Comparaison et contraste des moteurs PSC, ECM 2.3 et X13 HVACR

Cet article est destiné à clarifier et à expliquer le fonctionnement des moteurs ECM X13 actuellement utilisés dans certains équipements CVCR. De manière générale, trois types de moteurs sont utilisés dans les équipements de déplacement d'air.

Les moteurs PSC s'appuient sur le champ magnétique tournant généré par la tension alternative appliquée et le courant alternatif correspondant pour faire tourner le rotor. Le champ magnétique tourne à 3 600 tr/min (60 cycles par seconde). La vitesse du rotor est déterminée par le nombre de pôles ou d'enroulements dans le champ du moteur.

Vitesse du rotor = 3 600 / nombre de pôles x 2

Cette équation définit la vitesse appliquée du champ magnétique tournant, également appelée « vitesse synchrone ». En raison des pertes mécaniques et de la charge appliquée au rotor, il est impossible pour le rotor de tourner aussi vite que le champ magnétique. La vitesse de fonctionnement du moteur est donc inférieure à la vitesse synchrone. Par exemple, la vitesse synchrone d'un moteur à 6 pôles est de 1 200 tr/min, alors que la vitesse réelle du rotor peut être de 1 075 tr/min. Cette différence est appelée « glissement ». Un ventilateur se déplaçant plus que le débit d'air nominal (plus de charge) fera tourner le rotor un peu plus lentement que la vitesse nominale de 1 075 tr/min. Le blocage de l'air (augmentation de la pression statique) vers le ventilateur entraîne une charge moindre sur le ventilateur. La charge réduite appliquée au rotor permet au rotor d'essayer de rattraper le champ magnétique tournant, ce qui entraîne une plus grande vitesse (moins de glissement). Ainsi, le moteur PSC fait varier légèrement sa vitesse par rapport à la charge. Le changement de vitesse résultant subi par le rotor n'a pas besoin d'être pris en compte dans cette discussion. En fait, les moteurs PSC sont communément appelés moteurs à vitesse constante car la vitesse est principalement déterminée par le nombre de pôles dans les enroulements.

Résumé du moteur PSC : Ce sont des moteurs à vitesse constante qui réagissent aux changements de pression statique comme suit.

Une faible pression statique équivaut à plus de débit d’air. Plus de pression statique équivaut à moins de débit d’air. Étant donné que le moteur ne peut pas répondre aux changements de pression statique, une pression statique trop élevée entraîne une perte de débit d'air si drastique que des problèmes peuvent survenir. Reportez-vous à la courbe du moteur PSC (Figure 1) montrant les larges variations du débit d'air qui se produisent en raison des changements de pression statique.

Figure 1, cliquez pour agrandir.

COURBE MOTEUR PSC : Une courbe de moteur PSC montrant les larges variations du débit d'air qui se produisent en raison des changements de pression statique. (Avec l'aimable autorisation des distributeurs cfm

Le moteur à vitesse variable ECM 2.3 est également connu sous le nom de moteur à débit d'air constant. Il s'agit d'un moteur triphasé à courant continu (CC) programmé avec des informations spécifiques relatives à l'unité de traitement de l'air (fournaise ou appareil de traitement de l'air) dans laquelle il fonctionne. Il examine le couple, la vitesse du rotor et la puissance pour déterminer la quantité d'air qu'il déplace et est capable de compenser le glissement. Le champ magnétique rotatif est commuté électroniquement, peut être augmenté ou diminué selon les besoins pour maintenir un flux d'air correct, et est capable de le faire sur une large plage de pressions statiques. À mesure que la pression statique augmente, le débit d’air diminue. Cette réduction du débit d’air entraîne moins de travail.

Puisque le moteur recherche une quantité spécifique de travail à effectuer (débit d’air), il augmente sa vitesse jusqu’à ce que la quantité de travail correcte soit effectuée. Cette opération a donné naissance au terme « vitesse variable » car le moteur varie sa vitesse selon les besoins pour maintenir la quantité de travail attendue (débit d'air) pour laquelle il est programmé.

Parce qu'il est commuté électroniquement, il peut démarrer lentement et augmenter progressivement jusqu'à sa vitesse de fonctionnement et descendre lentement lors de l'arrêt, ce qui contribue à un fonctionnement très silencieux. En raison de ses capacités de programmation étendues et de sa capacité à répondre à plusieurs entrées et à fournir une large gamme de débits d'air en fonction de ces entrées, ce moteur doit être utilisé dans des équipements nécessitant une large gamme de débits d'air, tels que les fournaises modulantes. Il existe d'autres programmes uniques qui ne seront pas abordés dans cette discussion.

Résumé du moteur à débit d'air constant à vitesse variable ECM 2.3 : À mesure que la pression statique augmente, le débit d'air diminue. Le moteur étant programmé pour déplacer une quantité spécifique d’air, il augmente sa vitesse pour vaincre la pression statique jusqu’à ce que la quantité d’air correcte se déplace. Cela est possible grâce à la quantité importante de programmation placée dans le module moteur et à sa capacité unique à déterminer réellement la quantité de travail effectuée par le rotor. Les moteurs à vitesse variable ECM 2.3 sont capables de déplacer continuellement la bonne quantité d'air en faisant varier leur vitesse quelle que soit la pression statique jusqu'à leur limite de fonctionnement de 0,8 pouce de colonne d'eau.