ГОСТ IEC 60034-30-1-2016

     

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ

Часть 30-1

Классы КПД двигателей переменного тока, работающих от сети (код IE)

Rotating electrical machines. Part 30-1. Efficiency classes of line operated AC motors (IE code)

МКС 29.160

Дата введения 2018-03-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") и Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 сентября 2016 г. N 91-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 июня 2017 г. N 532-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 60034-30-1-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2018 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 60034-30-1:2014* "Машины электрические вращающиеся. Часть 30-1. Классы КПД двигателей переменного тока, работающих от сети (код IE)" ["Rotating electrical machines - Part 30-1: Efficiency classes of line operated AC motors (IE code)", IDT].

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации TC 2 "Вращающиеся машины" Международной электротехнической комиссии (IEC).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты" (по состоянию на 1 января текущего года), а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт разработан для всеобщей гармонизации классов энергоэффективности электрических машин. Он распространяется на все типы электрических машин, предназначенных для питания от сети (включая те, которые пускаются при пониженном напряжении). Это касается всех одно- и трехфазных асинхронных двигателей, независимо от их номинального напряжения и частоты, а также двигателей с постоянными магнитами и пуском от сети.

Вторая часть данной серии стандартов (IEC 60034-30-2) будет посвящена двигателям, предназначенным для питания от регулируемых источников напряжения и частоты, таким как синхронные машины. Во второй части также рассмотрены гармонические потери в двигателях, предназначенных для питания от сети, но работающих с преобразователями частоты.

Настоящий стандарт по сравнению с IEC 60034-30 охватывает значительно более широкую область продукции. По диапазону мощностей она теперь распространяется от 0,12 до 1000 кВт. Охватываются все типы двигателей, питающиеся от сети, а не только трехфазные асинхронные с короткозамкнутым ротором, как в предыдущем стандарте.

В настоящий стандарт впервые включен класс IE4. Поэтому справочное определение IE4, приведенное в стандарте IEC/TS 60034-31:2010, устарело.

Новый класс IE5 пока детально не определен, однако предусмотрен для перспективной продукции в следующем издании стандарта.

Вообще говоря, для двигателя одной и той же мощности и габарита проще добиться более высокой энергоэффективности (КПД) при питании от сети с частотой 60 Гц, нежели от сети 50 Гц, как это пояснено в Примечании 1.

Примечание 1 - Поскольку возможности и габариты двигателя связаны с развиваемым им моментом на валу, а не мощностью, последняя для односкоростных двигателей растет пропорционально скорости, т.е. на 20% при переходе частоты от 50 до 60 Гц.

В асинхронных двигателях малой и средней мощности доминируют активные потери в обмотках IR. Они на частотах 50 и 60 Гц при постоянном моменте практически не меняются. Несмотря на то, что потери на трение, вентиляционные и в стали возрастают с частотой, это не оказывает решающего влияния на суммарные потери в двигателях. В результате суммарные потери при частоте 60 Гц возрастают менее чем на 20%, что приводит к увеличению КПД по сравнению с частотой 50 Гц.

На практике как для частоты 60 Гц, так и для частоты 50 Гц маркировка мощности должна соответствовать уровням, регламентируемым IEC 60072-1. Поэтому увеличение мощности на 20% не всегда возможно. Однако общее преимущество частоты 60 Гц остается, если конструкция двигателя оптимизирована для соответствующей частоты питания.

Разница в КПД при частотах 50 и 60 Гц зависит от числа полюсов и габарита двигателя. Как правило, можно считать, что КПД трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором мощностью от 0,75 до 375 кВт при 60 Гц выше в сравнении с 50 Гц на величину от 2,5% до 0,5%. Исключение составляют мощные 2-полюсные двигатели, у которых при 60 Гц КПД может быть ниже из-за высоких потерь на трение, вентиляционных и в стали.

Настоящий стандарт не предполагает, что все изготовители будут выпускать двигатели всех классов или со всеми номинальными параметрами конкретного класса.

Целесообразно выбирать класс энергоэффективности в соответствии с областью применения двигателей и в зависимости от продолжительности их работы. В частности, для двигателей, работающих кратковременно, может оказаться нерациональным использование двигателей с повышенным КПД из-за повышенных инерционности и пусковых потерь.

Примечание 2 - Более детальное руководство по применению см. в IEC/ТS 60034-31.

Для успешного продвижения на рынок двигатели повышенного класса энергоэффективности должны удовлетворять национальным и региональным стандартам в части соотношения полезной мощности и размеров (габаритов, фланца и т.п.). Существует целый ряд подобных рамочных стандартов (EN 50347, JIS C 4212, NBR 7094, NEMA MG1, SANS 1804-1 и др.), которые не являются стандартами IEC. Поскольку настоящий стандарт определяет классы энергоэффективности независимо от ограничений по размерам, не представляется возможным изготавливать для всех рынков двигатели с высокими классами энергоэффективности при сохранении размеров, определяемых национальными и региональными стандартами.

Использование IE кодов не ограничивается двигателями, но может применяться для классификации преобразователей частоты или редукторов.

Можно допустить классификацию других компонентов по сходной системе, когда компонент с наименьшим КПД будет соответствовать классу IE1, а с наибольшим - IE5.

Сочетания компонентов (как, например, электропривод) будут нуждаться в комплексной классификации энергоэффективности, которая во избежание недоразумений должна обозначаться по иному, нежели IE, и отражаться в других стандартах IEC.

Классы энергоэффективности настоящего стандарта для 50 Гц и 60 Гц не охватывают полностью все двигатели по числам пар полюсов и мощностям.

Примечание 3 - Значения энергоэффективности для частоты 60 Гц назначены как соответствующие официальным требованиям США.

Примечание 4 - Значения энергоэффективности для частоты 50 Гц для двигателей от 0,75 кВт до 375 кВт остаются неизменными как соответствующие Европейским официальным требованиям.

     1 Область применения

Настоящий стандарт определяет классы энергоэффективности односкоростных электрических машин, соответствующих IEC 60034-1 или IEC 60079-0, рассчитанных на работу от источника синусоидального напряжения и

- имеющих номинальную мощность от 0,12 кВт до 1000 кВт;

- имеющих номинальное напряжение от 50 В до 1 кВ;

- имеющих число полюсов 2, 4, 6 и 8;

- способных работать в продолжительном режиме при номинальной мощности с превышением температуры, находящемся в допустимых для данного класса изоляции пределах.

Примечание 1 - Большинство двигателей, на которые распространяется настоящий стандарт, предназначены для работы в режиме S1 (продолжительный режим). Однако, некоторые двигатели, предназначенные для работы в других режимах, могут работать и в продолжительном при номинальной мощности, на них также распространяется настоящий стандарт;

- предназначенных для работы при температуре окружающей среды в диапазоне от минус 20єС до плюс 60°C.

Примечание 2 - Значения номинального КПД и класса энергоэффективности представлены для температуры 25°C окружающей среды в соответствии с IEC 60034-2-1.

Примечание 3 - Двигатели, предназначенные для работы при температурах вне указанного диапазона, имеют специальную конструкцию, следовательно, не входят в область применения настоящего стандарта.

Примечание 4 - Двигатели систем дымоудаления с классом нагревостойкости до 400°С включительно входят в область применения настоящего стандарта;

- предназначенных для работы на высоте до 4000 м над уровнем моря.

Примечание 5 - Значения номинального КПД и класса энергоэффективности основаны на номинальных данных при высоте над уровнем моря до 1000 м.

Стандарт устанавливает шкалу предельных значений КПД в зависимости от частоты, числа пар полюсов и мощности двигателя. Нет никаких различий между типами двигателей, в том числе отличающихся усиленной изоляцией, разработанными для питания от преобразователей, что может помешать двигателю достичь высокого класса энергоэффективности (см. таблицу 1). Это позволяет сопоставить различные типы двигателей с точки зрения их потенциала энергоэффективности.

Примечание 6 - Ответственные лица национальных регулирующих органов могут рассматривать вышеприведенные ограничения при создании минимальных требований по энергоэффективности отдельных типов двигателей.

Энергоэффективность управляемого электропривода не входит в область применения настоящего стандарта. В частности, потери в двигателе от гармоник питающего напряжения, потери в кабелях, фильтрах, преобразователях частоты не рассматриваются в настоящем стандарте.

Стандарт распространяется на двигатели с фланцами, установочными размерами и/или валами, отличающимися от указанных в IEC 60072-1.

Стандарт распространяется также на мотор-редукторы, имеющие нестандартные валы и фланцы.

Стандарт не распространяется на следующие категории двигателей.

- Односкоростные двигатели с 10 и более полюсами и многоскоростные двигатели.

- Двигатели с механическим коммутатором (например, машины постоянного тока).

- Двигатели, полностью встроенные в устройство (насосы, вентиляторы, компрессоры), которые не могут быть испытаны отдельно, даже при предоставлении временного доступа к заднему и торцевому подшипниковым щитам двигателя. Это означает, что двигатель должен:

a) иметь общие компоненты (помимо таких соединительных деталей, как болты) с приводным механизмом (например, вал или корпус),

b) быть сконструирован таким образом, чтобы не позволить двигателю работать отдельно от механизма. То есть, двигатель не попадает в область применения настоящего стандарта, если при отделении его от механизма он утрачивает работоспособность.

(TEAO, IC418) Настоящим стандартом охвачены полностью закрытые машины с поверхностным наружным охлаждением от внешнего вентиляционного обдува. Испытание энергоэффективности таких машин может быть выполнено путем снятия вентилятора и обдува внешним вентилятором, создающим такой же поток воздуха, как и штатный.

- Двигатели с встроенными преобразователями частоты (компактные электроприводы), в которых двигатель не может быть испытан отдельно от преобразователя. Классификация энергоэффективности компактных электроприводов должна основываться на всем устройстве (управляемом электроприводе) и определяться в отдельном стандарте.

Примечание 7 - Двигатель входит в область применения настоящего стандарта, если он может быть отделен от преобразователя и испытан независимо от преобразователя.

- Двигатели с встроенным тормозом, когда тормоз не может быть ни снят, ни запитан от отдельного источника во время испытания энергоэффективности двигателя.