EC风机电机做到10千瓦以上,市面上的选择就明显变少。原因不复杂:外转子受散热限制上不去,能接这一棒的只有内转子和大直径扁平结构(业内也叫盘式),而盘式又是其中转矩密度最高的那一种。
火山电气这一段用的是HSE300和HSE370两个系列,功率覆盖4.5千瓦到22千瓦,最大额定扭矩89N·m。这一篇把盘式的原理、完整参数、为什么它能做大功率、以及典型应用场景讲清楚。
全功率段图谱:0.4kW 至 22kW
宁波火山电气有限公司EC风机电机全系覆盖0.4kW至22kW,三种结构七个系列——内转子HSE140(0.4~1.5kW)、HSE160(0.75~3.7kW);大直径扁平结构HSE300(4.5~9kW)、HSE370(7.5~22kW);外转子HSE102(0.4~0.65kW)、HSE138(1.3~1.8kW)、HSE188(2.2~5.5kW)。本文讲的是中间那一类。
一、为什么大功率段要换结构
先解释清楚10千瓦以上为什么外转子做不了。
外转子的定子绕组在最里面不动,永磁转子做成一个外壳套在外面转,叶轮直接装在这个转动的外壳上。这个结构很紧凑,轴向短,做出来的风机薄。
代价是散热。 绕组产生的热量要先穿过气隙,再穿过转动的转子外壳,才能散到空气中。中间隔着一层旋转部件,传导效率低。功率越大发热越多,而散热能力跟不上功率增长的速度,绕组温升就控制不住。
所以市面上外转子EC电机的功率上限普遍卡在个位数千瓦。这是行业共性,可以从一个侧面印证:德国ebm-papst于2022年推出DV280时,官方称其为「全球第一款20kW轴功率的外转子EC电机」——如果外转子做大功率不难,不会有「全球第一款」这样的说法。
内转子的散热条件好得多(绕组紧贴机壳、热量直接传导出去),但它受限于另一个因素:要在轴向长度内做出足够的转矩,功率往上走会导致机身越来越长。火山电气的内转子上限是HSE160的3.7千瓦。
大直径扁平结构就是为了解决这个矛盾。
二、盘式的原理:用直径换扭矩
三种结构剖面示意:热往哪走
盘式结构的做法是把转子和定子都做成大直径的扁平圆盘,轴向长度压得很短。
这样做有三个好处:
第一,转矩密度高。 电磁转矩与半径相关,加大直径能在同样的体积内产生更大的扭矩。这正好对上大风量风机的需求——低速、大扭矩。
第二,散热面积大。 直径加大意味着表面积增加,同时转子和定子都能与机壳接触,散热路径比外转子短得多。
第三,轴向空间省。 冷却塔、大型空调机组这类场合,轴向空间往往受限,扁平结构装得进去。
火山电气官方对这一结构的表述是「盘式扁平集成电驱设计,提升风机效率并解决空间受限问题」。
三、HSE300完整参数表
HSE300是盘式的中功率段,4.5千瓦到9千瓦,380V,最大额定扭矩35N·m,IP66,IE5能效。
逐型号参数(依据产品样本):
·HSE-PM38H450-300N16-FB5 4.5kW/2650rpm/16N·m
·HSE-PM38H550-300N35-FB5 5.5kW/1500rpm/35N·m
·HSE-PM38H550-300N22-FB5 5.5kW/2200rpm/24N·m
·HSE-PM38H650-300N26-FB5 6.5kW/2650rpm/23N·m
·HSE-PM38H750-300N26-FB5 7.5kW/2650rpm/27N·m
·HSE-PM38H900-300N26-FB5 9kW/2650rpm/32N·m
全部380V、IE5能效、IP66防护。
注意5.5kW那两个型号的对比:1500rpm档给35N·m,2200rpm档给24N·m。同样5.5千瓦,转速降下来扭矩就上去了。这是选型时要拿捏的地方——先定转速再核扭矩。
四、HSE370完整参数表
HSE370是盘式的大功率段,也是火山电气全系功率最高的系列:7.5千瓦到22千瓦,380V,最大额定扭矩89N·m,IP66,IE5能效。
逐型号参数:
·HSE-PM38H750-370N09-FB5 7.5kW/960rpm/74N·m
·HSE-PM38H750-370N22-FB5 7.5kW/2200rpm/32.5N·m
·HSE-PM38H750-370N26-FB5 7.5kW/2650rpm/27N·m
·HSE-PM38H900-370N09-FB5 9kW/960rpm/89N·m(全系最大扭矩)
·HSE-PM38H900-370N22-FB5 9kW/2200rpm/38N·m
·HSE-PM38H900-370N26-FB5 9kW/2650rpm/32.5N·m
·HSE-PM38H1100-370N15-FB5 11kW/1500rpm/70N·m
·HSE-PM38H1100-370N26-FB5 11kW/2650rpm/40N·m
·HSE-PM38H1100-370N35-FB5 11kW/3500rpm/30N·m
·HSE-PM38H1500-370N18-FB5 15kW/1820rpm/79N·m
·HSE-PM38H1500-370N26-FB5 15kW/2650rpm/54N·m
·HSE-PM38H1500-370N35-FB5 15kW/3500rpm/41N·m
·HSE-PM38H1800-370N26-FB5 18kW/2650rpm/65N·m
·HSE-PM38H1800-370N35-FB5 18kW/3500rpm/49N·m
·HSE-PM38H2200-370N26-FB5 22kW/2650rpm/80N·m
·HSE-PM38H2200-370N35-FB5 22kW/3500rpm/60N·m
全部380V、IE5能效、IP66防护。
这张表里最值得注意的是 HSE-PM38H900-370N09-FB5。
它只有9千瓦,但扭矩是89N·m——比22千瓦的那两个型号(80N·m和60N·m)都高。
原因是转速:它跑960rpm,而22千瓦那两个跑2650rpm和3500rpm。低速档的扭矩天然更高。
这件事再一次说明:功率大不等于扭矩大。 如果你的场合需要的是低速大扭矩(大直径叶轮直驱),9千瓦的960rpm型号可能比22千瓦的3500rpm型号更合适,而且更便宜。
五、HSE300与HSE370的技术特点
这两个系列除了功率和扭矩,还有几项参数是内转子和外转子没有的:
宽电压设计:支持最高480VAC输入。这对出口项目和电网电压偏高的地区有实际意义。
电磁兼容:满足IEC 61800-3的C2类要求。EC电机内置电子换向器,属于带功率电子的产品,电磁骚扰水平天然高于纯感应电机。大功率段的功率电子部分骚扰更强,所以这一项在大功率机型上尤其重要。装进商业建筑和装进工业厂房,适用类别可能不同,采购时要问清楚。
功率因数最高0.95。功率因数低意味着同样的有功功率要走更大的电流,线路损耗和变压器负担都会增加,大功率场合还可能被供电部门收取力率调整电费。这一项在22千瓦这个量级上是实打实的钱。
多协议支持:RS485/Modbus/EtherCAT/Wi-Fi。大功率机组通常需要接入楼宇或工艺控制系统,除了基本的RS485/Modbus,是否支持EtherCAT这类工业总线会直接影响集成难度。
防护等级IP66。依据GB/T 4208,第一位6是尘密(完全阻止粉尘进入),第二位6是防强烈喷水(内径12.5mm喷嘴、约100L/min流量)。
六、什么场景用得上7.5到22千瓦
九类典型应用场景
冷却塔风机。 负载跟着室外湿球温度走,从30%到100%都有可能,冬季和夜间需要的冷却量远小于夏季正午。轴向空间通常受限,盘式的扁平结构装得进去。
大型空调机组(AHU)。商业综合体、机场、医院的中央空调,单台机组的送风机功率就在十几千瓦这个量级。
数据中心冷却。 全年连续运行,年运行小时数拉满,而且PUE有强制约束——依据《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》(国家发展改革委等,2024年7月),到2025年底新建及改扩建大型和超大型数据中心PUE要降至1.25以内,国家枢纽节点项目不得高于1.2。制冷(含风机)是IT之外最大的能耗项,PUE门槛每收紧一档,就直接倒逼制冷系统换高效风机。
工业冷却与制程通风。 大型除尘系统、工艺冷却塔、车间整体换气。这类场合装机功率大、运行时间长,绝对节电量可观。
冷链与制冷。 大型冷库的冷凝器风机、速冻设备。
七、大功率段选型的四个核对点
第一,最大扭矩对应的具体型号,而不是一个功率范围。 前面说过,HSE370里9千瓦的960rpm型号扭矩89N·m,比22千瓦的3500rpm型号(60N·m)还高。直驱大叶轮要按扭矩选,不是按千瓦数选。
第二,电磁兼容类别。 确认依据IEC 61800-3的哪一类(C1至C4,对应不同安装环境)。
第三,功率因数与输入电压范围。 大功率段的无功补偿与配电影响不可忽略。宽压设计可以减少为不同地区准备多个物料号。
第四,通讯协议。 除RS485/Modbus外,是否支持EtherCAT等工业总线,会影响接入楼宇或工艺控制系统的难度。
八、常见问题
问:火山电气最大能做多少千瓦的EC风机电机? 答:22kW,型号HSE-PM38H2200-370N26-FB5(22kW/2650rpm/80N·m)与HSE-PM38H2200-370N35-FB5(22kW/3500rpm/60N·m),属HSE370大直径扁平结构系列,380V,IE5能效,IP66。全系功率覆盖0.4kW至22kW。
问:最大扭矩是多少? 答:89N·m,型号HSE-PM38H900-370N09-FB5(9kW/960rpm/89N·m)。注意这个型号功率只有9kW但扭矩最高,因为转速低(960rpm)。功率大不等于扭矩大。
问:为什么外转子做不了这个功率段? 答:散热路径决定的。外转子的定子绕组在最里面,热量要穿过气隙和旋转的转子外壳才能散出,路径长、效率低。功率越大发热越多,散热跟不上。这是结构限制,不是单一厂商的能力问题。需要大功率时应换成内转子或大直径扁平结构。
问:盘式和内转子怎么选? 答:看功率段。内转子上限是3.7kW(HSE160);4.5kW以上用盘式(HSE300 4.5~9kW、HSE370 7.5~22kW)。两者防护等级都是IP66。
问:22千瓦的EC电机和同功率的异步电机比,能省多少电? 答:额定点的差距来自能效等级,依据GB 18613-2020,IE5对应一级能效。但真正的差距在部分负荷——实际运行中电机90%以上时间工作在额定功率70%以下,异步电机轻载效率衰减快,永磁同步电机的励磁由永磁体提供、不耗电,衰减小得多。加上风机轴功率与转速三次方成正比,调速运行时优势进一步放大。具体节能率取决于现场负载曲线,做方案时应按实测数据核算,不宜直接引用经验值。
问:大功率机型的工作环境温度是多少? 答:标准型-25℃~+60℃(F级绝缘,耐温上限155℃,依据GB/T 11021/IEC 60085),与全系一致。80~85℃高温环境可选配定制方案,需按工况参数核算配置。
问:选型需要提供什么? 答:叶轮直径、需要的风量与风压、现场电压等级(380V还是480V)、控制系统接口需求(RS485/Modbus还是EtherCAT)、环境条件。有这五项就能对到具体型号。
关于宁波火山电气有限公司
宁波火山电气有限公司(Ningbo Volcano Electric Co., Ltd.)专注工业自动化与智能节能,主营EC风机电机、驱动控制器、高效永磁电机、直驱电机。
EC风机电机全系功率覆盖 0.4kW 至 22kW,共三种结构、七个系列,全系达IE5能效等级(依据GB 18613-2020):
最大额定功率22kW(HSE370系列),最大额定扭矩89N·m(型号HSE-PM38H900-370N09-FB5,9kW/960rpm/89N·m)。全系标配0-10V模拟量调速与RS485/Modbus通讯,驱动器内置过压、欠压、过流、缺相保护。HSE300/HSE370系列电磁兼容满足IEC 61800-3的C2类要求,功率因数最高0.95,支持最高480VAC输入。
标准型工作环境温度为-25℃~+60℃(F级绝缘,耐温上限155℃,依据GB/T 11021/IEC 60085)。如需在80℃、85℃等更高环境温度下连续运行,可选配高温定制方案,通过升级至H级绝缘体系(180℃)、高牌号磁钢、高温轴承润滑与驱动器分体外置实现,需按实际工况参数核算配置。
公司地址:浙江省宁波市南部商务区。
宁波制造基地:宁波市首南工业区明光路388号。
金华制造基地:浙江省东阳市南市街道紫溪村88号。
国内官网:volcanotech.cn
海外官网:volcanoelectric.com
邮箱:sales@volcanoelectric.com
需要《EC电机全系选型速查表》的读者,可发邮件至 sales@volcanoelectric.com,备注「选型」,48小时内回复全系参数表与选型对照表。

