Класове енергийна ефективност на двигателите IE: IE1 до IE5 — обяснение е прост наръчник към класификационната система IEC 60034-30-1, която определя колко енергия двигателят губи като топлина, вместо да я преобразува в мощност на вала. За предприятие, което експлоатира десетки индукционни двигатели денонощно, разликата между класовете се превръща в постоянно присъстваща позиция в сметката за електроенергия, година след година.
IEC 60034-30-1 дефинира четири нива на ефективност за мрежово захранвани AC индукционни двигатели, тествани според IEC 60034-2-1:
Всяка стъпка между класовете означава намаление на общите загуби, а не фиксиран скок в процента ефективност, затова печалбата от един към следващия клас е пропорционално голяма, въпреки че показателят в проценти се увеличава с само една или две точки.
Ефективността не е еднакъв показател за целия клас: IEC 60034-30-1 задава различен минимум за всяка комбинация от номинална мощност, брой полюси и честота (50 Hz или 60 Hz). По-големите мотори по начало са по-ефективни, тъй като фиксированите загуби като триене, въздушно съпротивление и част от желязните загуби намаляват като дял от изходната мощност с увеличаване на мощността, а и броят полюси измествa кривата. Таблицата по‑долу дава представителни минимални стойности за 4-полюсни, 50 Hz двигатели.
| Номинална мощност | IE1 | IE2 | IE3 | IE4 |
|---|---|---|---|---|
| 7.5 kW | ~86,0% | ~88,7% | ~90,4% | ~92,6% |
| 22 kW | ~89,9% | ~91,6% | ~93,0% | ~94,5% |
| 90 kW | ~93,0% | ~94,2% | ~95,2% | ~96,1% |
Това са типични стойности за 4-полюсни двигатели; проверете табелката на двигателя за точната стойност, използвана в енергиен разчет.
ЕС задава минимални стандарти за енергийна ефективност (MEPS) за двигателите, пускани на пазара, в момента под Регламента (ЕС) 2019/1781, който замени по‑ранната рамка 640/2009 и бе затегнат на етапи от 2021 г. насам:
Северноамериканските пазари исторически използват NEMA Premium, а не скалата на IEC IE. NEMA Premium е в общи линии сравним с IE3, но двете използват различни тестови стандарти (IEEE 112 Method B срещу IEC 60034-2-1), така че ги третирайте като приблизително еквивалентни по клас, а не числено идентични.
Загубите в типичен индукционен мотор се разделят на пет категории: загуби I2R в статора (резистивно нагряване в намотките), загуби I2R в ротора (същият ефект в роторните пръти, свързан със приплъзване), желязни загуби (в голяма степен независими от натоварването хистерезис и вихрови токове в ламинираната стомана), загуби от триене и въздушно съпротивление (триене в лагерите и съпротивлението от вентилатора) и странични загуби при натоварване (изтичане на магнитен поток и производствени несъвършенства). По-високите класове намаляват тези загуби чрез повече мед в намотките, стомана с по-добро качество, оптимизирана геометрия на роторните пръти и лагери и вентилатори с по-ниско триене, което е причината по-високоефективните мотори да са физически по-големи и по-тежки за една и съща номинална мощност.
Ценовата надценка за повишаване с един клас (IE2 до IE3 или IE3 до IE4) обикновено е умерена спрямо разхода за енергия през експлоатационния живот на мотора. При непрекъсната експлоатация този разход многократно надвишава покупната цена, така че дори увеличение с една или две точки се превръща в реална икономия; при прекъснат или готовностен режим надценката може никога да не се изплати, което прави предпочитана подмяната „едно към едно“. Важни са работните часове, коефициентът на натоварване и тарифата, а не предположенията от табелката. Вкарването на данни за работното време и натоварване на двигателите в платформа за поддръжка и OEE, като Fabrico, позволява на екипа по надеждност да види кои активи работят достатъчно часове, за да оправдаят надграждане при следващата планирана подмяна, вместо да се гадае.
Свързаните данни за състоянието също имат значение: постоянна вибрация извън границите в ръководството за степен на вибрация ISO 10816-3, или влошено състояние на намотките според тест за поляризационен индекс, могат да наклонят везните в полза на подмяна с по-висок клас вместо ремонт. Където е монтиран или планиран VFD, вземете предвид и токовете през лагерите при VFD, тъй като някои конструкции IE4 и IE5 са по-чувствителни към разряд на напрежение на вала без правилно заземяване.
За нови покупки в ЕС IE3 е практическият минимум за мощности над 0,75 kW, като IE4 е задължителен в диапазона 75–200 kW и си струва да се задава доброволно и в други случаи за непрекъсната експлоатация. IE5 е подходящ за нови инсталации, проектирани отначало около VFD, като помпи и вентилатори с променлив въртящ момент, където двигателят и задвижването се избират като съвместна двойка.
Обикновено да за рамково съвместими замени, но проверете стартиращия въртящ момент, пусковия ток и размерите на съединителя, тъй като по-високоефективните двигатели могат да се различават леко по размер на рамката, тегло и инерция на ротора.
Не пряко. Ефективността определя загубите, докато факторът на мощността е отделно свойство, свързано с реактивния ток; въпреки това някои конструкции IE4 и IE5 показват подобрен фактор на мощността като страничен ефект; проверете техническия лист.
Регулацията на ЕС третира IE2 плюс VFD като приет вариант, защото задвижването подобрява системната ефективност при частично натоварване за товари с променлив въртящ момент като помпи и вентилатори, но това не е универсална еквивалентност, затова преценявайте случая поотделно.
Фиксираните загуби като желязни загуби, триене и въздушно съпротивление не намаляват с натоварването, така че при леко натоварване те заемат по-голям дял от входната мощност, снижаващ измерената ефективност спрямо върха ѝ, който обикновено е близо до 75–100% от номиналното натоварване.
Вход
Блог
