More Efficient Motors | 2018-03-01 |

供暖、通风和空调行业的原始设备制造商有机会帮助他们的客户和他们自己，因为他们准备遵守新的住宅电风扇节能标准。

从2019年7月3日开始，美国能源部的新标准规范了燃气炉球迷的最低效率生效。利用永久分离电容器（PSC）电机的任何传统系统，如果有的话，如果有永久分离电容（PSC）电机将符合该新风扇能量额定值（FER），其基于炉扇提供的气流。

由于这些风扇通过家庭管道系统将炉子循环进入生活空间，以及在空调的房屋中循环的冷却空气循环消耗的电力。根据Doe的说法，今天的平均住宅炉风扇每年消耗约1000千瓦时的电力。这占近10％的平均家庭电力使用的用途，使炉扇成为一个典型的家用电器最大的电力用户。

符合美国能源部新规定的电扇可以使每年的平均能耗降低40%，达到600千瓦时。加热炉制造商有几个杠杆可以实现这一目标，他们的工程团队正在评估每一个可能的选项，以尽可能低的成本满足这一新要求。似乎在几乎所有的情况下，炉代制造商都把他们的努力集中在他们的炉中最大的电力消耗:风扇电机。

DOE FER法规将推动电机需求恒定的扭矩ECM。来源：NIDEC.

从PSC到BPM电机的过渡

今天的大多数粉丝在燃气炉中包含PSC电机。这些电机的峰值效率为60％至65％。

通过切换到无刷永磁(BPM)电机，炉扇效率可以显著提高，其运行在大约82%的峰值效率。

虽然BPM电机提供了一个简单的途径来遵守FER，但目前市场上只有不到一半的熔炉使用BPM技术。这是因为在这个过程中有一些绊脚石。

最主要的是成本。风扇电机是熔炉中最昂贵的部件之一，一个现成的BPM电机的成本可能是它将要取代的PSC电机的三倍。这是一个转嫁给住宅客户的巨大成本。电炉OEM和电机制造商面临的挑战是找到尽可能降低成本的方法。

好消息是，通过合作，这两个行业正在为即将到来的能源部法规优化炉的性能。炉具oem一直在努力工作，以达到最佳的电机和风扇组合，以满足新的性能标准。

看看如何，首先了解PSC和BPM电机之间的根本差异很重要。

PSC电机是由线电压驱动的感应电机。它旨在做两个基本的东西：打开并关闭。电机速度由系统设计和安装静压决定;电源无法控制。

当观察PSC效率曲线时，效率峰值是在单一速度下实现的，当你离开这个最佳条件时，效率会迅速下降。相比之下，BPM效率曲线更高，而且在广泛的操作范围内相当平坦。效率曲线的差异表明，BPM电机在更大范围内的运行效率高于PSC。这一操作范围包括循环速度，这是PSC电机的一个低效率工作点，以及切换到BPM技术后的最大改进。

为了为炉扇设计PSC电机，换句话说，炉子OEM需要定义电机制造商它希望电机操作的精确速度和功率。然后，电机制造商将对这些规格设计电机，并将样品发送到炉OEM进行测试。如果需要调整电机的操作，OEM将识别新规格，制造商将创建一个新的样本。它可以采取几次以达到预期的结果，甚至可能需要修改鼓风机以适应PSC电机的需求。

有了BPM，加热炉oem不再需要通过多次迭代的PSC样品来实现理想的性能，因为BPM电机不仅更节能。由于它们是由电子驱动的，在开发硬件和软件的帮助下，电机性能的变化可以实时进行，从而大大缩短了电机开发时间。

不像PSC电机，BPM电机有电子速度和扭矩控制内置。它们由电子控制，以确保给定条件下的最佳气流。该控制旨在将单相能量转换为三相电源，通过修改电机输入的波形，即使在峰值条件下，也有可能比单相PSC电机提高约20个百分点的效率。

因为这些电机是由电子驱动的，所以也有可能通过整合到电机中的电子控制器来对它们的速度和扭矩进行编程。这对OEM产品开发人员来说是好消息，他们可以简单地定义所需的扭矩和速度设置，他们想要在电机。电子控制器与计算机连接，计算机与电子驱动器“通讯”，并自动将设置程序输入电机。如果需要改变速度或扭矩，电机可以简单地重新编程。

因为BPM电机具有与标准炉PSC电机相同的尺寸直径，所以它们也可以合并到大多数炉风扇中，而无需额外的设计更改OEM炉。

另一种方式，新的FER规则对OEM提供了意想不到的益处。通过鼓励使用BPM电机，监管还有助于缩短将新炉产品带到市场所需的时间。由于轻松编程BPM电机并调整其性能，电机选择将不再是新产品开发中的瓶颈。

分销商，市场和消费者的价值

虽然整车厂最容易受到新的FER法规的影响，但分销商、暖通空调承包商和其他售后市场公司应该会发现，随着转向BPM电机，他们自己的运营效率将会提高。

四个主要的BPM炉电机额定值- 1/3,1/2,3/4和1马力电机-可以发货到分销商预编程。此外，为实现更大的定制，分销商还提供了工具，允许对预编程的BPM电机进行重新编程，以匹配房主系统中的原始电机的性能。这大大简化了它们的库存需求。

住宅暖通空调承包商可能会获得更多收益。目前，如果这些承包商到现场进行服务呼叫，并发现一个失效的加热风扇电机，他们通常必须返回分销商更换电机。目前使用的PSC电机选择范围很广，因此很难在服务货车或卡车上携带正确的更换电机。

向BPM电机的转变应该会改变这个等式。暖通空调服务公司可以在他们的卡车上装载四种不同的型号，而不是装载几十台发动机。目前，行业正朝着让这些承包商能够自行编程BPM电机的方向发展。

我们现在提供与手机应用程序的承包商，他们可以用来在字段中编程电机。作为一个例子，如果承包商到达有失败的½HP电机的家庭，则技术人员只需读取失败的电机铭牌即可获得电机的部件号。然后，它们将编程工具插入½HP新电机，并将其连接到手机上的应用程序。稍后几种手指轻拍，新电机已通过正确的设置进行编程。

BPM电机的灵活性有望为承包商节省大量的时间和费用，以进行回程取正确的模型。房主们也应该欣赏更快的维修周转时间。

虽然对消费者来说，初始成本可能会更高，但随着时间的推移，新汽车将为自己带来更多回报。由于电炉风扇约占典型房主电力消耗的10%，与使用PSC电机的电炉相比，更高效的BPM风扇电机应该会产生明显的经济影响。除了对个人的影响，从宏观层面来看，它还将减少碳排放(能源部估计将减少1.8亿吨二氧化碳)，并减少对电网的需求。