5422_tabela_1.png
2020-05-18
Nowe wymagania w zakresie minimalnego poziomu sprawności silników asynchronicznych

Nowe wymagania w zakresie minimalnego poziomu sprawności silników asynchronicznych wprowadzanych na rynek Unii Europejskiej – Rozporządzenie Komisji UE 2019/1781

Rozwój szeroko pojętego przemysłu nie może odbywać się kosztem środowiska naturalnego. Liczne ograniczenia dotyczące emisji szkodliwych gazów, będących skutkiem ubocznym procesów wytwarzania energii (np. z węgla) są bodźcem do poszukiwania nowych źródeł energii (m.in. źródła odnawialne) oraz ulepszania aktualnie istniejących urządzeń i procesów przemysłowych w celu ograniczenia zużycia produkowanej energii. Dodatkowym czynnikiem determinującym ww. działania jest znaczący wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną w stosunku do możliwości wytwórczych.
Około 50% energii elektrycznej wyprodukowanej w Polsce wykorzystywane jest przez układy napędowe z silnikami elektrycznymi. Z tego względu zastosowanie energooszczędnych układów napędowych z silnikami elektrycznymi o wysokiej sprawności może przynieść znaczące efekty w ograniczaniu ww. negatywnych skutków rozwoju naszego kraju przy jednoczesnym zapewnieniu wymiernych oszczędności dla użytkownika. 
Podstawową wielkością określającą przewidywane oszczędności wynikające z zastosowania silnika energooszczędnego jest jego sprawność, która powiązana jest z klasą sprawności.
Na terenie Unii Europejskiej podział silników elektrycznych pod kątem sprawności odbywa się przy wykorzystaniu klasyfikacji IE (International Efficiency) wg normy EN 60034-30-1:2014:

Przyporządkowanie silnika do danej klasy sprawności następuje przez porównanie sprawności silnika wyznaczonej według ustalonej metody pomiaru (wg normy EN 60034-2-1) z wymaganiami minimalnej sprawności dla danej klasy sprawności IE

Należy podkreślić, że norma EN 60034-30-1, określająca klasy sprawności silników (IE) i powiązane z nimi minimalne wartości sprawności, jak wszystkie inne normy jest dokumentem do dobrowolnego stosowania – wymagania prawne (obligatoryjne) w zakresie minimalnego poziomu sprawności silników wprowadzanych na rynek UE określone są w Dyrektywie Parlamentu Europejskiego i Rady oraz powiązanych z nią Rozporządzeniach.
W październiku 2019 roku Komisja Europejska opublikowała nowe Rozporządzenie 2019/1781 (uchylające dotychczasowe Rozporządzenia 640/2009 i 4/2014) dotyczące minimalnych sprawności silników elektrycznych oraz przemienników częstotliwości wprowadzanych na rynek UE. Przedmiotowe Rozporządzenie związane z Dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE, określa nie tylko minimalne wartości sprawności i skojarzone z nimi klasy sprawności (zbieżne z klasami sprawności IE zdefiniowanymi w normie EN 60034-30-1), ale również definiuje cechy silników, które podlegają pod to Rozporządzenie (istnieją pewne wykluczenia).

Nowe Rozporządzenie UE 2019/1781 dotyczące minimalnej sprawności silników elektrycznych - zakres obowiązywania

Rodzaje silników

  • ogólnego przeznaczenia
  • z przekładnią
  • wyposażone w hamulec
  • przeciwwybuchowe

Napięcie znamionowe

50V ÷ 1000V

Częstotliwość znamionowa

50Hz lub 60Hz

Zakres mocy

0,12kW ÷ 1000kW

Rodzaj pracy

S1, S3≥80 %, S6≥80 %

Liczba biegunów

2p=2, 4, 6, 8

Klasy sprawności

  • IE2 (wysoka)
  • IE3 (premium)
  • IE4 (super premium)

Temperatura otoczenia

-30°C ÷ +60°C

Temperatura wody chłodzącej

(dla silników o chłodzeniu wodnym)

0°C ÷ +32°C

Wysokość zainstalowania

do 4000 m n.p.m.

Silniki wyłączone z nowego Rozporządzenia

  • wielobiegowe, pierścieniowe i z mechanicznymi komutatorami
  • stanowiące integralną część produktu/urządzenia pod warunkiem, że sprawność silnika nie może być wyznaczona po wymontowaniu silnika z produktu/urządzenia
  • z zabudowanym przemiennikiem częstotliwości pod warunkiem, że sprawność silnika nie może być wyznaczona z pominięciem przemiennika częstotliwości
  • z zabudowanym hamulcem pod warunkiem, że hamulec stanowi integralną część konstrukcji silnika (jeżeli hamulec nie może być zdemontowany z silnika na czas badania jego sprawności)
  • zatapialne (zaprojektowane i przeznaczone do pracy przy pełnym zanurzeniu w cieczy)
  • spełniające szczególne warunki dotyczące bezpieczeństwa obiektów jądrowych zdefiniowane w art. 3 dyrektywy Rady 2009/71/EURATOM
  • przeciwwybuchowe zaprojektowane i certyfikowane na potrzeby przemysłu górniczego
  • w urządzeniach bezprzewodowych lub zasilanych za pomocą akumulatorów oraz w przenośnych urządzeniach sterowanych ręcznie, przenoszonych podczas działania
  • w urządzeniach przystosowanych do obsługi ręcznej, których ciężar podczas działania jest podtrzymywany ręką
  • w pełni zabudowane  niewentylowane
  • wprowadzone do obrotu przed dniem 2029-07-01 jako zamienniki identycznych silników stanowiących nieodłączną część produktów wprowadzonych do obrotu przed dniem 2022-07-01, wprowadzane do obrotu specjalnie w tym celu
  • zaprojektowane specjalnie na potrzeby elektrycznych pojazdów trakcyjnych

 

Nowe Rozporządzenie Komisji Europejskiej 2019/1781 wprowadza szereg zmian i nowych wyzwań przed producentami silników elektrycznych oraz ich użytkownikami. Najważniejsze z nich to wymaganie sprawności w klasie IE3 dla silników przeciwwybuchowych (z wyłączeniem silników przeznaczonych dla przemysłu górniczego), określenie minimalnej klasy sprawności IE4 dla silników o mocy od 75kW do 200kW oraz wprowadzenie poziomu IE3 również dla silników dedykowanych do zasilania z przemienników częstotliwości – szczegóły wymagań wraz z datami obowiązywania podano w poniższej tabeli.

Typ silnika

Wymagana klasa sprawności

Silniki ogólnego przeznaczenia

Silniki przeciwwybuchowe z wyłączeniem silników

dla przemysłu górniczego

Budowy wzmocnionej

(Ex eb)

Pozostałe

3-fazowy

IE2

2p = 2 ÷ 8

0,12kW ÷ 0,75kW

2p = 2 ÷ 8

0,12kW ÷ 1000kW

nie dotyczy

od 2021-07-01

od 2023-07-01

IE3

2p = 2 ÷ 8

0,75kW ÷ 1000kW

nie dotyczy

2p = 2 ÷ 8

0,75kW ÷ 1000kW

od 2021-07-01

od 2021-07-01

IE4

2p = 2 ÷ 6

75kW ÷ 200kW

nie dotyczy

nie dotyczy

od 2023-07-01

1-fazowy

IE2

≥0,12kW

od 2023-07-01

 

Przedmiotowe Rozporządzenie UE 2019/1781 w zakresie minimalnego poziomu sprawności definiuje również wymagania dla Państw członkowskich odnośnie weryfikacji efektywności energetycznej silników dostępnych na rynku oraz wytyczne dla producentów w kwestii dokumentacji technicznej dołączanej do silników.
Pełny tekst zatwierdzonej wersji roboczej przedmiotowej Regulacji dostępny jest na stronie Komisji Europejskiej.

Na podstawie analiz przeprowadzonych przez Komisję Europejską, szacuje się, że przedmiotowe nowe wymagania w zakresie sprawności silników (określone w nowym Rozporządzeniu) przyczynią się do ograniczenia rocznego zużycia energii elektrycznej o około 10TWh oraz do zmniejszenia rocznej emisji gazów cieplarnianych o 3Mt ekwiwalentu dwutlenku węgla  do roku 2030.

 

Opracował: mgr. inż. Adam Owczarzy

 

Powrót