ГОСТ IEC/TS 60034-30-2-2021

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ

Часть 30-2

Классы эффективности двигателей переменного тока с регулированием частоты вращения (код IE)

Rotating electrical machines. Part 30-2. Efficiency classes of variable speed AC motors (lE-code)

МКС 29.160.01

Дата введения 2022-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "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") 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 30 июня 2021 г. N 141-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 августа 2021 г. N 675-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC/TS 60034-30-2-2021 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2022 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному документу IEC/TS 60034-30-2:2016* "Машины электрические вращающиеся. Часть 30-2. Классы эффективности двигателей переменного тока с регулированием частоты вращения (код IE)" ("Rotating electrical machines - Part 30-2: Efficiency classes of variable speed 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 ТС 2 "Вращающиеся машины" Международной электротехнической комиссии (IEC).

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

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

Введение

Настоящий стандарт разработан для всеобщей гармонизации классов энергоэффективности электрических машин с регулированием частоты вращения. Он распространяется на все типы низковольтных электрических машин переменного тока с регулируемой частотой вращения в зоне работы с постоянным потоком. Электронный преобразователь частоты обеспечивает регулирование напряжения и частоты.

Примечание - К настоящему времени действие IEC/TS 60034-2-3, являющегося испытательной основой данного документа, ограничено асинхронными двигателями. Однако метод 3-С "Вход-выход" применим ко всем типам регулируемых двигателей переменного тока. Следующие издания IEC/TS 60034-2-3 будут иметь более широкую сферу применения и распространяться на процедуры испытаний синхронных машин.

Настоящий стандарт регламентирует энергоэффективность двигателей переменного тока, рассчитанных на регулируемые напряжение и частоту, в частности, асинхронных и синхронных, не входящих в область распространения IEC 60034-30-1. Он гармонизирован с IEC 61800-9-2, в котором дается IE-классификация преобразователей частоты (комплектных преобразователей CDM), а также IES-классификация комплектных электроприводов (PDS).

Эффективный двигатель сам по себе не гарантирует энергетическую эффективность электропривода в целом. Потребители должны выбрать класс энергоэффективности в соответствии с областью применения в зависимости от требуемых режимов работы скорость - нагрузка в течение определенного времени.

Может оказаться нецелесообразным использование двигателя S1, имеющего высокий класс IE, в повторно-кратковременном или кратковременном режиме или при неполной нагрузке. Использование оценки комплексной энергоэффективности продукции [Extended Product Approach (ЕРА)], как это предусмотрено в следующих изданиях стандартов серии IEC 61800-9, поможет в сферах потребления выбирать наиболее энергоэффективные решения электроприводов и их элементов.

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

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.

     1 Область применения

Настоящий стандарт определяет классы энергоэффективности вращающихся электрических машин с регулированием частоты вращения, не входящих в область применения IEC 60034-1.

Настоящий стандарт распространяется исключительно на машины:

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

- имеющие номинальное напряжение от 50 В до 1 кВ;

- имеющие номинальную частоту вращения от 600 до 6000 об/мин;

- спроектированные для способов охлаждения IC4A1A0 (IC410), IC4A1A6 (IC416), IC4A1A8 (IC418) (IC410) по стандарту IEC 60034-6;

- способные работать в продолжительном режиме при номинальных параметрах (момент/мощность, частота вращения) 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. Двигатели, предназначенные для работы в режимах от S3 до S10 с коэффициентом заполнения цикла 80% и выше, также могут быть включены в сферу действия настоящего стандарта;

- предназначенные для работы при температуре окружающей среды в диапазоне от минус 20°С до плюс 60°С.

Примечание 2 - Значения номинального КПД и класса энергоэффективности представлены для температуры 25°С окружающей среды в соответствии с IEC 60034-2-1 и IEC/TS 60034-2-3.

Примечание 3 - Двигатели, предназначенные для работы при температурах вне диапазона от минус 20°С до плюс 60°С, имеют специальную конструкцию, следовательно, не входят в область применения настоящего стандарта.

Примечание 4 - Настоящий стандарт распространяется на двигатели дымососов с классом нагревостойкости до 400°С включительно;

- предназначенные 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.

Настоящий стандарт охватывает только двигатели, предназначенные для работы с синусоидальной основной гармоникой тока, например, синхронные машины с постоянными магнитами с наличием или отсутствием дополнительного реактивного момента, синусоидальные реактивные синхронные машины и синхронные машины с обмотками возбуждения на постоянном токе. Он распространяется также на асинхронные двигатели, предназначенные исключительно для работы с регулированием частоты вращения. Настоящий стандарт не распространяется на машины, спроектированные для работы непосредственно от сети.

Настоящий стандарт не распространяется на вентильные реактивные двигатели.

Процедуры определения потерь при различных частотах вращения и нагрузках представлены в IEC/TS 60034-2-3. Они применимы ко всем электрическим машинам, питающимся от преобразователей.

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.

КПД электропривода (суммарные потери в двигателе и преобразователе) и потери в приводном механизме не рассматриваются в настоящем стандарте; для этого используется IEC 61800-9-2.

Настоящий стандарт также применим к следующим типам двигателей:

- двигатели с фланцем, лапами или валами с размерами, отличающимися от регламентированных IEC 60072-1;

- мотор-редукторы, включая оборудованные нестандартными валами и фланцами. Однако процедура определения КПД при этом выполняется только для двигателя, входящего в состав комплекта;

- двигатели, специально спроектированные для работы во взрывоопасной среде в соответствии с IEC 60079-0. Такие двигатели не могут соответствовать высоким классам энергоэффективности ввиду проектных ограничений, продиктованных соображениями безопасности, таких как увеличенный воздушный зазор, уменьшенный пусковой ток и усиленная изоляция.

Настоящий стандарт неприменим к следующим типам двигателей:

- двигатели с механическими коммутаторами;

- двигатели, полностью интегрированные с исполнительным механизмом (насосы, вентиляторы, компрессоры), которые невозможно испытать отдельно от механизма даже с обеспечением временной установки концевых подшипников на валы. Это означает, что двигатели, включенные в сферу действия настоящего стандарта, должны:

a) иметь обычные компоненты, отделяемые от исполнительного механизма соединителями типа болтов, например, вал или корпус,

b) быть спроектированы так, чтобы можно было отделить двигатель от исполнительного механизма и обеспечить его функционирование в отделенном состоянии. Если это обеспечить невозможно, двигатель не включают в сферу применения настоящего стандарта.

Примечание 6 - Некоторые двигатели, используемые для транспортировки людей и грузов в вертикальном, наклонном и горизонтальном направлении, часто интегрированы в механизм и не поставляются на рынок как отдельная продукция. Эти машины также не входят в сферу применения настоящего стандарта.

- двигатели с встроенным тормозом, который интегрирован в корпус двигателя и не может быть снят или запитан от независимого источника, чтобы позволить испытать энергоэффективность двигателя. Такие двигатели могут войти в сферу действия настоящего стандарта при обеспечении возможности определения потерь в двигателе без потерь в тормозе (например, путем отсоединения тормоза или питания его обмотки от независимого источника);

- погружные двигатели, специально предназначенные для работы при полном погружении в жидкость;

- двигатели систем дымоудаления с классом нагревостойкости свыше 400°С;

- двигатели с питанием от преобразователя частоты исключительно для обеспечения плавного пуска, а затем переходящие на питание от сети, соответствующие IEC 60034-30-1;

- двигатели, спроектированные для сервоприводов, в которых, например, присутствуют частые перегрузки, работа с ослабленным потоком, резкие изменения скорости и момента, отсутствует стабильный температурный режим.

Примечание 7 - Настоящий стандарт охватывает двигатели общепромышленного применения, работающие при номинальной или близких к ней нагрузках и частотой вращения, которая не изменяется часто и быстро. К сфере применения таких двигателей можно отнести, к примеру, приводы компрессоров и ленточных конвейеров.

Для достижения максимального КПД при полной нагрузке плотность магнитного потока в таких двигателях выбирается небольшой, что приводит к большим габаритам и моменту инерции ротора в сравнении с двигателями нормальной энергоэффективности.

С другой стороны, двигатели сервоприводов, например в робототехнике, станкостроении и точных позиционных станках с частыми интенсивными изменениями нагрузки и скорости, должны иметь малоинерционный ротор для обеспечения требуемой производительности и точности. Энергетическая эффективность в данном случае менее востребована, нежели динамическая. Двигатели с малой инерцией ротора, однако, в стационарных режимах имеют сравнительно большие потери.

По этой причине двигатели для сервоприводов не подлежат IE-классификации настоящего стандарта.

Как правило, для идентификации серводвигателей используется один из следующих критериев.

Критерий максимальной частоты вращения: , где 6000 об/мин, 0,02 1/кВт, -0,4, 3200 об/мин.