單速三相籠型感應(yīng)電動機能效分級標(biāo)準(zhǔn)宣貫上海電器科學(xué)研究所有限公司李秀英課件

1、IEC60034-30單速三相籠型感應(yīng)電動機能效分級（IE代碼）標(biāo)準(zhǔn)宣貫李秀英上海電器科學(xué)研究所(集團)有限公司2009年9月24日一、制訂IEC60034-30的背景世界各國的工業(yè)電動機消耗了其發(fā)電量的3040的電能。因此提高整個驅(qū)動系統(tǒng)的效率（如電動機和調(diào)速驅(qū)動）包括應(yīng)用（或過程）是節(jié)能領(lǐng)域主要關(guān)心的問題。通過系統(tǒng)優(yōu)化其節(jié)能潛力約在3060的范圍內(nèi)。 根據(jù)國際能源署電動機工作組2006年7月的報告，電動機通過改善效率結(jié)合變頻調(diào)速可以節(jié)約世界范圍內(nèi)的總7的電能。粗略統(tǒng)計其中1/41/3的節(jié)約來自于改善電動機的效率。剩余的部分來自新系統(tǒng)的改善。 目前有許多不同的籠型感應(yīng)電動機的能效標(biāo)準(zhǔn)在使用（

2、NEMA，EPACT，CSA，CEMEP，COPANT，AS/NZS，JIS，GB等等），新的標(biāo)準(zhǔn)也還在制定。這對于一個全球化的市場來說，不同的國家不同的標(biāo)準(zhǔn)勢必增加了制造商的設(shè)計和制造難度。 在此背景下，國際電工技術(shù)委員會提出制訂一個電動機能效標(biāo)準(zhǔn)，以 協(xié)調(diào)全球電動機的能效分級標(biāo)準(zhǔn)。 在IEC 60034-30標(biāo)準(zhǔn)制定工作組成立之際，全國旋轉(zhuǎn)電機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書處派出上海電器科學(xué)研究所（集團）有限公司2名專家參加該國際標(biāo)準(zhǔn)制定工作組，以協(xié)調(diào)和反映我國電機行業(yè)的實際情況，在國際標(biāo)準(zhǔn)的制訂過程中掌握了話語權(quán)。同時也了解了許多國外先進(jìn)公司的相關(guān)信息，加強和建立了合作和溝通的渠道。參加IEC60

3、034-30標(biāo)準(zhǔn)制定工作組第一次工作組會議：2006年10月在德國法蘭克福第二次工作組會議：2007年5月在美國華盛頓第三次工作組會議：2008年3月在南非第四次工作組會議：2009年2月在中國上虞2008年10月，IEC批準(zhǔn)發(fā)布了該標(biāo)準(zhǔn)2009年7月23日歐盟已通過決議： 到2011年6月16日將IE2能效等級作為電機強制性最低能效標(biāo)準(zhǔn) 到2015年1月1日7.5kW375kW電機將以IE3能效等級作為強制性最低能效標(biāo)準(zhǔn) 到2017年1月1日將IE3能效等級作為電機強制性最低能效標(biāo)準(zhǔn)參加IEC60034-30標(biāo)準(zhǔn)制定工作組標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容 前言 第1章：范圍 第2章：引用標(biāo)準(zhǔn) 第3章：術(shù)語和定義 第

4、4章：應(yīng)用領(lǐng)域 第5章：效率 第1章：范圍 功率范圍：0.75kW370kW 極數(shù)：2P、4P、6P 頻率：50Hz，60Hz 額定電壓1000 V及以下 （注：標(biāo)準(zhǔn)也適用于電動機運行在雙電壓 或多電壓和/或頻率下 ）第1章：范圍本標(biāo)準(zhǔn)不包括的電機：根據(jù)IEC60034-25(GB/T 21209-2007)設(shè)計的變頻專用電機。 電動機與其他設(shè)備設(shè)計為一個整體（如泵、風(fēng)機和壓縮機）而不能單獨進(jìn)行測試時。 本標(biāo)準(zhǔn)涵蓋的電動機也可以應(yīng)用于變速驅(qū)動的場合（見IEC60034-17/GB/T 20161-2008）。在這種應(yīng)用場合下，由于供電電源的電壓諧波分量造成損耗增加，不能假定電動機的額定效率還能

5、適用。電動機的冷卻方式不是IC0Ax，IC1Ax，IC2Ax，IC3Ax或IC4Ax（見IEC60034-6）時也可能達(dá)不到所要求的高效率值。在某些國家，電機結(jié)構(gòu)受空間約束（高輸出設(shè)計，如比通常國家標(biāo)準(zhǔn)更小的機座尺寸）。這類電機也涵蓋在本標(biāo)準(zhǔn)中，但是，由于機座尺寸更小，它們可能達(dá)不到所要求的更高效率等級。 根據(jù)IEC 60079-0設(shè)計的運行在爆炸性環(huán)境下的電機也涵蓋在本標(biāo)準(zhǔn)中，但是，由于考慮到安全的要求，電機結(jié)構(gòu)設(shè)計上采取了防爆的措施（如增加氣隙，減小起動電流，增加密封等），它們也可能達(dá)不到高效率等級。第4章：應(yīng)用場合（信息性） 某些專門設(shè)計的電動機也可能達(dá)不到較高的效率等級，這類電機是 ：

6、 被驅(qū)動機械有特殊要求（例如重載起動、特殊的轉(zhuǎn)矩強度/或最大轉(zhuǎn)矩特性、起動/停機次數(shù)多、轉(zhuǎn)子慣量?。?特殊的供電電源特性（例如限制起動電流，電壓和/或頻率容差大）； 特殊的環(huán)境條件（例如很高或很低的環(huán)境溫度、排煙電動機、安裝在高海拔地區(qū)） 因此，在制訂國內(nèi)的強制性最低能效標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)考慮上述情況。 四、應(yīng)用領(lǐng)域5.1 測定5.2 定額5.3 分級和標(biāo)注5.4 名義效率限值第5章：效率效率應(yīng)該在額定輸出功率、額定電壓和額定頻率時測定效率和損耗的測試應(yīng)該根據(jù)IEC60034-2-1標(biāo)準(zhǔn)對IE1（標(biāo)準(zhǔn)效率）及以下效率等級，測試方法可選擇中和低不確定度的方法。所選擇的試驗方法應(yīng)在電動機所附文件中說明對其

7、他高效率等級，只能選擇低不確定度的試驗方法效率的測試 本標(biāo)準(zhǔn)涵蓋的電動機可能會有些輔助設(shè)備如軸封，外風(fēng)扇，機械制動器，倒轉(zhuǎn)停機裝置，速度傳感器，轉(zhuǎn)速器發(fā)生器等各種組合。測試這種情況電動機的效率應(yīng)該是沒有輔助設(shè)備時的。齒輪電機和水泵電機常常有軸封以阻止齒輪油或水進(jìn)入電機。測試效率時應(yīng)該不考慮這些軸封。 輔助設(shè)備相同設(shè)計的電機由于材料，加工工藝的變化，測試的電動機效率會有不同。對同一設(shè)計的一批電動機其滿載效率不是唯一值而是在一定范圍內(nèi)。因此，本標(biāo)準(zhǔn)給出額定輸出效率限值是名義值。制造商標(biāo)注在銘牌上的效率值（額定效率）應(yīng)該大于或等于本標(biāo)準(zhǔn)定義的名義效率（根據(jù)銘牌上的能效分級（IE代碼）。任何單一電動機

8、的滿載效率，當(dāng)在額定電壓和額定頻率下進(jìn)行試驗時，應(yīng)該不低于額定效率減效率的容差，根據(jù)IEC60034-1計及容差。 注：推薦在產(chǎn)品說明書中表明50，75和額定負(fù)載時的效率。本標(biāo)準(zhǔn)的效率只適用于額定輸出功率。定額 能效分級由字母“IE”組成（“國際能效分級”的縮寫），根據(jù)下表1用數(shù)字表示分級。 IE1標(biāo)準(zhǔn)效率 IE2高效率 IE3超高效率 IE4超超高效率 有些電動機額定效率低于IE1的限值。這類電動機將不標(biāo)注IE代碼。分級 50Hz時標(biāo)準(zhǔn)效率名義限值（IE1）和高效率名義限值(IE2)是基于CEMEP-EU的EFF2和EFF1。然而由于試驗方法不同，效率值略有調(diào)整。（CEPEP：附加損耗是按輸

9、入功率的0.5，本標(biāo)準(zhǔn)附加損耗按實測值）。50Hz時超高效率名義限值（IE3）的設(shè)定是基于其損耗比高效率名義限值（IE2）減少1520。 60Hz時標(biāo)準(zhǔn)效率名義限值（IE1）采用巴西標(biāo)準(zhǔn)。高效率名義限值(IE2)和超高效率名義限值（IE3）是采用美國的EPAct標(biāo)準(zhǔn)。新的超超高效率等級（IE4）由本標(biāo)準(zhǔn)的將來的版本考慮。注：IE4效率等級將在本標(biāo)準(zhǔn)的下一版中合并到標(biāo)準(zhǔn)文本中。其目標(biāo)是在IE3的基礎(chǔ)上將損耗減少15得到。期望技術(shù)的進(jìn)步或其他的電動機能達(dá)到IE4的水平。本標(biāo)準(zhǔn)的范圍也將根據(jù)這進(jìn)行修改。效率限值50Hz時IE1效率名義限值表360Hz時IE1效率名義限值表450Hz時IE2效率名義限

10、值表560Hz時IE2效率名義限值表650Hz時IE3效率名義限值表760Hz時IE3效率名義限值表8 效率限值表對于給定的機座號和輸出功率，一般來說電動機設(shè)計成60Hz時比設(shè)計成50Hz更容易達(dá)到高效率。因為電動機的尺寸和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系不像理論上輸出與速度的關(guān)系的線性增加，如從50Hz到60Hz增加了20%.在中小型感應(yīng)電動機中，繞組損耗I2R是主要損耗。當(dāng)轉(zhuǎn)矩保持不變時，從50Hz到60Hz他們基本上保持不變。雖然風(fēng)摩耗，鐵耗會隨著頻率的增加而增加，但他們在這類電動機中只占有很小的部分。因此，60Hz時損耗增加小于20%而輸出功率增加了20%，因此，相比50Hz時，效率得到改善。實際上，無論5

11、0Hz還是60Hz電機輸出功率的設(shè)計是按照標(biāo)準(zhǔn)的功率等級進(jìn)行的，如IEC60072-1和地方標(biāo)準(zhǔn)例如EN50374。因此，電動機額定功率的增加并不總是滿足20%的原則。因此，如果電動機在各自的頻率下都是優(yōu)化設(shè)計的，那么60Hz時的優(yōu)勢還是適用的。50Hz和60Hz之間的效率差隨著極數(shù)和電機尺寸而變化。一般來說，三相籠型感應(yīng)電動機功率從0.75kW到370kW，60Hz時的效率比50Hz時的效率高2.50.5。僅僅大功率2P電機，由于鐵耗和風(fēng)摩耗比例較高在60Hz時效率有所減少。 50Hz效率與60Hz效率4P電機的曲線0.75 kW to 375 kW10%2%IEC 60034-30 (Ed. 1.0) 200850Hz時用計算公式處理60Hz時則按如下原則處理：輸出功率在兩個連續(xù)的額定功率中間或以上時效率取功率大的一點為額定值。輸出功率在低于兩個連續(xù)的額定功率中間值時效率取功率小的一點為額定值。 非額定功率時效率的插值 對應(yīng)IE1等級的電機 目前我國的Y、Y2、