Répondre aux nouvelles réglementations thermiques - Moteurs Brushless pour ventilations décentralisées
Le remplacement des moteurs à courant alternatif par des moteurs à courant continu sans balais permet d'économiser jusqu'à 80 % de la consommation d'énergie et de respecter les nouvelles réglementations thermiques
Quel est le meilleur moteur pour se conformer aux normes d'efficacité énergétique en vigueur?
L'objectif d'ASPINA était de répondre aux problématiques actuelles des fabricants de systèmes de ventilation décentralisés sur le marché européen.
En réponse à la crise climatique, l'UE a fixé un objectif de zéro émission nette de gaz à effet de serre d'ici à 2050. Au Royaume-Uni, les normes d'efficacité énergétique (The Future Homes Standard) sont révisées par étapes pour atteindre l'objectif gouvernemental d'émissions nettes nulles d'ici 2050. De nouvelles réglementations ont alors été annoncées en janvier 2021.
Notre idée était de remplacer les moteurs à courant alternatif par des moteurs à courant continu sans balais (Brushless) afin d’augmenter significativement l'efficacité énergétique. Les ventilateurs entraînés par des moteurs brushless peuvent économiser jusqu'à 80 % d’électricité par rapport aux ventilateurs entraînés par des moteurs à courant alternatif.
Comparaison de la consommation d'énergie des ventilateurs entraînés par un moteur BLDC et un moteur à courant continu.
ASPINA développe un moteur brushless triphasé dont les vibrations sont 25% inférieures à celles des moteurs monophasés
Les dernières révisions des réglementations européennes en matière de construction visent à améliorer l'isolation et l'étanchéité à l'air des bâtiments, afin de maintenir un environnement de vie sain.
Pour la ventilation des cuisines et des salles de bains, les points suivants doivent être pris en compte:
- Une fois l’air traité, il doit être évacué sous haute pression vers l’extérieur de l’habitat
- Pour une plus grande liberté dans la conception de l’habitat, les conduits d'évacuation de l'air doivent être adaptés de manière plus individuelle à la structure du bâtiment (Pouvant donner des conduits plus longs ou avec plus de coudes).
- Le système de ventilation a besoin de puissance pour faire face à la contre-pression de l'air extérieur.
- Il est nécessaire de réduire la consommation d'énergie non seulement pour la ventilation, mais aussi pour le chauffage et le refroidissement, le contrôle de l'humidité, etc.
Afin de répondre à ces nouvelles normes, il était nécessaire d'augmenter le couple du moteur et la vitesse de rotation des ventilateurs décentralisés tout en assurant un rendement exceptionnel du moteur. L'équipe de développement d'ASPINA a relevé le défi et a commencé à développer un moteur brushless adapté aux systèmes de ventilation décentralisée et conforme à la réglementation pour les habitations.
Il existe deux types de moteurs brushless: les monophasés et les triphasés. Les moteurs monophasés utilisent deux bobines, tandis que les triphasés en utilisent trois (U, V, W). Les moteurs monophasés ont moins d’encoches et donc moins de temps de commutation que les moteurs triphasés. Il en résulte un plus grand nombre d'oscillations de la bobine à chaque commutation. Par conséquent, les moteurs brushless monophasés ne sont pas stables à des vitesses de rotation élevées, causant ainsi une augmentation des vibrations. Les moteurs brushless triphasés sont plus adaptés aux systèmes de ventilation décentralisés. Ils génèrent moins de vibration lorsqu’ils tournent à haute vitesse (caractéristiques nécessaires pour faire face à la contre pression de l’air liée à l’installation). Nous avons par conséquent décidé de développer un moteur brushless triphasé, qui comporte plus d’encoches, et donc un plus grand nombre de commutations par rotation et moins de vibrations du moteur à des vitesses de rotation élevées.
De gauche à droite: moteur brushless monophasé à 4 pôles et moteur brushless triphasé à 12 pôles.
Afin de réduire encore davantage les vibrations et l'efficacité énergétique, ASPINA a décidé d'utiliser un régime sinusoïdal pour le moteur. Il existe deux types de systèmes d'entraînement de moteur : l'entraînement sinusoïdal et l'entraînement à ondes rectangulaires. Par rapport à l'entraînement à ondes rectangulaires, (qui fait varier la tension de la bobine dans une onde rectangulaire), l'entraînement sinusoïdal (qui fait varier la tension de la bobine dans une onde sinusoïdale), permet une rotation plus douce. C'est pourquoi les moteurs utilisant l'entraînement sinusoïdal ont un niveau de vibration et de bruit inférieur à celui des moteurs utilisant l'entraînement à ondes rectangulaires, tout en ayant un meilleur rendement énergétique.
Forme d'onde pour un entraînement sinusoïdal
Forme d'onde à l'entraînement à ondes rectangulaires
L'entraînement sinusoïdal est commandé par modulation de largeur d'impulsions et peut modifier la vitesse de rotation de manière linéaire. Cela signifie qu'il est possible non seulement de régler une myriade de vitesses de rotation, mais aussi de rendre l'ensemble du ventilateur plus silencieux en évitant sa vitesse de rotation résonnante dans le programme du ventilateur.
Avec le nouveau moteur brushless triphasé à entraînement sinusoïdal, ASPINA a effectué un test de vibration par rapport à un moteur brushless monophasé provenant d'un ventilateur existant sur le marché. Le moteur brushless triphasé à entraînement sinusoïdal d'ASPINA présentait 60 % de vibrations en moins à 1 500 tr/min par rapport au moteur monophasé, ce qui permettait largement de répondre aux exigences élevées des nouvelles normes.
Comparaison des vibrations entre les moteurs BLDC monophasés et triphasés
Les nouveaux moteurs ASPINA réduisent le temps de développement des fabricants de ventilateurs de ventilation décentralisés
Le développement d'un nouveau produit ou le remplacement d’un composant actuel demande beaucoup d’investissement. L'utilisation d'un moteur brushless triphasé à la place d'un moteur à courant continu ou d'un moteur brushless monophasé nécessite la conception d'un driver, ce qui prend un certain temps. Cependant, les normes d'efficacité énergétique continuent de progresser et les demandes de produits à haut rendement augmentent. Le développement en temps voulu d'un produit conforme à la réglementation de l’habitat est crucial pour les fabricants.
Lors du développement du moteur pour les ventilateurs décentralisés, l'équipe marketing d'ASPINA a choisi des moteurs brushless triphasés dans la gamme existante DR-29312 et DR-24312 et les a adapté pour qu'ils aient un driver intégré. Cela évite aux fabricants d'avoir à en développer un nouveau. Ces nouveaux moteurs à driver intégré utilisent l’entraînement sinusoïdal, ce qui permet de réduire les vibrations et les bruits acoustiques, même à des vitesses de rotation élevées.
ASPINA s'efforce de comprendre les besoins réels des fabricants et les demandes des consommateurs lorsque nous développons nos moteurs. Lors de leur conception, la problématique ne se trouvait pas seulement dans l’économie d’énergie, mais aussi dans l’augmentation des vitesses de rotation. Cet élément était très important dans la recherche sur ce moteur. Un délai de développement court est également un facteur important lorsqu'il s'agit de se conformer à une réglementation entrant en vigueur. La personnalisation rapide de notre gamme de moteurs existants a été rendue possible grâce à notre expérience et notre savoir-faire de plus de 50 ans en matière de développement sur-mesure de moteurs et de drivers.
ASPINA poursuit sa collaboration avec les fabricants de systèmes de ventilation décentralisée pour la mise au point de produits respectueux de l'environnement
La révision des normes de l’habitat joue un rôle important dans l’aménagement de bâtiments adaptés aux développements durables et pour atteindre l'objectif 0 émission de Co2 d'ici 2050. Cet objectif étant très ambitieux, il est essentiel que tous les produits associés soient conformes à ces réglementations.
Les moteurs brushless triphasés d'ASPINA dédiés aux systèmes de ventilation décentralisée ont été développés avec des niveaux d'efficacité énergétique et de performance permettant de respecter les normes les plus exigeantes, même si elles devaient être révisées à l'avenir.
Nous partageons le même objectif que nos clients et nous continuerons à vous aider à développer des produits respectueux de l'environnement qui répondent aux exigences actuelles liées au développement durable.
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