استاندارد راندمان انرژی NEMA – IEC – EFF

استاندارد  NEMA آمریکا | استاندارد IEC اروپا

تعاریف NEMA و IEC

NEMA National Electrical Manufacturers Association

NEMA انجمن ملی تولید کنندگان تجهیزات الکتریکی بزرگترین انجمن تجاری در خصوص تولید تجهیزات الکتریکی در ایالات متحده آمریکا است. این شرکت در سال 1926 در آمریکای شمالی تاسیس شده است. NEMA از صنعت حمایت می کند و استاندارد های مربوط به محصولات الکتریکی را منتشر میکند.

IEC International Electrotechnical Commission

IEC کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک می باشد که در سال 1906 در انگلستان تاسیس شد و در حال حاضر در شهر ژنو سوییس مستقر است. این سازمان گروهی است که استانداردهای بین المللی را برای کلیه فن آوری های الکتریکی و الکترونیکی و تکنولوژی های مرتبط منتشر می کند و در مجموع به الکترونولوژی شناخته شده است.

استاندارد IEC در یک فرایند اجماع توسط شرکت های شرکت کننده در این سازمان توسعه می یابد و منتشر می شود.

مقاله ای که مشغول مطالعه آن هستید منتشر شده در سال 2020 است که از وب سایت شرکت ABB توسط آبادگرموتور ترجمعه شده است،با این امید که برای مخاطبین مفید واقع شود.

Article | Fort Smith, Arkansas, United States | 2020-11-12 / لینک منبع 

 

فعالیت های NEMA

از سال 1926 انجمن بین المللی تولید کنندگان لوازم الکتریکی (NEMA) متشکل از حدود 450 کمپانی است که استانداردهایی را برای استفاده در امریکای شمالی تنظیم کرده است و در سطح بین المللی مورد استفاده تولید کنندگان و مصرف کنندگان قرار میگیرد.

NEMA به طور مرتب کتاب MG1 کتابی که به کاربران محصولات الکترونیکی مانند الکتروموتور ها و ژنراتور ها در انتخاب و کاربرد مناسب کمک میکند را منتشر می کند.

این کتاب شامل اطلاعات کاربردی در مورد اجرا، راندمان و بهره وری، امنیت، آزمایش و تست، ساختار و ساخت الکتروموتور های برق شبکه  AC یا متناوب DC می باشد.

استاندارد های NEMA در زمینه های سیستم های الکتریکی ساختمانی، الکترونیک باتری و لوازم خانگی، اتوماسیون صنعتی موتورها، روشنایی، تجهیزات توزیع انرژی، سیم و کابل، تصویر برداری امنیتی و ارتباطات، عایق گذاری و فناوری های نو ظهور منتشر میشود.

فعالیت های IEC

در مقابل، IEC کمیسیون بین المللی تجهیزات الکترونیکی استانداردهایی را برای موتور های الکتریکی و تجهیزات برای باقی دنیا منتشر می کند. مشابه NEMA ،IEC استاندرد 60034-1 را برای راهنمایی موتورهای الکتریکی برای بازار جهانی منتشر می کند.

در حالی که مشابهت های بسیاری بین NEMAوIEC وجود دارد چند تفاوت اساسی نیز در دو استاندارد موتورها دیده می شود. فلسفه استاندارد NEMA بیشتر بر طراحی های قدرتمند تر برای کارایی های وسیع تر تاکید می کند.انتخاب آسان و وسعت کاربرد دو فاکتور اساسی برای فلسفه طراحی های NEMA می باشند.

در طرف مقابل IEC تمرکز طراحی را بر کاربرد و کارایی بنا نهاده است.

انتخاب تجهیزات که بر اساس استاندارد IEC هستند نیازمند دانش بیشتری درباره نوع کاربری مانند بار موتور، نوع کار (چرخه کار) و جریان موتور با بار کامل FLC (Full load current) میباشد. به عبارت دیگر انتخاب تجهیزات IEC نیازمند اطلاعات و دانش کاملتری درباره کاربرد آنها می باشد.

علاوه بر این، NEMA تجهیزات و قطعات را با ضریب ایمنی طراحی میکند و ممکن است که حتی تا 25 در صد سرویس فاکتور داشته باشد و این درحالی است که IEC تمرکز را بر فضا، ابعاد و صرفه جویی در هزینه ها گذاشته است.

• الکتروموتور 3 کیلووات 3000 دور IE2

استاندارد های راندمان IEC 

IEC Efficiency standards

استاندار IEC/EN 60034-30-1 در مورد راندمان موتورهای تولید شده برق شبکه AC در سال 2014 منتشر شد.

این استاندارد چهار کلاس IE برای الکتروموتور های تک سرعته تعریف کرده است. در مقایسه با استاندارد IEC/EN60034-30 که در سال 2008 تدوین شده بود این استاندارد جدید به طور قابل ملاحظه ای رنج محصولات تحت پوشش خود را وسیع تر کرد. این وسعت شامل الکترو موتورهای 8 قطب (پل) بود و کلاس راندمان انرژی IE4 را نیز معرفی نمود و به استاندارد جدید اضافه کرد.

تفاوت الکتروموتورهای با راندمان IE2 و IE3

الکتروموتور ها بزرگترین مصرف کننده انرژی در مصارف صنعتی هستند. آنها به تنهایی 74 % انرژی را در صنعت مصرف میکنند.در سال های اخیر اکثر کشور های دنیا مخصوصا کشور های توسعه یافته به استفاده از موتور های با راندمان کلاس IE3  روی آورده اند. این کار بازدهی و میزان مصرف انرژی را کاهش میدهد.

به عنوان مثال در کشور هندوستان در سال 2017 استفاده از موتورهای با کلاس راندمان IE1  ممنوع شد.در سال 2020  حدود 68 درصد تمامی موتورهای استفاده شده در هند با راندمان IE2  و 23 درصد موتورهای کلاس IE3 اعلام شد. حال که IE2 ها در صنعت جا افتاده اند . برنامه ریزی برای استفاده بیشتر IE3 ها انجام شده. این قانون و مقررات بازی مصرف انری را درهر کشوری تحت تاثیر قرار میدهد.

تفاوت طراحی و کارایی الکتروموتور IE2 و IE3  

برای رسیدن به بازدهی بیشتر طراحی موتور های IE3  با الکتروموتورهای IE2 متفاوت است. IE3 ها مقدار بیشتری مس و فولاد مصرف میکنند که همین موضوع تاثیر مستقیم در میزان کارایی و بازدهی موتور الکتریکی دارد.

موتور های کلاس IE3 از فریم با سایز کوچکتری بهره میگیرند در عین حال دارای محدوده توان گسترده تر و استاندارد حفاظتی بهتری هستند.

موتور های IE2  کارآمدی 92 درصدی دارند ولی الکتروموتور های IE3 کارایی 93.6 % دارند. این موتور ها میتوانند به طور مداوم در یک نوار نقاله در یک انبار کار کنند و به مدت 3500 ساعت برای یک سال کامل کار کنند. در این صورت موتور کار آماد تر IE3 در طول سال حدود 1580 کیلووات ساعت انرژی صرفه جویی میکند.

صرفه جویی مصرف انرژی  با استفاده از الکتروموتور با بازدهی بالا

برای تجزیه و تحلیل هزینه و فایده این مساله در نظر بگیرید که یک موتور به طور مداوم به مدت 20 ساعت در روز و به مدت 365 روز در سال با 80 درصد بارگزاری مشغول کار باشد. به این معنا که در هر سال 7300 ساعت کار میکند.

با یک محاسبه نه چدان پیچیده میتوان به این نتیجه رسید که در پایان سال با استفاده از یک الکتروموتور سه فاز با راندمان IE3 میزان قابل توجهی در هزینه های برق کارگاه و کارخانه صرفه جویی شده است.

آخرین استاندارد IEC برای موتور های الکتریکی

اخیرا استاندارد IEC/TS 60034-30-2 منتشر شده که استاندارد قبل را به روز رسانی کرده و الکترو موتور های با سرعت متغیر که در استاندارد قبلی جایی نداشتند را به انها اضافه کرده است که برای موتور های الکتریکی مغناطیسی سنکرون کاربرد دارند.

استاندارد جدید IEC/TS 60034-30-2 آماده شده که یک زمینه جدید برای فناوری های حرکتی مدرن و نو آورانه و رقابتی برای توسعه بازار ایجاد کند.

• مقررات مصرف انرژی و راندمان موتورهای الکتریکی جولای 2021

	IEC	NEMA
	IE1	راندمان استاندارد
برای هر رده از راندمان	IE2	راندمان بالا High
10 درصد احتمال تخریب موتور	IE3	راندمان برتر Premium
کاهش می یابد	IE4	راندمان فوق العاده Super
	IE5	استانداردی ندارد

EFF چیست؟

استاندارد دیگر راندمان که ممکن است به چشم شما بخورد استاندارد های EFF هستند که از EFF1 ،EFF2 و EFF3 تشکیل شده اند.

استاندارد راندمان EFF نیز استانداردی اروپایی است که راندمان تجهیزات الکترونیکی را نمایش می دهد که برعکس استاندارد های IE هرچه عدد نمایش داده شده در کنار EFF کوچکتر باشد راندمان بالا تر است. پس نتیجه مییگیریم که:

EFF1 > EFF2 > EFF3 در حالی که  IE5 > IE4 > IE3 > IE2 > IE1

• EFF3

EFF3 در استاندارد اروپایی دارای کمترین راندمان یا کارایی استاندارد است. به این معنی که میزان انرژی دریافتی به انرژی که تحویل میدهد دارای تلفات بسیار زیادی میباشد. از این رو الکترو موتور هایی که استاندارد EFF3 هستند. خیلی کم استفاده میشوند یا حتی در کشور های توسعه یافته منسوخ شده هستند.

• EFF2

تلفات انرژی در موتور های EFF2 بیست درصد کمتر از موتور های EFF3 و چهل درصد بیشتر از موتور های EFF1 می باشند.

در موتورهای کلاس EFF، تلفات سرگردان 0.5 درصد از توان ورودی در نظر گرفته می شود. اما در استانداردهای IEC، تلفات سرگردان تعیین می شود.

برای کلاس EEF آزمایش راندمان بر اساس استاندارد IEC 60034-2-1: 1996 در نظر گرفته میشود.

از این رو و با توضیحات ارایه شده میتوان استنباط کرد که استاندارد های IEC وEFF دو استاندارد اروپایی مشابه میباشند که IEC جدید تر و شناخته شده تر است.

در مورد استاندارد NEMA چطور؟

NEMA هنوز استانداردی برای IE5 در بازار آمریکای شمالی تعریف نکرده است، اگرچه برخی تولید کنندگان موتور هایی را به عنوان موتور هایی با نام VFD با کارایی خیلی فوق العاده (Ultra Premium Efficiency) به بازار عرضه میکنند. که همان مفاهیم کارایی معادل IE5 در آن قابل مشاهده است.

سطح راندمان IE5 برای نسل های جدید موتور هایی که با فناوری های جدید ساخته خواهند شد و در زمینه های قیمت و زمان نصب و سایر فاکتور ها بهره وری را افزایش خواهند داد یک پیش زمینه مناسب میباشد.

چرا بهره وری و راندمان اینقدر موضوع مهم و داغی است؟

دولت ها به دلایل زیادی الزاماتی را برای موتور ها بوجود آورده اند.موتور ها به صورت تقریبی 45 الی 53 % از مصرف برق جهان را به خود اختصاص می دهند، بعضی موتور ها ممکن است تا بیست سال یا بیشتر مورد استفاده قرار بگیرند درنتیجه انرژی اتلاف شده توسط یک موتور ناکارآمد در طول عمر محصول جمع می شود و منجر به فشار غیر ضروری بر شبکه های برق و انتشار CO2 قابل اجتناب می شود.

به سادگی با تمرکز بر انتخاب موتورهای بهینه، تولید کنندگان میتوانند تجهیزات خود را برای بهبود کارایی سیستم ها طراحی کنند و باعث شوند تا تاثیرات زیست محیطی مخرب کاهش یابند و همچنین در هزینه ها صرفه جویی شده و این صرفه جویی ها به مصرف کنندگان نیز منتقل شوند. علاوه بر کاهش گازهای گلخانه ای و قبوض انرژی، یک موتور کارآمد میتواند باعث بهتر شدن کیفیت هوا و هنچنین کاهش زمان کارکرد تجهیزات شده و در نتیجه افزایش راندمان خروجی را برای کاربر فراهم نماید.

آیا ارزش ارتقاع دارد؟ پس انداز و باز پرداخت.

هزینه صرف شده برای خرید یک الکترو موتور و یک وسیله برقی تنها درصدی از هزینه ای است که برای انرژی مصرفی آن در طول عمر آن می شود. برای موتور های کم ولتاژ بازگشت هزینه حاصل ارتقاع آنها به موتور با راندمان بالا تر حدود دو الی سه سال است. با در نظر گرفتن راندمان های جدید و بالاتر، زمان باز پرداخت هزینه برای ارتقاع انجام شده می تواند کمتر از یک سال شود.

از مطالب فوق میتوان نتیجه گرفت که ازتقاع دادن تجهیزات الکترونیکی یا انتخاب الکتروموتورهایی با راندمان بالا تر میتواند در بلند مدت صرفه اقتصادی بیشتری داشته باشد و منجر به صرفه جویی در هزینه ها شود.

این مقاله برگرفته از وبسایت شرکت ABB می باشد که توسط آبادگر ترجمه شده است. برای تهیه کالاهای مورد نیاز با آبادگر موتور تماس حاصل فرمایید.