Teknisk information fra VEM motors GmbH

Transkript

1 VEM TECHNIK mit uns bewegt sich was VEM Energisparemotorer 2. Generation Virkningsgradsklasser i.h.t. EN IE1

2 Den verdensomspændende udvikling af energisparemotorer har i de forgangne år ført til mange forskrifter, love og normer for de enkelte lande, som gør det svært at gennemføre en sammenlignelig vurdering af de enkelte produkter. Alt efter indsatsområde må grænseværdier overholdes efter Voluntary Agreement of CEMEP (VA), NEMA, EPAct eller specielle australske, japanske og andre forskrifter, der desuden også adskiller sig ved de anvendte prøveretningslinier. Dertil kommer krav, som fremtidig resulterer i vedtagelser i.h.t. EuP-direktivet ( 2005/32/EG) (Miljøvenligt design af energiforbrugende produkter, ECO design). I efteråret 2005 besluttede CEMEP at forny Voluntary Agreement og at skærpe reglerne. Derved sikres, at kun kompetente europæiske motorfabrikanter deltager. Omfanget og EFF-logos forblev uændrede. VEM motors har fornyet deres deltagelse i Renewed Voluntary Agreement og dokumenterede derved at de var parate til at forcere indsatsen for energioptimerede motorer og drivsystemer. Ved siden af disse foranstaltninger forsøger de europæiske fabrikanter at koncentrere den totale proces af globale aktiviteter med premiumklasser og at gå i offensiven med eget forslag for en premiumklasse. Dette forudsætter foruden den egentlige klassificering af virkningsgrader en ensartet, forpligtende målemetode for virkningsgradsundersøgelse. Med den løbende standardiseringsmetode for international teknisk normering efter IEC: Metoder for virkningsgradsbestemmelse (IEC :2007 hhv. DIN EN :2008) Virkningsgradsgrænseværdier for asynchronmaskiner (IEC ) Guide for the selection and application of energy-efficient motors including variable-speed applications (IEC TS Ed.1) blev denne proces indledt og er i dag næsten afsluttet. På grundlag af EuP, forarbejdet for motorer og den nye norm for virkningsgradsklassificering (IEC ) er man internationalt enedes om at udvide til effektområde på 375 kw for 2-, 4- og 6- polede motorer (se bilag). Derved er følgende motorudførelser optaget i den nye virkningsgradsklassificering: Tre-fasede asynkron motorer for netdrift (50 Hz, 60 Hz) Nominel effekt mellem 0,75 og 375 kw 2-, 4- og 6-polede udførelser Kontinuerlig drift S1 Nominel spænding op til 1000 V, Beskyttelsesgrad IP4x og højere Disse anvendelsesområder omhandler fremtidig også specialudførelser af standardmotorer, f.eks. gearmotorer, bremsemotorer, motorer med fremmedventilation, med tilbageløbsspærre eller med pulsgiver, specialtætning etc. Da en detaljeret måling af specialudførelsernes mulige kombinationer næppe er praktisk mulig og også ud fra et teknisk synspunkt ikke er direkte nødvendig, bliver basismotorernes virkningsgrader for disse udførelser altid angivet. Klassificeringen af motorer for drift i eksplosive omgivelser (EN og EN ) er for fremtiden ligeledes mulig. Denne procedure går væsentligt ud over det hidtidige Voluntary Agreement. Man går ud fra en forpligtelse til Norm IEC fra medio Derved fremkommer efterfølgende klassificering: IE_Kennzeichnung.doc DK - 2 -

3 Virkningsgradsklasser Code IEC EFF code Voluntary Agreement of CEMEP NEMA Super-Premium IE4*) Premium IE3 - Premium High IE2 EFF1 EPAct Standard IE1 EFF2 Below Standard Bortfalder fremover Efficiency *) informativ efter IEC TS Ed.1 EFF3 Vigtigt er, at foruden virkningsgradsklassificering blev også målemetoden ændret. Med IEC : 2007 bliver den hidtidige indirekte målemetode for motorer fra 1,1 kw med et konstant tillæg på 0,5% for tillægstab gående ud fra den optagne effekt, afløst af en definering af tillægstabene. Efterfølgende metode er tilladelig: < 1,1 kw uforandret direkte måling, måleusikkerhed lav Motorer i IE1, IE2 og IE3-udførelse 1,1 kw til 150 kw, indirekte måling (analog med USA, IEEE 112) og bestemmelse af tillægstab efter metoden for måling af resttab. Usikkerheden ved målemetoden er lav. Metoden anvendes også for effektområdet op til 375 kw i overensstemmelse med IEEE 112. Motorer i IE1 udførelse Beregning af tab efter EH-star -metoden. Indirekte metode med matematisk beregning af tillægstab og middel måleusikkerhed. (Anvendes ikke af VEM) Dokumentation Den anvendte målemetode skal angives sammen med specifikationerne. Ved bestemmelsen af tillægstab efter metoden for måling af resttab er værdierne for virkningsgrad lavere sammenlignet med tidligere målemetoder. Af den grund er grænseværdierne tilpasset den ændrede målemetode. Wirkungsgradgrenzwerte Eff1 IE2, 4-polig, 50 Hz IE2 ( ) EFF1 ( ) ,10 1,50 2,20 3,00 4,00 5,50 7,50 11,00 15,00 18,50 22,00 30,00 37,00 45,00 55,00 75,00 90,00 P [kw] IE_Kennzeichnung.doc DK - 3 -

4 Skema 1: Virkningsgradskurver IE2 i forhold til EFF1 i.h.t. den ændrede målemetode, f.eks. 4- polet, 50 Hz Angivelsen IE2 fremgår af typeskiltet i stedet for EFF mærkningen sammen med motorens virkningsgrad. IE x virkningsgrad %, f.eks.: IE2-94,0% Billed 2: Eksempel på typeskilt med ny IE-karakteristik Den anvendte målemetode efter EN :2007 er angivet i den montage-, betjenings- og vedligeholdsvejledning, som følger med hver motor. Ved siden af arbejdet med klassificeringen har der gennem længere tid i udvalg i EU været arbejdet med at opnå overensstemmelse med EuP-direktivet (Direktiv 2005/32/EF Miljørigtig udførelse af energiforbrugende produkter ). Heri fastlægges kravene til den miljørigtige udformning af energiforbrugende produkter og er således et vigtigt element til sænkning af CO2-udslip. Direktivet omhandler primært energiforbrugende forbrugsvarer, men nævner også elektriske transmissionssystemer, herunder motorer. EuP direktivet blev fremlagt den 22. juli 2005 for efterfølgende vedtagelse i de enkelte landes parlamenter. EuP direktivet med lovforslag er fremsat i Folketinget i begyndelsen af 2009 for vedtagelse og man tilstræber nu lovmæssig bindende vedtagelse af: Mindstevirkningsgrader (MEPS: Minimum Effiviency Performance Requirements) for IE 2 fra 2011 og for IE 3 (fra ydelse > 7,5 kw) fra Med CE-mærkning garanterer fabrikanten dermed køberen, at de angivne virkningsgrader opfylder kravene og de på typeskiltet angivne virkningsgrader overholdes. En markedsføring af IE1-motorer er fra dette tidspunkt indenfor EU ikke mere tilladt. En uafhængig kontrolfunktion skal sikre at kun motorer med de foreskrevne virkningsgrader markedsføres. For producenterne betyder nyudviklingen af motorerne betydelige omkostninger og investeringer. Alt efter producentens effektområde af motorer stiger produktions- og materialeomkostningerne betydeligt ved overgang fra EFF1 til IE2. Ved indførelse af IE3 motorer påregnes yderligere stigninger af omkostningerne på ca %. Med indførelse af motorer med virkningsgrader i.h.t. IE2 og IE3 kan der i enkelte tilfælde forekomme afvigelser fra EN50347 m.h.t. byggehøjde og fodmål. For IE3 motorer må påregnes IE_Kennzeichnung.doc DK - 4 -

5 større afvigelser for nogle typer, især for længde og byggehøjde. Man skal ved udskiftning af motorer være opmærksom på disse evt. afvigelser, samt motorernes øvrige karakteristik. På grund af ændringer i rotorvægt og dermed svingmasse kan energisparemotorerne med virkningsgradsklasse IE3, i visse tilfælde, være uegnet til applikationer med hyppige, meget dynamiske ændringer af omdrejningstallet (start/stop drift S3,S4 osv). Man foreslår markedsføring af IE 3 motorer på basis af en frivillig aftale og eventuelt en løbende kontrol. I CEMEP er man enige om, at EuP direktivet for motorer udviser potentiale for energibesparelser. Det fremgår klart, at sammenlignet med business as usual vil obligatoriske krav til motorers virkningsgrad som IE 2 (EFF1) vise en lille reduktion af energiforbruget. Derfor går CEMEP s arbejdsgruppe ind for obligatoriske data iht. IE 2. I det næste trin og i langt højere grad - er producenterne af den opfattelse, at det for kunderne vil være mere virksomt at anvende motorer med optimal styring eventuelt i forbindelse med frekvensstyring, hvilket vil have en væsentlig effekt på energibesparelse og dermed større indflydelse på miljøet. CEMEP er i øvrigt enig i - som det fremgår af EuP directivet (Energy using Products) - at en lovmæssig indførelse af virkningsgrad IE 3 (premium motors) ikke har nogen mening ud fra økologiske eller økonomiske betragtninger. En Life cycle costs analyse viser et alt for højt omkostningsniveau, hvis der ikke er tale om et anlæg fuldt belastet i døgndrift. VEM motors vil foreløbig præsentere sine motorer på markedet med virkningsgradsklasserne IE1 og IE2 i.h.t. IEC , svarende til de hidtidige EFF2 og EFF1. Motorerne vil som det første blive præsenteret på Hannover messen Følgende typer er henholdsvis mærket med IE-, respektivt for specielle typer uden IE mærkning: Sortiment Vekselstrøm-asynkronmotorer 0, kw, 2-, 4-, 6-polet IP4X, 5X, 6X, vedvarende drift S1 Standardmotorer med påbygget gear, fremmedventilation, bremse tilbageløbsspærre, Tacho, pulsgiver.. Eksplosionsbeskyttede motorer Ex na, Ex td A22, Ex td A21 Eksplosionsbeskyttede motorer Ex e II Motorer for korttidsdrift (S2) eller S3, S4, Polomkobbelbare motorer Uventilerede motorer Motorer for frekvensdrift K2.., KU.., KV.., W2.., WU.., WV.. Integral motorer Slæberingsmotorer Brandgasmotorer Valseværksmotorer Permanentmagnetmotorer Vandkølede motorer Virkningsgradsklassifizierung IEC Mærket fra Mærket fra (som standard motor) Mærket fra Foreløbig ingen mærkning Premiummotorer (IE3) er under forberedelse og vil blive indført i produktionen som special udførelse for de første typers vedkommende i slutningen af IE_Kennzeichnung.doc DK - 5 -

6 VEM prioriterer IE2 motorerne højest som afløser for de hidtidige K21R typer. Følgende konstruktive ændringer indføres ved IE1 mærkning af motorerne: K21R 132 til 160, 180M4, L6, 8, K20R 112 til 160 WE1R 132S til 160, 180M4 W21R 132S til 160, 180L6, 8 og tilsvarende W.0R Omstilling fra 2RS-lejer til 2Z-lejer og låst leje i ND-siden/V-ringe. (Den svømmende lejring bortfalder). For 6-polede motorer forlænges statoren for enkelte typer for at overholde η-værdierne. Typerne WE1R udvides til at omfatte effektområde til 375 kw (tidl. K21R) i.h.t. IEC Endvidere omstilles de 6-polede W21R motorer i dette effektområde til WE1R. Kataloger og dokumentation ændres løbende. I en introduktionsperiode udgives et katalog i en forenklet udgave for: Virkningsgrad klasse IE1: K21R/K20R 2-, 4- og 6-polet, 0,75 kw til 375 kw Virkningsgrad klasse IE2: WE1R 2-, 4- og 6-polet, 0,75 kw til 375 kw IE mærkede motorer blev udstillet på Hannover messen Levering af IE1 og IE2 motorer fra maj IE_Kennzeichnung.doc DK - 6 -

7 IE_Kennzeichnung.doc DK - 7 -

8 IE_Kennzeichnung.doc DK - 8 -