Энергоэффективность стандарты и выбор электодвигателя 30. 2008 14
С целью снижения всемирного потребления энергии, Международная электротехническая комиссия разработала и опубликовала новый стандарт, IEC 60034-30
Введена соответствующая идентификация класса энергоэффективности в зависимости от регламентированного значения КПД. Новый стандарт определяет следующие международные классы энергоэффективности для трехфазных, асинхронных двигателей низкого напряжения для питания 50/60 Гц с диапазоном мощностей от 0. 75 кВт до 375 кВт
• IE1 = стандартный класс энергоэффективности ( «стандартный» класс КПД (аналог EFF2))
• IE2 = высокий класс энергоэффективности ( «повышенный» класс КПД (аналог EFF1))
• IE3 = высший класс энергоэффективности ( «премиум» класс КПД );
То есть существующий уровень взят за стандарт. Далее предполагается переходить на двигатели класса IE2, так как они сочетают в себе преимущества более высокой эффективности с более продолжительным сроком службы. IE2 двигатели более эффективны даже при частичной нагрузке, что позволяет настроить оборудование для работы в оптимальном режиме. Дополнительно IE2 двигатели производят меньше шума и меньше нагреваются. Следующим шагом планируется обязательный переход к 2015 году на двигатели класса IE2, работающие совместно с регулятором частоты, либо на двигатели класса IE3 («премиум»).
В техническою документацию и каталог продукции для односкоростных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором введена соответствующая идентификация класса энергоэффективности в зависимости от регламентированного значения КПД. При наличии нескольких вариантов одного и того же электродвигателя с разными классами КПД и выбора того или иного варианта ниже предлагается пример расчета экономической эффективности использования двигателя с более высоким классом энергоэффективности. Для расчета необходимо знать мощность, цену и КПД двигателей различных классов энергоэффективности, время работы двигателей за сутки, число рабочих дней в году и стоимость в рублях 1 кВтч электроэнергии. Таким образом можно рассчитать срок окупаемости в годах двигателя с более высоким классом энергоэффективности и годовая экономия электроэнергии от его использования в рублях.
При выборе того или иного варианта следует также помнить, что обмотка двигателя с более высоким классом энергоэффективности имеет меньший перегрев в процессе работы и, следовательно, такой двигатель имеет более высокий срок службы и перегрузочную способность.
Данный расчет рекомендуется производить при предпочтении в выборе электродвигателей различных производителей для оценки цены изделия (разовых затрат) и затрат при эксплуатации и их окупаемости. Более низкая цена изделия не должна быть приоритетным критерием выбора!!! Также необходимо помнить, что некоторые импортные и якобы российские производители умышленно завышают регламентированное номинальное значение КПД по отношению к фактически полученному по результатам испытаний с учетом допуска на номинальное значение.
Пример расчета экономической эффективности
применения энергоэффективных двигателей
Мощность двигателя, кВт 55. 0 55. 0Цена первого двигателя, руб 54327 54327Цена второго двигателя, руб 59231 67834КПД первого двигателя, % 92. 5 92. 5КПД второго двигателя, % 93. 5 94. 6Время работы за день, час 8 8Число рабочих дней в году 250 250Стоимость 1 кВтч, руб 1. 50 1. 50Срок окупаемости, лет 2. 57 3. 41 Дальнейшая прибыль, руб/год 1908 3960
Классы эффективности
Окончательные варианты стандартов DIN и Европейских стандартов основаны на стандарте IEC. Минимальные значения из Европейских стандартов введены в Правило ЕС, относящееся к внедрению Директивы 2009/125/ЕЕС для отдельных типов электродвигателей.
Коды классов
Введены следующие коды классов: IE1, IE2, IE3 и IE4. Эта система схожа с кодами IP, IM и IC, используемыми в электротехническом машиностроении уже много лет. IE означает «International Energy Efficiency Class» — международный класс энергоэффективности. Ожидается, что эта система найдет широкое применение.
Классы эффективности IE
- IE1 = Стандартная эффективность
- IE2 = Высокая эффективность
- IE3 = Премиум эффективность
- IE4 = Суперпремиум эффективность
- IE5 = (конкретное название не определено)
Сравнение классов энергоэффективности
Повышение класса энергоэффективности достигается, прежде всего, в асинхронной технологии за счет использования более активных материалов. С каждым увеличением КПД изменяется длина рамы двигателя и, при необходимости, размер рамы двигателя. Чтобы избежать скачков размеров двигателя, возможны различные варианты оптимизации, например, увеличение заполнения пазов за счет адаптированных обмоток, использование более качественных электрических ламинатов и, при необходимости, меди в качестве материала ротора сепаратора. На диаграмме показаны кривые зависимости КПД от мощности для двигателей IE2 — IE4 из сферы действия Постановления (ЕС) 2019/1781.
Исключения из классификационных требований IEC 60034-30-1
- Двигатели с управлением через преобразователь, которые нельзя запитывать непосредственно от сети.
- Двигатели, не поддающиеся непосредственному измерению, например, двигатели насосов со смачиваемыми роторами.
Сверхвысокая эффективность класса IE4/IE5 для новой технологии
Этот класс КПД описан в стандарте IEC 60034-30-1 для двигателей переменного тока с прямым сетевым управлением и в IEC TS 60034-30-2 для двигателей переменного тока с регулируемой скоростью. В стандарте IEC TS 60034-30-2 впервые указаны минимальные значения КПД для класса эффективности IE5.
Класс эффективности IE4 применяется ко всем типам сетевых электродвигателей переменного тока. Класс эффективности синхронных двигателей с постоянными магнитами Bauer для питания от инвертора был выведен из класса эффективности IE4/IE5, описанного в IEC TS 60034-30-2. Эти двигатели обычно оцениваются по крутящему моменту, а не по мощности. Общий КПД определяется с учетом рассеиваемой мощности в преобразователе и часто значительного выигрыша в процессе, достигаемого при регулировании скорости. Поэтому прямое сравнение двигателей с линейным управлением и двигателей с регулируемой скоростью не имеет смысла.
