Быстро найдите нужный вам товар.
Для инженеров предприятий и отделов закупок, сравнивающих двигатели IE3 и IE4, прямой ответ очевиден. Двигатель IE4 находится на один уровень полной эффективности выше двигателя IE3 в соответствии с системой классификации IEC 60034-30-1, и преимущество в эффективности является наибольшим при меньших размерах корпуса, но оно постепенно сужается по мере увеличения мощности двигателя. А Двигатель сверхвысокого КПД YE4/IE4 как правило, является более подходящим вариантом, когда оборудование работает в течение длительного времени под постоянной нагрузкой, например, вентиляторы непрерывного действия, воздуходувки, насосы и компрессоры. А Высокоэффективный двигатель YE3/IE3 остается практичным и широко используемым вариантом для машин, работающих с перерывами, при переменной нагрузке или в более короткие смены.
В разделах ниже представлены данные по эффективности, лежащие в основе этой рекомендации, показано, как сравнивается энергопотребление IE3 и IE4 в реальных часах работы, и объясняется, как подобрать конфигурацию полюсов и тип режима работы для конкретного приложения.
В соответствии с международным стандартом классификации эффективности IEC 60034-30-1, трехфазные асинхронные двигатели сгруппированы в определенные классы эффективности в зависимости от того, сколько входной электрической энергии теряется в виде тепла при номинальной нагрузке. Повышение на одну ступень класса означает, что двигатель преобразует большую часть входной мощности в полезную мощность на валу при той же номинальной мощности и скорости. Фреймворк является технологически нейтральным, поэтому электродвигатель IE4 а двигатель IE3 с одинаковым типоразмером может иметь очень схожие монтажные размеры, работая при разных уровнях потерь.
Двигатели сверхвысокого КПД YE4/IE4 охватывают диапазон мощности от 0,75 до 375 кВт, имеют 2-полюсные, 4-полюсные, 6-полюсные и 8-полюсные конфигурации со скоростью от 750 до 3000 об/мин. Это ставит линейку YE4/IE4 на шаг выше высокоэффективной серии YE3/IE3, которая охватывает мощность от 0,75 до 315 кВт при тех же конфигурациях полюсов и соответствует стандарту эффективности третьего уровня GB18613-2020, широко используемому промышленными покупателями. Для объекта, который уже отслеживает данные эффективности IE3 IE4 в списке оборудования, конфигурация полюсов и серия корпусов обычно переносятся напрямую, что упрощает планирование пути обновления.
| Класс эффективности | Обозначение МЭК | Типичная рыночная позиция |
|---|---|---|
| IE1 | Стандартная эффективность | В значительной степени исключено из новых промышленных установок |
| IE3 | Премиальная эффективность | Общая базовая линия для общепромышленных двигателей |
| IE4 | Суперпремиум-эффективность | Уровень сверхвысокоэффективных двигателей, серия YE4/IE4 |
| IE5 | Ультра-премиум-эффективность | Новый уровень, ограниченный избранными технологиями двигателей. |
Эталонные значения эффективности при полной нагрузке, опубликованные для четырехполюсных двигателей с частотой 50 Гц в соответствии со стандартом IEC 60034-30-1, дают четкое представление о том, как Высокоэффективный двигатель IE4 сравним с двигателем IE3 той же номинальной мощности. В приведенной ниже таблице показаны четыре распространенных номинала промышленной мощности.
Рисунок 1. Эталонный КПД при полной нагрузке, четырехполюсный, 50 Гц, сравнение двигателей IE3 и IE4 для выбранных номинальных мощностей на основе опубликованных значений класса IEC 60034-30-1.
| Мощность | Эффективность IE3 | Эффективность IE4 | Повышение эффективности |
|---|---|---|---|
| 7,5 кВт | 90,1% | 90,4% | 0,3 п.п. |
| 22 кВт | 92,7% | 93,0% | 0,3 п.п. |
| 55 кВт | 94,3% | 94,6% | 0,3 п.п. |
| 110 кВт | 95,2% | 95,4% | 0,2 п.п. |
Разрыв в эффективности IE3 и IE4 выглядит небольшим в процентном отношении, но при постоянной полной нагрузке в течение тысяч часов работы в год даже доля процентного пункта приводит к измеримой разнице в потребляемой электрической мощности, необходимой для одинаковой механической мощности.
Входная мощность двигателя равна выходной мощности, деленной на КПД, а разница между входной и выходной мощностью рассеивается в виде потерь. Применение этого соотношения к двигателю мощностью 55 кВт, работающему при полной нагрузке в течение 8000 часов в год (обычный рабочий цикл для вентиляторов и насосов непрерывного режима работы), показывает, как потребление энергии IE3 и IE4 различается с течением времени.
Рисунок 2. Иллюстративные совокупные потери энергии за пять лет для двигателя мощностью 55 кВт при полной нагрузке, 8000 часов работы в год, сравнение IE3 и IE4.
В этом примере за пять лет непрерывной работы разрыв между двумя линиями на рисунке 2 составляет примерно 7,2 МВтч накопленных потерь энергии, которых удалось избежать с помощью двигателя IE4, что иллюстрирует потенциал экономии энергии двигателя IE4 для приложений с большим временем работы. Этот пример является иллюстративным, и фактические результаты зависят от нагрузки, условий окружающей среды и электрических характеристик объекта.
Двигатели меньшего размера несут пропорционально более высокие потери на паразитную нагрузку и потери на трение по сравнению с их номинальной мощностью, что оставляет больше возможностей для улучшения при переходе от IE3 к IE4. Двигатели с корпусом большего размера уже работают близко к своему практическому потолку эффективности при IE3, поэтому дополнительный прирост в процентных пунктах, доступный при IE4, становится меньше по мере увеличения номинальной мощности. Эта закономерность видна в опубликованных справочных значениях IEC 60034-30-1, показанных ниже.
Рисунок 3. Повышение эффективности IE4 по сравнению с IE3, в процентных пунктах, для выбранных меньших номинальных мощностей.
| Мощность | Повышение эффективности, IE3 to IE4 |
|---|---|
| 0,75 кВт | 1,8 п.п. |
| 2,2 кВт | 0,8 п.п. |
| 5,5 кВт | 0,4 п.п. |
| 15 кВт and above | 0,2 п.п. |
Это не означает, что модернизация небольшого двигателя обеспечивает более абсолютную экономию энергии двигателя IE4, чем модернизация большого двигателя. Небольшой двигатель с большим коэффициентом усиления в процентном отношении по-прежнему потребляет гораздо меньше общей энергии, чем большой двигатель, поэтому практический объем сэкономленной энергии обычно по-прежнему благоприятствует установкам с более высокой мощностью и большим временем работы, хотя процентный разрыв там уже.
Скорость, с которой экономия энергии двигателя IE4 накапливается в более коротком периоде окупаемости двигателя IE4, зависит от того, как двигатель фактически используется изо дня в день, а не только от класса эффективности. Приведенные ниже факторы оказывают наибольшее влияние на то, насколько быстро на практике становится значимым разрыв в эффективности между двигателями IE3 и IE4.
Как правило, в приложениях с большим количеством часов работы в год и стабильным коэффициентом нагрузки, близким к номинальной мощности, электродвигатель IE4 быстрее всего накапливает свою экономию энергии, в то время как приложения с коротким временем работы или сильно меняющейся нагрузкой требуют более длинной взлетно-посадочной полосы, прежде чем разница станет значительной.
Эффективность — это лишь один из аспектов сравнения двигателей IE3 и IE4 в повседневной эксплуатации. На приведенной ниже диаграмме в качестве относительной иллюстрации показаны шесть часто обсуждаемых параметров производительности, основанных на общих конструктивных характеристиках, связанных с двигателями класса эффективности премиум-класса и суперпремиум-класса в соответствии с IEC 60034-30-1, а не на сертифицированных цифрах для одного конкретного устройства.
Рисунок 4. Наглядное сравнительное сравнение характеристик двигателей IE3 и IE4.
Двигатели сверхвысокого КПД YE4/IE4 построены на базе высокопрочного чугунного корпуса в сочетании с системой охлаждения и изоляции, рассчитанной на стабильную длительную работу, как показано в упрощенной форме ниже.
Рис. 5. Упрощенная структурная иллюстрация корпуса сверхвысокоэффективного двигателя YE4/IE4 и канала охлаждения.
Выбор между двигателем IE3 и двигателем IE4 также предполагает соответствие конфигурации полюсов фактической нагрузке. В таблице ниже приведены общие рекомендации для диапазона от 2 до 8 полюсов, доступного в сериях YE4/IE4.
| Конфигурация полюсов | Синхронная скорость | Лучше всего подходит для |
|---|---|---|
| 2-полюсный | 3000 об/мин | Высокоскоростное оборудование с небольшой нагрузкой, такое как вентиляторы и воздуходувки. |
| 4-полюсный | 1500 об/мин | Промышленное оборудование общего назначения с умеренными потребностями в скорости и крутящем моменте. |
| 6-полюсный | 1000 об/мин | Приложения, требующие более стабильного крутящего момента на пониженной скорости. |
| 8-полюсный | 750 об/мин | Высокомоментное и тяжелонагруженное оборудование, такое как смесительное оборудование, горнодобывающее и металлургическое оборудование. |
Высокоскоростные 2-полюсные конфигурации хорошо подходят для вентиляторов и других высокоскоростных систем с небольшой нагрузкой, тогда как низкоскоростные 8-полюсные конфигурации обеспечивают больший выходной крутящий момент для смесительного оборудования, горнодобывающей и металлургической промышленности. Предприятия, которые чувствительны к потреблению электроэнергии, постоянно используют оборудование и планируют модернизацию энергоэффективного оборудования, как правило, лучше всего подходят для Мотор сверхвысокого КПД YE4/IE4 линия.
Линии YE4/IE4 и YE3/IE3 продолжают работать на современных предприятиях, часто бок о бок на одном производственном участке. В списках ниже показано, где обычно указывается каждый параметр.
Zhejiang Kuayue Motor Co., Ltd. — экспортно-ориентированный производитель, расположенный в районе Луцяо города Тайчжоу провинции Чжэцзян и объединяющий исследования и разработки, производство, продажи и экспорт. Компания работает в автомобильной промышленности уже 34 года, имеет производственную базу площадью 29 му и команду из более чем 30 сотрудников. Как производитель сверхвысокоэффективных двигателей YE4/IE4 и высокоэффективных двигателей YE3/IE3, компания Zhejiang Kuayue поставляет трехфазные асинхронные двигатели и решения для промышленных насосов клиентам в более чем 20 провинциях Китая, а также на экспортных рынках Европы, Америки, Юго-Восточной Азии и Ближнего Востока, обслуживая такие отрасли, как горнодобывающая промышленность, химическая обработка, насосные и системы отопления, вентиляции и кондиционирования, текстильная промышленность, подъемное оборудование, станки и портовая строительная техника. Помимо стандартных продуктовых линеек, компания также поддерживает настройку ODM и OEM для покупателей с особыми требованиями к раме, клеммной коробке или монтажу.
Двигатель IE4 — это трехфазный асинхронный двигатель, созданный для достижения класса эффективности Super Premium, определенного стандартом IEC 60034-30-1, что на один уровень выше класса эффективности IE3 Premium при той же номинальной мощности и скорости.
Маркировка IE4 указывает, что двигатель разработан для достижения уровней эффективности, связанных с классом эффективности Super Premium в соответствии с классификацией IEC 60034-30-1, а не относится к торговой марке или названию модели.
Основное отличие заключается в эффективности полной нагрузки при одном и том же типоразмере и номинальной мощности: двигатели IE4 обычно работают с меньшими потерями энергии, чем двигатели IE3, особенно в корпусах меньшего размера. Структурные детали, такие как класс изоляции и степень защиты, могут быть одинаковыми для обеих линий, при этом класс эффективности является основным отличительным фактором.
Под сверхвысокоэффективным двигателем обычно понимается двигатель, соответствующий классу эффективности IE4 Super Premium или выше и предназначенный для снижения электрических потерь во время непрерывной работы по сравнению с двигателями стандартного или премиум-класса эффективности.
В соответствии с действующим стандартом IEC 60034-30-1 эффективность IE5 Ultra Premium находится выше IE4, хотя доступность IE5 в настоящее время более ограничена в зависимости от номинальной мощности и технологий двигателей по сравнению с широко доступными линейками IE3 и IE4.
Согласно опубликованным эталонным значениям IEC 60034-30-1, прирост эффективности от IE3 до IE4 обычно колеблется примерно от 0,2 до 0,3 процентных пункта при средней и высокой номинальной мощности, с большим приростом примерно на 1-2 процентных пункта при меньших номинальных мощностях ниже нескольких киловатт.
IE5 находится на один уровень классификации выше IE4 в соответствии с IEC 60034-30-1, что означает дальнейшее снижение потерь энергии, хотя двигатели IE5 менее широко доступны во всем диапазоне мощностей и полюсов, которые в настоящее время охватывают двигатели IE3 и IE4.
Правильный выбор зависит от того, как будет использоваться двигатель и что имеется в наличии для требуемой номинальной мощности и конфигурации полюсов. Для применений с большим количеством часов работы в год и стандартными требованиями к корпусу двигатель IE4 в настоящее время является более широко доступным вариантом со сверхвысоким КПД, тогда как IE5 в настоящее время остается более узкой и более специализированной категорией.
