Wirniki można spotkać w elektrowniach wiatrowych, wodnych, pompach, prądnicach i wentylatorach, na których skupiać się będzie poniższy artykuł. Wciąż rozwijający się przemysł i nowoczesne technologie wymuszają na projektantach tworzenie nowych, dostosowanych do aktualnych warunków mechanizmów i konstrukcji. Obecnie wyróżnia się cztery rodzaje wentylatorów: osiowe (śmigłowe, normalne, przeciwbieżne, strunowe), promieniowe (normalne, bębnowe i poprzeczne), osiowo-akcyjne i diagonalne. Jeśli wentylatory klasyfikowane byłyby ze względu na sposób zabudowy wentylatora, można mówić o wentylatorach ssących, tłoczących i ssąco-tłoczących. Wentylatory nie mogłyby pracować, gdyby nie obracający się wirnik, będący silnikiem napędzającym maszynę do pracy. Działanie wirnika (silnika) możliwe jest dzięki dostarczeniu do niego energii elektrycznej. Rozwój wentylatorów i wywierana na konstruktorach presja dostosowywania urządzeń do aktualnych potrzeb sprawiła, że silniki wykorzystywane do napędzania wentylatorów ewoluowały. Obecnie wyróżnia się trzy typy technologii odpowiedzialnych za pracę wirników: AC, DC i EC. To, która z nich zostanie wykorzystana, zależy od przeznaczenia maszyny i dostępnego rodzaju zasilania.

Co to jest technologia AC?

AC to akronim od angielskich słów alternating current, czyli prąd przemienny. Charakterystyczne dla prądu przemiennego są okresowe, powtarzalne zmiany wartości chwilowych. Często mówi się, że jest to prąd sinusoidalny, ponieważ wykres zmienności przypomina sinusoidę.
Większość osób ma do czynienia z prądem przemiennym na co dzień – to właśnie ten rodzaj napięcia zasila energią elektryczną urządzenia użytku codziennego. Napięcie prądu „obecnego” w gniazdku najczęściej wynosi 230 V lub – rzadziej – 115 V.
Technologia AC przez lata służyła do napędzania wentylatorów. Silniki, których działanie opiera się na prądzie przemiennym, wykorzystują fale do inicjowania obrotów wirnika. Niezaprzeczalną zaletą wentylatorów wyposażonych w technologię AC jest łatwa dostępność, ponieważ są one masowo produkowane. Ze względu na brak wbudowanej elektroniki kontrolującej działanie wirnika, silniki AC nie sprawdzają się jednak w bardziej skomplikowanych konstrukcjach, przez co ich wykorzystywane jest ograniczone.

Co to jest technologia DC?

W odróżnieniu od prądu przemiennego, skrót DC oznacza prąd stały (ang. direct current). Jego nazwa wywodzi się od zmienności – a właściwie jej braku – wartości chwilowych. Charakterystyczne cechy prądu stałego to stały zwrot i kierunek przepływu. Na uproszczonych wykresach przedstawiany jest jako linia prosta. Napięcie prądu stałego może wynosić 5, 12, 24 lub 48 V.
Silniki wykorzystujące technologię DC wymagają mechanicznego komutatora lub elektroniki do zainicjowania obrotu. W przeciwieństwie do technologii AC, DC umożliwia kontrolę prędkości obrotowej. Jest to możliwe poprzez regulację pobieranego przez silnik prądu lub – w przypadku wyposażenia w elektronikę – sygnału PWM.
W porównaniu z technologią AC, silniki DC cechują się dłuższą żywotnością, mniejszym poborem energii, a także szerokim zakresem osiągów. Cechy te sprawiły, że technologia DC jest dość szeroko wykorzystywana w przemyśle.

Co to jest technologia EC?

Zarówno technologia AC, jak i DC nie są pozbawione wad, posiadają jednak niezaprzeczalne i niezwykle użyteczne zalety. Nic dziwnego, że w głowach inżynierów i konstruktorów pojawiło się pytanie, dlaczego by nie stworzyć technologii łączącej zalety AC i DC? W ten sposób powstała technologia EC, czyli electronically commutated (elektronicznie komutowane). Są to silniki, w których rotacja inicjowana jest jedynie przez elektronikę. Mechanizm działania technologii EC jest dość prosty – wewnętrzna elektronika konwertuje wejściowe napięcie AC na napięcie DC. Ta nowatorska konstrukcja cieszy się coraz większą popularnością, ponieważ zastosowanie technologii EC umożliwia stworzenie wysoce wydajnych silników. Nie jest to jednak ich jedyna zaleta. Wirniki wyposażone w technologię EC – dzięki swojej spójnej konstrukcji – pozwalają osiągać wysoką efektywność, w całym spektrum działania. Konstrukcja oparta na elektrycznych układach rozdziału napięcia do cewek, wyeliminowała zużywające się elementy konstrukcyjne, dzięki czemu wydłużyła się żywotność silników. Silniki EC pracują oszczędnie oraz wydzielają mniej ciepła niż silniki DC i AC, a jednocześnie osiągają wysoki moment obrotowy, nawet przy pracy na niskich obrotach. Układ nie wymaga obsługi, a mimo to daje użytkownikom możliwość pełnego sterowania zarówno jednym, jak i połączonymi w sieć wirnikami.

Podsumowanie

Posuwający się coraz dalej rozwój technologiczny, niejako wymusza na projektantach, inżynierach i konstruktorach poszukiwanie nowych możliwości i rozwiązań. Coraz lepsze i wydajniejsze technologie stosowane są zarówno w różnych sektorach przemysłu, jak i urządzeniach komercyjnych. Technologia EC łączy w sobie zalety wirników napędzanych prądem stałym i przemiennym – niskie zużycie energii, szeroki zakres osiągów i możliwość kontroli prędkości obrotowej. Praktycznie bezobsługowe wirniki nie posiadają zużywających się, wymiennych elementów, dzięki czemu charakteryzują się długą żywotnością, wysoką niezawodnością i bardzo niską awaryjnością. Konstrukcja umożliwia również wysoką efektywność i sprawność pracy silnika, a także mniejszy rozmiar przy tej samej mocy (w porównaniu do silników AC i DC). Warto jednak pamiętać, że mimo żywego zainteresowania technologią EC, każdy ze sposobów zasilania ma swoje zalety. To, który z nich zostanie wykorzystany przy projektowaniu urządzenia, zależy m.in. od kosztów produkcji, pożądanego rozmiaru, a co najważniejsze – przeznaczenia produktu, a nie aktualnej mody i upodobań projektanta.