Классы эффективности двигателя от IE1 до IE5: что они действительно меняют в воздуходувке

Аэрационный вентилятор мощностью 75 кВт, работающий 8000 часов в год, потребляет из сети около 630 000 кВтч. Переведите двигатель с IE3 на IE4, и годовая экономия составит около 3900 кВтч, что является реальными деньгами, но не изменением бюджета завода. Если вы выберете неподходящую воздуходувку для той же задачи, потери возрастут в десять раз. Это честная основа для выбора класса эффективности двигателя: маркировка имеет значение, и она никогда не является самой большой цифрой в комнате.

Оставшаяся часть этой страницы разделяет три вещи, которые в каталоге сливаются воедино: что определяет IEC 60034-30-1, что на самом деле требуют регулирующие органы и сколько стоит эксплуатация воздуходувного агрегата.

Что на самом деле определяет класс эффективности двигателя

Класс эффективности двигателя — это фиксированный минимальный диапазон эффективности при полной нагрузке, который IEC 60034-30-1 присваивает одной конкретной комбинации номинальной мощности, количества полюсов и частоты сети. Это граничное значение, а не обещание производительности вашего сайта.

Поскольку лимит устанавливается для каждого рейтинга, номер класса сам по себе мало что говорит. Двигатель IE3 мощностью 1,1 кВт обеспечивает КПД около 84 %; двигатель IE3 мощностью 75 кВт обеспечивает КПД выше 95%. Оба имеют один и тот же ярлык. Когда команда проекта сравнивает расценки IE3 с расценками IE4, единственным значимым сравнением является идентичная выходная мощность, количество полюсов и частота.

Отсюда следуют два последствия. Маркировка класса — это заявление о расчетной численности, а не об измерении агрегата на вашем предприятии. А эффективность двигателя может упасть ниже классового уровня в эксплуатации, даже если никто не прикоснется к паспортной табличке.

Лестница IE от IE1 до IE5

От IE1 до IE5 формируется восходящая лестница эффективности при полной нагрузке, а на большинстве промышленных рынков IE3 является законным уровнем для стандартных двигателей с 2021 года, при этом IE4 является обязательным в определенном диапазоне высокой мощности.

Работа с переменной скоростью добавляет вторую структуру: IEC/TS 60034-30-2 устанавливает классы для двигателей, продаваемых специально для работы с преобразователем, и эти значения не взаимозаменяемы с приведенными выше линейными значениями 50 Гц. Если воздуходувка будет работать на приводе, спросите, к какой системе относится указанная эффективность.

Сколько стоит полпроцента работающего вентилятора

При 75 кВт и 8000 часах работы один процент КПД двигателя равен примерно 6500 кВтч в год, поэтому переход от IE3 к IE4 экономит около 3900 кВтч, или несколько сотен долларов по типичным промышленным тарифам.

Где находится потерянная энергия? В четырехполюсном асинхронном двигателе распределение примерно следующее: потери в меди статора составляют от 35 до 40% от общих потерь, потери в роторе около 20%, потери в сердечнике от 15 до 20%, трение и парусность около 10%, а оставшуюся часть составляют потери на случайную нагрузку. Проекты IE4 атакуют этот список большим количеством меди, более тонкими пластинами, более узкой геометрией пазов и, все чаще, роторами с постоянными магнитами или синхронно-реактивными роторами.

Аэрация сточных вод является наиболее очевидным примером для более высокого класса, поскольку режим работы непрерывен, а нагрузка стабильна, что является характеристикой большинства агрегатных аэрационных установок.

Воздуходувка серии RH для аэрации сточных вод Воздуходувка прямого вытеснения RH, подходящая для непрерывной аэрации сточных вод, с трехлопастной крыльчаткой, регулируемой скоростью и переключаемым воздушным/водяным охлаждением. Посмотреть продукт →

Что касается полевых мер, позволяющих сократить потребление, вообще не касаясь двигателя, на сайте указано: энергоэффективность роторного вентилятора Экономия на управлении крышкой, трубопроводами и обслуживанием.

Как тестируется класс и где значения паспортной таблички вводят в заблуждение

Класс подтвержден лабораторными испытаниями в соответствии со стандартом IEC 60034-2-1, а заявленное значение соответствует стандартному допуску, поэтому значение на табличке является проверенным эталоном, а не гарантией установленных характеристик.

• Несимметрия напряжения: дисбаланс в 3% обычно приводит к снижению номинальной мощности примерно до 85% от номинальной мощности и резко увеличивает потери.
• Окружающая среда и высота над уровнем моря: номинальные значения относятся к температуре окружающей среды 40 C и высоте 1000 м над уровнем моря; выше любого из них доступный объем производства падает.
• Питание преобразователя: быстрое переключение и содержание гармоник увеличивают потери в роторе и статоре, которые никогда не наблюдаются при синусоидальном тесте.
• Потери при установке: ременные передачи, кабели недостаточного сечения и заблокированная вентиляция — все это находится за паспортной табличкой.

Поставщик, который может цитировать только имя класса, цитирует этикетку. Поставщик, который указывает проверенную эффективность при точном номинале, с указанным методом и допуском, указывает на производительность.

Соответствие класса режиму работы воздуходувки, а не брошюре

Выбирайте класс эффективности после того, как зафиксирован профиль нагрузки, поскольку годовая энергия воздуходувки зависит от воздушной части, режима управления и сопротивления системы, в то время как класс двигателя меняет общую сумму на один или два пункта.

Переменная скорость снова меняет арифметику. В системе IE указывается эффективность в номинальной точке, в то время как нагнетатель, работающий на приводе, проводит большую часть своего времени где-то еще, поэтому кривая потерь в реальном рабочем диапазоне решает счет. Высокоскоростные машины с прямым приводом вообще выходят за рамки: для узла пневмоподвески, вращающегося со скоростью десятки тысяч об/мин, указана удельная мощность, кВт на единицу подаваемого потока, и в эту цифру уже включены двигатель и крыльчатка вместе взятые.

Турбовентилятор с воздушным подшипником для высокоскоростной аэрации Высокий-speed centrifugal blower with air suspension bearings, direct impeller-motor connection, and inverter control, specified on specific power for variable-duty applications. Посмотреть продукт →

Контрольный список закупок для принятия классовых решений

Прежде чем писать класс эффективности, запишите в спецификацию рабочую точку, количество часов в год и режим управления, потому что выбор класса становится оправданным только после того, как эти три параметра зафиксированы.

1. Зафиксируйте рабочую точку: расход, давление, высоту, температуру окружающей среды и состав газа.
2. Укажите режим управления: фиксированная скорость, дросселирование на входе или переменная скорость с ожидаемым профилем нагрузки.
3. Объем проверки: убедитесь, что двигатель соответствует требованиям IE по своей мощности и конструкции, и является ли заявление о классе добровольным.
4. Запросите проверенные значения точного номинала с указанием стандарта испытаний и допуска.
5. Оцените комплект, а не двигатель: сравните удельную мощность и годовой кВтч при работе.
6. Подберите пусковое оборудование в соответствии с источником питания и нагрузкой, поскольку эффективный двигатель при прямом пуске все равно потребляет ток, в несколько раз превышающий номинальный.

Шаг шестой – это то, где приводы и устройства плавного пуска завоевывают свое место, особенно в более крупных приводах и слабых источниках питания, где пусковой ток определяет размер кабеля и защиту.

Пусковой шкаф XBQ с преобразованием частоты для воздуходувок Пусковой аксессуар для вентилятора, обеспечивающий стабильный пуск, экономию энергии с регулировкой скорости, а также варианты шкафа на заказ или GGD с трехфазным входом 380 В. Посмотреть продукт →

Часто задаваемые вопросы

Всегда ли IE4 лучше, чем IE3?

Не автоматически. IE4 снижает потери в номинальной точке, а выигрыш лучше всего окупается при непрерывной работе мощностью примерно выше 75 кВт. На небольшой мотор, работающий в две смены в неделю, надбавка к цене может никогда не вернуться, и регулирование не требует IE4 в этом диапазоне.

В чем разница между IE3 и IE4 в цифрах?

Около 0,6 балла при 75 кВт на четырехполюсном двигателе и до 1,5 балла при малых мощностях, где пределы более крутые. В конструкции IE4 обычно добавляют медь и электротехническую сталь, а иногда переходят на роторы с постоянными магнитами или синхронно-реактивными роторами.

Соответствуют ли двигатели вентиляторов пневматической подвески классу IE?

Обычно нет. В стандарте IEC 60034-30-1 используются асинхронные двигатели линейной частоты, а в турбонагнетателе с пневматической подвеской используется высокоскоростной двигатель с постоянными магнитами, интегрированный с крыльчаткой. Сравните эти машины по удельной мощности, а не по метке IE.

Снижает ли более высокий класс эффективности пусковой ток?

Нет. Пусковой ток зависит от конструкции двигателя и способа запуска, а не от класса. Двигатель премиум-класса, запускаемый напрямую от сети, по-прежнему потребляет примерно в шесть раз больше номинального тока, поэтому для более крупных приводов вентиляторов используются устройства плавного пуска и шкафы с регулируемой частотой.

Классы эффективности — это узкий и полезный инструмент: они стандартизируют одно число, поэтому котировки можно сравнивать по одному и тому же рейтингу. Все остальное в установке, от зазоров в воздушной части до шкафа управления, определяет, будет ли установка экономить энергию. Покупатели, работающие с производителем, который производит как машину, так и ее электрический пакет, могут запросить весь набор показателей вместе, что является практическим преимуществом поставщика из одного источника, такого как Жунхэн .