Приложение А (справочное). Сверхвысокий класс энергоэффективности (IE4)

Приложение А
(справочное)

Сверхвысокий класс энергоэффективности (IE4)

Представленные ниже номинальные границы сверхвысокой энергоэффективности даются только в информативных целях. В стандарте IEC 60034-30 термины "сверхвысокая эффективность" и "IE4" трактуются как обеспечение примерно 15-процентного снижения потерь мощности по сравнению с классом IE3. В данном приложении предлагается точное определение этих терминов.

Класс энергоэффективности IE4 не ограничивается только трехфазными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором, как классы IE1, IE2 и IE3 из IEC 60034-30. Класс IE4 предназначается для использования в рамках классификации всех типов электродвигателей и особенно машин с питанием от преобразователей (как асинхронных с короткозамкнутым ротором, так и других типов, подобных синхронным двигателям с постоянными магнитами).

Поскольку в классе IE4 частота питающей сети и число полюсов электрических машин, питаемых от преобразователя, напрямую не связаны со скоростью вращения двигателей, последние обычно ранжируются по диапазону скоростей и классифицируются скорее по крутящему моменту, чем по мощности. Поэтому границы класса IE4 выделяются по крутящему моменту и даются для дискретных диапазонов скорости вращения. Пример соответствующих кривых энергоэффективности приведен на рисунке А.1.

Примечание 1 - Пользователи должны иметь в виду, что частотные преобразователи тоже характеризуются определенной энергоэффективностью, которая будет снижать системный КПД (двигателя в сочетании с преобразователем).

Примечание 2 - По вопросам определения КПД двигателей, питаемых от преобразователя, см. IEC 60034-2-3.

Однако ранжирования как двигателей с переменной скоростью во всем диапазоне скоростей вращения от 801 до 3600 об/мин, так и двигателей с постоянным крутящим моментом во всем диапазоне номинальных скоростей вращения не требуется.

Границы номинальных значений сверхвысокого уровня энергоэффективности для номинального крутящего момента можно рассчитать по следующей формуле:

,

где А, В, С, D - интерполяционные коэффициенты из приведенной ниже таблицы А.1.

Примечание 3 - Данная формула и коэффициенты интерполяции выведены математически путем подбора наилучшей кривой, проходящей через точки желаемых границ номинальных значений энергоэффективности; никакого физического смысла за этим не стоит.

Результирующие значения КПД (в процентах) округляются до ближайших десятичных долей, т.е. имеют вид хх,х %.

Номинальные значения класса энергоэффективности IE4 для величин крутящего момента больше 2000 Нм равны границам для 2000 Нм. Номинальные значения класса энергоэффективности IE4 для выходных мощностей больше 400 кВт не определяются.

Когда выделяются несколько диапазонов моментов и скоростей, номинальные значения границ энергоэффективности в соответствии с настоящим стандартом должны рассчитываться и применяться отдельно для каждой комбинации номинального крутящего момента двигателя и номинальной скорости вращения.

Применительно к двигателям, характеризуемым мощностью , а не моментом, для определения должна использоваться следующая формула:

.

Результирующий момент должен округляться до ближайшего значения из ряда предпочтительных чисел R10 (см. ISO 3).

Для обеспечения совместимости справочных данных с односкоростными 2-, 4- и 6-полюсными двигателями с питанием от сети служит таблица А.3, в которой осуществляется преобразование значений момента и скорости к стандартным уровням мощности. На этой основе в таблице А.4 приведены границы номинальных значений энергоэффективности класса IE4 для частоты питающей сети 50 Гц, а в таблице А.5 - для частоты 60 Гц.

Таблица А.1 - Интерполяционные коэффициенты

IE-код	Коэффициенты	от 801 до 1000 об/мин макс. 2000 Нм	от 1001 до 1200 об/мин макс. 2000 Нм	от 1201 до 1500 об/мин макс. 2000 Нм	от 1501 до 1800 об/мин макс. 2000 Нм	от 1801 до 3000 об/мин макс. 1250 Hм	от 3001 до 3600 об/мин макс. 1000 Нм
IE4	А	0,2824	0,1901	0,1846	0,1648	0,2116	0,2227
	В	-3,8439	-2,9242	-2,7433	-2,4976	- 2,6695	-2,7262
	С	17,4628	13,6953	12,7473	11,6595	11,3369	11,1625
	D	70,2209	76,1961	77,9565	79,7787	80,8449	81,2267

Для удобства применения к дискретным уровням момента могут использоваться номинальные границы из таблицы А.2.

Таблица А.2 - Номинальные границы (в процентах) для сверхвысокого класса экономичности (IE4)

Нм	от 801 до 1000 об/мин	от 1001 до 1200 об/мин	от 1201 до 1500 об/мин	от 1501 до 1800 об/мин	от 1801 до 3000 об/мин	от 3001 до 3600 об/мин
2,5	76,6	81,2	82,6	84,0	84,9	85,3
3,2	78,0	82,3	83,7	85,0	85,9	86,1
4,0	79,4	83,4	84,7	85,9	86,7	87,0
5,0	80,6	84,4	85,6	86,8	87,5	87,8
6,3	81,9	85,4	86,5	87,6	88,3	88,5
8	83,1	86,3	87,4	88,4	89,1	89,2
10	84,1	87,2	88,1	89,1	89,7	89,9
12,5	85,1	88,0	88,9	89,8	90,3	90,5
16	86,2	88,8	89,7	90,5	91,0	91,1
20	87,1	89,5	90,3	91,1	91,5	91,6
25	87,9	90,1	90,9	91,6	92,1	92,1
32	88,7	90,8	91,5	92,2	92,5	92,6
40	89,5	91,4	92,1	92,7	93,0	93,0
50	90,2	92,0	92,6	93,2	93,4	93,4
63	90,8	92,5	93,1	93,6	93,8	93,8
80	91,5	93,0	93,6	94,1	94,2	94,1
100	92,0	93,4	94,0	94,4	94,5	94,4
125	92,5	93,8	94,3	94,8	94,8	94,7
160	93,1	94,2	94,7	95,1	95,1	95,0
200	93,5	94,5	95,0	95,4	95,4	95,2
250	93,9	94,8	95,3	95,6	95,6	95,4
315	94,3	95,1	95,6	95,9	95,8	95,6
400	94,6	95,4	95,8	96,1	96,0	95,7
500	94,9	95,6	96,0	96,3	96,2	95,9
630	95,2	95,8	96,2	96,5	96,3	96,0
800	95,4	96,0	96,4	96,6	96,4	96,1
1000	95,6	96,1	96,5	96,7	96,5	96,2
1250	95,8	96,2	96,6	96,8	96,6	-
1600	96,0	96,3	96,7	96,9	-	-
2000	96,1	96,4	96,8	97,0	-	-
2500	96,1	96,4	96,8	-	-	-
3150	96,1	96,4	-	-	-	-
4000	96,1	-	-	-	-	-

Таблица А.3 - Стандартные значения мощности в кВт, ассоциируемые с крутящим моментом и скоростью двигателей с питанием от сети

Нм	50 Гц, 6-пол. (от 801 до 1000 об/мин)	60 Гц, 6-пол. (от 1001 до 1200 об/мин)		50 Гц, 4-пол. (от 1201 до 1500 об/мин)	60 Гц, 4-пол. (от 1501 до 1800 об/мин)	50 Гц, 2-пол. (от 1801 до 3000 об/мин)	60 Гц, 2-пол. (от 3001 до 3600 об/мин)
2,5	-	-		-	-	0,75	-
3,2	-	-		-	-	-	1,1
4,0	-	-		-	0,75	1,1	1,5
5,0	-	-		0,75	-	1,5	-
6,3	-	0,75		-	1,1	-	2,2
8	0,75	-		1,1	1,5	2,2	-
10	1,1	1,1		1,5	-	3	3,7
12,5	-	1,5		-	2,2	4	-
16	1,5	-		2,2	-	-	5,5
20	2,2	2,2		3	3,7	5,5	7,5
25	-	-		4	-	7,5	-
32	3	3,7		-	5,5	-	11
40	4	-		5,5	7,5	11	15
50	5,5	5,5		7,5	-	15	18,5
63	-	7,5		-	11	18,5	22
80	7,5	-		11	15	22	30
100	-	11		15	18,5	30	37
125	11	15		18,5	22	37	45
160	15	18,5		22	30	45	55
200	18,5	22		30	37	55	75
250	22		30	37	45	75	90
315	30		37	45	55	90	110
400	37		45	55	75	110/132	150
500	45		55	75	90	160	185
630	55		75	90	110	200	220/250
800	75		90	110	150	250	300
1000	90/110		110	132/160	185	315	335/375
1250	132		150	200	220/250	355 / 375	-
1600	160		185	250	300	-	-
2000	200		220 / 250	315	335 / 375	-	-
2500	250		300 / 335	355/375	-	-	-
3150	315		375	-	-	-	-
4000	355/375		-	-	-	-	-

Таблица А.4 - Границы номинальных значений КПД в сверхвысоком классе экономичности (IE4) для двигателей с питанием от сети с частотой 50 Гц

кВт	2-полюсный 60 Гц	4-полюсный 60 Гц	6-полюсный 60 Гц
0,75	84,9	85,6	83,1
1,1	86,7	87,4	84,1
1,5	87,5	88,1	86,2
2,2	89,1	89,7	87,1
3	89,7	90,3	88,7
4	90,3	90,9	89,5
5,5	91,5	92,1	90,2
7,5	92,1	92,6	91,5
11	93,0	93,6	92,5
15	93,4	94,0	93,1
18,5	93,8	94,3	93,5
22	94,2	94,7	93,9
30	94,5	95,0	94,3
37	94,8	95,3	94,6
45	95,1	95,6	94,9
55	95,4	95,8	95,2
75	95,6	96,0	95,4
90	95,8	96,2	95,6
110	96,0	96,4	95,6
132	96,0	96,5	95,8
160	96,2	96,5	96,0
200	96,3	96,6	96,1
250	96,4	96,7	96,1
315	96,5	96,8	96,1
355	96,6	96,8	96,1
375 (400)	96,6	96,8	96,1

Таблица А.5 - Границы номинальных значений КПД в сверхвысоком классе экономичности (IE4) для двигателей с питанием от сети с частотой 60 Гц

кВт	2-полюсный 60 Гц	4-полюсный 60 Гц	6-полюсный 60 Гц
0,75	-	85,9	85,4
1,1	86,1	87,6	87,5(а)
1,5	87,0	88,4	88,5(а)
2,2	88,5	89,8	89,5
3,7	89,9	91,1	90,8
5,5	91,1	92,2	92,0
7,5	91,6	92,7	92,5
11	92,6	93,6	93,4
15	93,0	94,1	93,8
18,5	93,4	94,4	94,2
22	93,8	94,8	94,5
30	94,1	95,1	94,8
37	94,4	95,4	95,1
45	94,7	95,6	95,4
55	95,0	95,9	95,6
75	95,2	96,1	95,8
90	95,4	96,3	96,0
110	95,6	96,5	96,1
150	95,7	96,6	96,2
185	95,9	96,7	96,3
220	96,0	96,8	96,4
250	96,0	96,8	96,4
300	96,1	96,9	96,4
335	96,2	97,0	96,4
375	96,2	97,0	96,4
(а) Из-за наличия разрывов кривых 60 Гц для класса IE3 6-полюсных двигателей с выходной мощностью 1,1; 1,5 и 2,2 кВт kW предельные значения IE4, выведенные на основе гладких кривых (таблица А.2), оказываются несколько меньше значений IE3 (87,5% для 1,1 кВт и 88,5% для 1,5 кВт).

В случае применения значений класса экономичности IE4 к двигателям, которые охватываются стандартом IEC 60034-30, необходимо убедиться в том, что требования к уровню экономичности IE3 тоже выполнены.

Рисунок А. 1 - Пределы номинальных значений КПД для класса IE4 в выбранном диапазоне значений крутящего момента (Нм)