Danfoss Drives wyjaśnia, jakie ważne kryteria doboru napędu elektrycznego zaleca Dyrektywa „Ecodesign"

Dyrektywa „Ecodesign" promuje poprawę efektywności energetycznej dla wielu urządzeń, w tym także napędów elektrycznych. W 2011 roku Unia Europejska wprowadziła minimalne wymagania w zakresie sprawności silników prądu przemiennego. Dyrektywa Ecodesign ustanawia ramy prawne określające wymagania dla wszystkich produktów związanych z energią i potencjałem do jej oszczędzania w odniesieniu do krajowych, handlowych i przemysłowych sektorów w całej Europie.

Dyrektywa „Ecodesign" zwana jest także ErP, od swego pełnego tytułu Ecodesign Directivefor Energy Related Products (ErP) 2009/125/EC. Zastąpiła ona Dyrektywę EuP (Energy Using Products).
Na podstawie dyrektywy powstał szereg rozporządzeń, w tym znane rozporządzenie określające wymagania dotyczące minimalnych standardów efektywności (MEPS - minimum efficien-cy performance standards).

Różne przepisy dotyczące efektywności energetycznej na całym świecie często są oparte na tych samych standardach technicznych. Różnice między poszczególnymi krajami czy regionami dotyczą jedynie czasu wprowadzenia i wymaganego poziomu sprawności (IE2, IE3 itp.). Wymogi dotyczące dyrektywy Ecodesign, które są ustanowione i dotyczą Unii Europejskiej, można łatwo porównać z podobnymi inicjatywami w Ameryce Północnej i Australii.

Wcześniej wspomniane minimalne wymagania wydajności dla silników (MEPS) są określone przez prawo. Rozporządzenie Komisji 640/2009 UE określa minimalną klasę efektywności dla zdefiniowanej grupy silników. Na początku 2014 roku rozszerzono zakres dodatkową zmianą 4/2014.

Jak klasyfikowane są silniki oraz przetwornice częstotliwości?

Jak pokazano w tabeli 1, wymogi co do silników są jasno określone i obowiązują praktycznie od 5 lat. Z początkiem zeszłego roku zostały one jeszcze bardziej zaostrzone w zakresie 7,5-375 kW. Oznacza to w praktyce, że każdy nowo kupowany i instalowany silnik z tego zakresu mocy powinien być albo w klasie IE3 albo IE2, ale współpracować z przetwornicą częstotliwości. Norma IEC 60034-30-1 określa dla silników klasy efektywności IE1-IE4. W rozporządzeniu UE obecnie używane są tylko klasy IE1 - IE3.Wymagania dotyczące minimalnej sprawności i wydajności odnoszą się do większości silników spełniających między innymi poniższe kryteria:
- praca ciągła SI lub praca przerywana S3 z założonym czasem
- pracy >80%;
- 2 do 6 biegunów;
- zakres mocy 0,75-375 kW;
- napięcie znamionowe do 1000 V.

Nowością jest, że dyrektywa EcoDesign promuje poprawę efektywności energetycznej w odniesieniu nie tylko do silników elektrycznych, ale także do przetwornic częstotliwości. Podobnie do klasyfikacji IE silników norma EN50598-2 wprowadza również klasy IE dla przemienników częstotliwości.

Klasy IE dla przetwornic dotyczą:
- zakresu mocy od 0,12 do 1000 kW;
- napięcie znamionowe 100-1000 V;
- systemy jednoosiowe AC/AC.

Straty obliczane są przy 90% częstotliwości i 100% momencie obciążenia. Pomiarom podlegają standardowe urządzenia, nie przewiduje się specjalnych trybów testowych i pomiar dotyczy także wbudowanych elementów, takich jak filtry RFI, sterowniki czy opcje. Co ważne, straty dla urządzeń dodatkowych nie-wbudowanych, takich jak: zewnętrzne filtry RFI, opcje etc, nie są uwzględniane do klasyfikacji IE. Natomiast muszą być podawane w dokumentacji, jeśli są większe niż 0,1% mocy przetwornicy częstotliwości i wynoszą więcej niż 5 W całkowicie. Jest to szczególnie ważne z punktu widzenia klienta, który bez takich informacji mógłby ocenić dwie w sumie różne przetwornice częstotliwości jako takie same i kierować się tylko ceną. Jednak po dodaniu strat wynikających z tego, że pewne elementy są zewnętrzne, i dodatkowych kosztów związanych z instalacją klient będzie w stanie sam określić opłacalność i energooszczędność danego rozwiązania.