Sähkömoottoreita on käytössä maailmassa satoja miljoonia ja ne ovat teollisuuden suurin yksittäinen sähkön kuluttaja. Kaikesta teollisuuden käyttämästä sähköenergiasta 60-70 prosenttia kuluu sähkömoottoreissa. Euroopan Unionin alueella uusien oikosulkumoottoreiden on täytettävä IE3-energiatehokkuus vaatimukset.
Energiatehokas sähkömoottori vähentää elinkaarensa aikana myös CO² -päästöjä. Korkeamman hyötysuhteen moottorit käyttävät hyväkseen ottamansa energian tehokkaamin, tuottaa vähemmän lämpöä.
Korkeampi lämpötila heikentää moottorin kämityksen kestoa, IE3 hyötysuhteen moottorien käämien elinkaari pitenee, alhaisemman hyötysuhteen moottoriin verrattuna.
Moottorien hankintahinnan osuus on vain 1-2 % elinkaarikustannuksista. Korkeamman hyötysuhteen moottoreilla päästään alhaisempaan energiankulutukseen ja pienimpiin elinkaarikustannuksiin.
Korkeamman hyötysuhteen moottorin hankintahinta on hieman korkeampi, mutta hankintahinnan erotuksen takaisin maksuaika on lyhyt. Mutta elikaari on pidempi, kuin vanhoilla alemman hyötysuhdeluokan moottoreilla.
Euroopan Unioni on asettanut, sähkömoottoreita koskeva energiaa käyttävien tuotteiden (EuP) direktiivi (EY640/2009) asettaa tiukat uudet vaatimukset teollisten sovellusten energiatehokkuudelle.
Euroopan Unionin 640/2009 direktiivi koskee 2-, 4- ja 6-napaisia sähkömoottoreita, joiden teho on 0,75 kW – 375 kW, ja siinä asetetaan uusi pakollinen asteikko niiden energiatehokkuudelle. Energiatehokuus asteikon tunnistaa IE-hyötysuhdeluokasta.
IEC 60034-30 standardi harmonisoi hyötysuhdeluokat maailmanlaajuisiksi.
IE3-energiatehokkuus vaatimukset voimaan
Hyötysuhdeluokat ovat tällä hetkellä IE1, IE2, IE3 ja IE4; IE5-luokka on tulossa lähivuosina. Hyötysuhdeluokissa suurempi numero kertoo korkeammasta hyötysuhde vaatimuksesta.
Teknologian kehittyessä ja energiansäästövaatimusten tiukentuessa jatkuvasti sähkömoottorivalmistajat pyrkivät tuotteissaan yhä parempaan tarjontaan muun muassa hyötysuhteiden osalta.
IE3-energiatehokkuus vaatimukset otettiin 1.1.2015 käyttöön, jolloin 7,5 kW – 375 kW moottorien on täytettävä IE3-standardin vaatimukset tai taajuusmuuttajaohjattujen moottorien on täytettävä vähintään IE2-energiatehokkuus vaatimukset.
Kolmannessa vaiheessa IE3-energiatehokkuus direktiivi tulee voimaan 1.1.2017, jolloin kaikkien 0,75 kW – 375 kW moottorien on täytettävä IE3-standardin vaatimukset – taajuusmuuttajaohjattujen moottorien on täytettävä vähintään IE2-energiatehokkuus vaatimukset.
Korkean hyötysuhteen moottori käy viileämpänä pidentäen laakereiden ja käämityksen elinikää.
Oikosulkumoottoreiden hyötysuhdetta on saatu parannettu lisäämällä kuparin määrää käämeissä, virran kulkua parantamalla sähkömoottori lämpenee vähemmän.
Sähkömoottoreiden energiatehokkuusvaatimukset muuttuu 1.7.2021
Induktiomoottorin;
• nimellisjännite UN on yli 50 V ja enintään 1 000 V
• nimellisteho PN on 0,12–1 000 kW
• suunniteltu jatkuvaan käyttöön ( luokat määritellään nimelliskäyttötapoina S1, S3 >=80 % tai S6 >=80 % standardien mukaisesti )
• on suunniteltu käytettäväksi suoraan verkkovirralla kolmivaiheiset
Taajuusmuuttajan:
• nimellisjännite on yli 100 V ja enintään 1 000 V (AC )
• mitoitettu toimimaan yhden sellaisen moottorin kanssa, jonka nimellisteho on 0,12 kW–1 000 kW
• on ainoastaan yksi vaihtovirtajännitteen ulostulo
Energiatehokkuusvaatimukset 1.7.2021 alkaen – asetus 2019/1781
0,75–1 000 kW kolmivaihemoottorit energiatehokkuuden on vastattava IE3 hyötysuhdetasoa jotka ovat 2-, 4-, 6- tai 8-napaisia.
Asetus ei koske Ex eb -tyypin korotetun räjähdyssuojan moottoreita.
0,12 ja alle 0,75 kW kolmivaihemoottorit energiatehokkuuden on vastattava IE2 hyötysuhdetasoa jotka ovat 2-, 4-, 6- tai 8-napaisia.
Asetus ei koske Ex eb -tyypin korotetun räjähdyssuojan moottoreita
EU direktiivi 640/2009
EU direktiivin 640/2009 kyseisiä vaatimuksia ei sovelleta seuraaviin: moottorit, jotka on spesifioitu toimimaan yksinomaan.
- kokonaan nesteeseen upotettuina
- yli 4 000 metrin korkeudessa merenpinnasta
- yli 60 °C:n ympäristölämpötilassa
- alle – 30 °C:n ympäristölämpötilassa kaikkien moottoreiden osalta
- tai alle 0 °C:n ympäristölämpötilassa vesijäähdytteisten moottoreiden osalta
EU direktiivin 640/2009 kyseisiä vaatimuksia sovelletaan myös moottoripuhallinjärjestelmän osana oleviin moottoreihin. Suurta osaa tämän asetuksen soveltamisalaan kuuluvista puhaltimista käytetään kuitenkin sellaisten moottoreiden kanssa, jotka eivät kuulu asetuksen (EY) N:o 640/2009 soveltamisalaan.
EU direktiivin 2009/125/EY täytäntöönpanemisesta ottoteholtaan vähintään 125 watin ja enintään 500 kilowatin moottoreilla varustettujen puhaltimien ekologista suunnittelua koskevien vaatimusten osalta.
Tätä asetusta ei sovelleta puhaltimiin, jotka on erityisesti suunniteltu toimimaan
NEMA energiatehokkuusvaatimukset Pohjois-Amerikassa
Pohjois-Amerikassa, USA:ssa 1997 tuli voimaan Energy Policy Act of 1992.
Ja 2010 Energy Independence & Security Act of 2007, jonka mukaan 1 – 500 hp moottoreiden oli täyttettävä Premium Efficient energiantehokkuus vaatimukset (vastaa IEC IE3-energiatehokkuus vaatimuksia). Integral Horsepower Final Rule tule voimaan 1.6.2016.
NEMA energiantehokkuus vaatimukset koskevat 2-, 4-, 6- ja 8-napaisia moottoreita.
NEMA ja IEC moottoreiden testausmenetelmät ovat yhtenäistetty, joten hyötysuhde merkinnät ovat nykyisin vertailu kelpoiset.
Moottoreiden NEMA hyötysuhde vaatimukset eivät ole yhtä suoraviivaiset kuin EuP-Direktiivin IE-luokitelluissa moottoreissa.
Globaalit energiatehokkuusvaatimukset
Lähes kaikissa teollisuusmaissa on käytössä NEMA/IE tyyppinen energiatehokkuus standardi oikosulkumoottoreille, myös Kiinassa. Venäjä on poikkeus, jossa ei ole vaatimuksia moottoreiden energiatehokkuudelle.
Turkin MEPS-säädös SGM-2012/2 tuli voimaan 18.6.2012 ja on identtinen direktiivin EY 640/2009 kanssa. Turkki on vahvistanut EU:n MEPS-energiatehokkuusvaatimukset kansalliseen lainsäädäntöön saman aikataulun mukaisesti. IE3-energiatehokkuus vaatimukset seuraavat Euroopan Unionissa käytettävää aikataulua.
