Actief tegen harmonischen

EC ventilatoren met actieve Power Factor Correction (PFC) voor fancoil-units

Het is geen gemakkelijke taak voor producenten van fancoil-units (ook wel ventilatorconvectoren genoemd) om een geschikte ventilator te selecteren. De ventilator moet zo min mogelijk geluid maken, het juiste vermogen kunnen leveren en passen in de behuizing. Ook de motor die gebruikt wordt moet voldoen aan de eisen van de applicatie, aangezien de motor een groot effect heeft op het energieverbruik van de toepassing. Afhankelijk van de applicatie kunnen ook andere producteigenschappen belangrijk zijn, zoals de Power Factor. Als meerdere EC ventilatoren in parallel opgesteld worden, kan actieve Power Factor Correction (PFC) ervoor zorgen dat ongewenste harmonischen worden voorkomen en aan de EMC EN 61000-3-2 richtlijnen wordt voldaan, zonder dat andere aanpassingen nodig zijn.

Fancoil-units die in kantoren, hotelkamers of openbare ruimten worden ingezet, worden vaak niet los ingezet maar met meerdere ventilatoren parallel toegepast. De toegepaste techniek waardoor de ventilator energie-efficiënt is, kan in bepaalde gevallen echter ook invloed hebben op het elektriciteitsnetwerk. Door de pulsvormige stroomopname van de EC ventilatoren kunnen harmonischen ontstaan die het elektriciteitsnetwerk belasten. Indien er meerdere EC ventilatoren parallel worden opgesteld, bestaat de kans dat de toegestane limieten van de EN 61000-3-2 richtlijnen overschreden worden, dit kan dus een negatief effect hebben op andere apparaten of het gehele stroomnetwerk.

Voorkom dure maatregelingen
Een oplossing voor dit probleem is vaak erg kostbaar. Om dit te verhelpen kan de gebruiker de blinkstroom compenseren en voor centrale filtering zorgen; dit is vaak erg kostbaar en vereist extra inbouwruimte, die meestal al schaars is. Aangezien de harmonischen effect hebben op het interne stroomnet, moet er ook aandacht geschonken worden aan de bekabeling. Nieuwe bekabeling kan nodig zijn bij het vervangen van conventionele fancoil-units als deze niet voorzien zijn van actieve PFC. In de praktijk komt het vaak voor dat de nieuwe bekabeling moeilijkheden met zich meebrengt of zelfs onmogelijk blijkt te zijn om praktische of economische redenen. In dat geval zou ook een extra filter toegevoegd kunnen worden aan elke ventilator, maar ook dit is vaak een kostbare zaak en daarbij is het maar de vraag of dit het probleem daadwerkelijk verhelpt.

Als oplossing voor deze ongewenste harmonischen heeft ebm-papst Mulfingen een actieve PFC in de elektronica van centrifugale EC ventilatoren geïntegreerd(figuur 1). Deze zet de pulsvormige stroomopname van de EC motoren om in een zuivere sinusvormige stroomopname. Ook wordt de positie van deze sinus zodanig verschoven dat hij weer in fase is met de spanning. Dit verlaagt de harmonischen significant. De gevraagde extra stroom die zou gaan lopen wordt tot een minimaal teruggebracht. Hierdoor is het niet nodig om dikkere kabels te gebruiken. Figuur 2 en 3 laten zien hoe dezelfde ventilatoren in een identieke situatie werken met (fig. 3) en zonder (fig. 2) actieve PFC. Problemen met harmonische stromen en energieverliezen in de vorm van blindstroom zijn hierdoor verleden tijd. Zo wordt er voldaan aan de EN 61000-3-2 richtlijnen, zonder extra maatregelen.

Geluidsarm en energiebesparend
De EC centrifugaal ventilatoren hebben meer voordelen te bieden. Fancoil-units draaien vaak voor langere periodes. Hierdoor maakt een betere energie efficiëntie een enorm verschil. De EC motoren verbruiken tot 70% minder energie dan traditionele AC motoren, dit verlaagt de gebruikskosten aanzienlijk (fig. 4). Vanwege deze hoge efficiëntie hoeft er maar weinig warmte afgevoerd te worden, wat natuurlijk een groot voordeel is als de unit wordt ingezet voor koeling. De geringe warmteontwikkeling draagt bij aan de levensduur van de kogellagers. EC technologie draagt vanzelfsprekend bij volledige capaciteit bij aan energie- en kostenbesparingen, maar met name ook in deellast zijn EC motoren uiterst efficiënt en effectief. Juist op lage snelheden is de energiebesparing dus noemenswaardig.

De EC centrifugaal ventilatoren zijn beschikbaar in enkel, dubbele en driedubbele configuraties, met luchtopbrengsten tot 2.500m3 per uur. Het vermogensbereik loopt tot 250W. Alle types zijn ontwikkelt met de gedachte om geluidsarm te opereren. Daarnaast zijn de types compact en Plug & Play. De ventilator kan gemonteerd worden op de montage flens en verbonden via een connector. De behuizing is volledig van kunststof, waardoor de ventilator bijzonder licht, duurzaam en geluidsabsorberend is. In combinatie met het aerodynamische geoptimaliseerd ontwerp zorgt dit voor een zeer laag geluidsniveau.

Voorzien in verschillende behoeften
In onze ogen hoeft de gebruiker alleen te betalen voor de techniek die hij nodig heeft. Daarom is er naast de standaard versie en de versie met actieve PFC, ook een basic variant. De basic variant biedt alle voordelen van de GreenTech EC techniek en is toepasbaar in applicaties waarin een PWM signaal toereikend is. De EC centrifugaal ventilatoren zijn beschikbaar voor diverse soorten fancoil-units. Tevens zijn ze ook geschikt voor andere applicaties met vergelijkbare specificaties (fig. 5). Zo kunnen ze bijvoorbeeld dienen als luchtgordijnen in supermarkten of fabriekshallen.