装置证明，符合生态效益的产品同样也符合经济效益，这才是真正物有所值的道理！

了解更多关于 ebm-papst 绿色科技EC风机的信息。

来源： engineering.com