بهبود هوادهي و عملكرد كولر آبي مجهز به موتور آهن‌ربا دائم بدون جاروبك با اصلاح روش كنترلي درايو و به‌كارگيري رويكرد كنترل توان

Performance Improvement of Evaporative Cooler Equipped with a Permanent Magnet Brushless Motor Using Power Control Method

كولرهاي آبي به‌عنوان يكي از كم‌بازده‌ترين و پرتعدادترين مصرف‌كنند‌گان توان الكتريكي در مناطق وسيعي از ايران مورد استفاده قرار مي‌گيرند. توجه اخير سازمان‌هاي ذي‌ربط دولتي به اصلاح اين مصرف‌كننده با اصلاح طراحي موتور و يا جايگزيني موتور تك‌فاز آن با موتورهاي با بازده بالاتر نظير موتور براشلس است. روش كنترلي موتور براشلس مورد استفاده در اين كاربرد، اغلب بر مبناي تنظيم سرعت و كار در سرعت يا سرعت‌هاي ثابت (مثلاً دو سرعت تند و كند) است. اما بررسي‌هاي آزمايشگاهي نشان مي‌دهد كه با توجه به ماهيت خاص بار كولري و مشخصۀ دبي فن‌كولر، مقدار هوادهي فقط به سرعت فن وابسته نيست. كولرهاي تجاري براي طول مشخصي از كانال طراحي مي‌شوند و در آن طول، دبي نامي خود را تحويل مي‌دهند. افزايش طول كانال كولر توسط مصرف‌كننده مي‌تواند سبب كاهش دبي هوا شود و عملاً به‌رغم صرف هزينه، هوادهي مطلوبي حاصل نشود. براي اصلاح اين مشكل، در اين مقاله روشي جديد براي ايجاد ثبات بيشتر دبي هوا پيشنهاد مي‌شود. براي اين منظور به‌جاي استفاده از رويكرد سرعت ثابت، موتور در حالت توان ثابت كنترل مي‌شود. در اين مقاله، جزئيات به‌كارگيري موتور براشلس در كاربرد كولر آبي، به‌ همراه نتايج تست يك موتور براشلس نيم اسب بخار (hp 0/5) ساخته‌شده توسط دستگاه دينامومتر ارائه و با نتايج تست موتور القايي تك‌فاز مقايسه مي‌شود. در ادامه، يك كولر آبي m3/h 5000 مجهز به اين موتور در آزمايشگاه مرجع تحت تست هوادهي قرار مي‌گيرد. تست هوادهي هم در حالت سرعت ثابت و هم در حالت توان ثابت انجام مي‌گيرد. نتايج حاصل در هر دو حالت، بيانگر برتري مطلق موتور براشلس بر موتور تك‌فاز در كاربرد كولري است و به‌كارگيري روش كنترلي توان ثابت عملكرد بهتري نسبت به حالت سرعت ثابت را براي كولر آبي رقم مي‌زند.

Evaporative coolers, as one of the least efficient and commonly used electrical power consumers, are used in different areas in Iran. Recent government agencies have focused on the improvement of this consumer by modifying motor designs or the replacement of the single-phase induction motors with higher-efficiency motors, such as brushless motors. The control method of brushless motor, used in this application, is often based on the speed control which is constant (for example, two speeds high and low). However, laboratory tests show that due to special characteristics of the cooler’s fan, the amount of air flow rate is not related to the fan speed alone. Commercial evaporative coolers are designed for a certain length of the channel that is able to deliver its nominal flow. Increasing the length of channel by the owner can reduce the airflow rate and practically, despite the paid cost, no good airflow rate can be achieved. To remedy this problem, a new approach is proposed in this paper to stabilize airflow rate. For this purpose, the motor, instead of using the constant speed control approach, is controlled in a constant power approach. The details of the requirement’s design, the application of brushless motor in the evaporative cooler, as well as the results of the test of a 0.5 hp (horse power) brushless motor using the dynamometer are presented. The results are compared with the results of a typical single-phase induction motor test. Afterwards, a 5000 m3/h evaporative cooler, equipped with brushless motor, is tested in the reference laboratory under airflow test. The test is carried out both in a constant-speed and in constant-power control approaches. The achieved results indicate the absolute superiority of brushless motor over single-phase induction motors;also the constant power control method has a better performance in comparison with a constant speed method.