Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 3/2017 vyšlo
tiskem 15. 3. 2017. V elektronické verzi na webu bude ihned. 

Téma: Amper 2017 – 25. mezinárodní elektrotechnický veletrh

Hlavní článek
Problémy elektromobility

Aktuality

Současné možnosti elektromobility představí AMPER Motion 2017 Největší přehlídka elektromobility v ČR proběhne 21.- 24. 3. na brněnském výstavišti a…

Startuje 9. ročník největší tuzemské ekologické soutěže Odstartoval již 9. ročník největší tuzemské ekologické soutěže E.ON Energy Globe.…

V distribuční soustavě (DS) ČEZ Distribuce, a. s. je vyhlášen kalamitní stav Od 9 h dne 24.2.2017 je vyhlášen kalamitní stav v Karlovarském kraji - okres Karlovy Vary…

Veletrh Věda Výzkum Inovace 2017 zahájí místopředseda vlády Pavel Bělobrádek Letošní ročník Veletrhu Věda Výzkum Inovace zahájí na brněnském výstavišti 28. února 2017…

Chytré lampy PRE potvrdily zhoršenou smogovou situaci v Praze Chytré lampy PRE potvrdily v rámci svého pilotního provozu, že v Holešovicích a…

Jak se bydlí v pasivních domech, řeknou jejich majitelé na veletrhu FOR PASIV Další ročník veletrhu FOR PASIV, který je zaměřený na projektování a výstavbu…

Více aktualit

MEPS a důvody pro používání motorů

Co bude platit od roku 2011?
 
Michael Burghardt, produktový manažer,
Danfoss GmbH, VLT Antriebstechnik
 
Dlouhodobě rostoucí ceny energií zvyšují zájem o energetické úspory a snižování nákla­dů. Koncoví uživatelé si od toho slibují, že i přes zvyšující se ceny energií udrží své pro­vozní náklady konstantní, nebo je dokonce sníží. Výrobci strojů a zařízení dosáhnou men­ší energetickou spotřebou konkurenční výhodu. A vedle ryze komerčních důvodů to je i společenský tlak, který nutí výrobce co nejefektivněji využívat disponibilní zdroje, a tím také významně redukovat emise CO2.
 
Rovněž působí na vývoj energeticky účinných technických zařízení i politic­ké vlivy. Tímto způsobem definuje např. směrnice EU Energy related Products (ErP, 2009/125/EC) – dříve Energy using Products (EuP, 2005/32/EG a 2008/28/EG) – požadavky na provedení výrobků spotře­bovávajících energie z hlediska ochrany životního prostředí. Směrnice prosazuje in­tegrovanou produktovou politiku (IPP) Ev­ropské unie, která zahrnuje celkový život­ní cyklus elektrického zařízení počínaje výrobou a jeho likvidací konče. Hospodářské požadavky na úspory energií u elektromo­torů však nejsou ničím novým. Již od roku 1998 platí pro třífázové motory třídy účin­nosti eff1 eff3. Tato klasifikace účinnos­ti – eff, vznikla z iniciativy CEMEP (Com­mission of Electric Machinery and Power Electrics Manufacturers, Evropská komi­se výrobců elektrických strojů a výkonové elektroniky).
 

MEPS – další součást energetické politiky EU

 
Další krok tímto směrem představu­je schválení směrnice EU MEPS (Mini­mum Energy Performance Standard) pro třífázové asynchronní motory. Vyhláška EU (EG) č. 640/2009 stanoví od polovi­ny roku 2011 závazné minimální stupně účinnosti pro vybrané elektromotory, které se v budoucnu objeví na evropském trhu. Jejím cílem je rychlejší využití skrytých potenciálních energetických úspor v mo­dernizovaných zařízeních a zároveň zajiš­tění lepší ochrany klimatu snížením ener­getické spotřeby. Tímto stanoví tato vy­hláška základní kámen programu EU pro konstrukci zařízení přívětivou k životnímu prostředí. Po technické stránce se tato směr­nice orientuje na mezinárodní běžný stan­dard IE (International Efficiency) podle IEC 60034-30 (odpovídá ČSN EN 60034--30 Točivé elektrické stroje – Část 30: Tří­dy účinnosti jednootáčkových trojfázových asynchronních motorů nakrátko /IE kód/).
 
Tyto minimální třídy účinnosti, které bu­dou od poloviny roku 2011 uplatněny ve třech stupních, se budou týkat veškerých dvou-, čtyř- a šestipólových třífázových asynchron­ních motorů s konstantními otáčkami ve vý­konovém rozmezí 0,75 až 375 kW a jme­novitým napětím do 1 000 V, jež pracují v trvalém provozu. Výjimku z tohoto naříze­ní bude mít jen několik málo druhů motorů. Mezi ně patří:
  • speciální motory (vyrobené jen pro jednu určitou činnost), které jsou za provozu zce­la ponořeny do kapaliny;
  • motory, které jsou zcela vestavěny např. v čerpadle nebo ventilátoru, takže není možné stanovit jejich vlastní účinnost ne­závisle na komplexním zařízení;
  • motory, které jsou dimenzovány na jednu činnost v atypickém prostředí, jako např. ve výškách přes 1 000 m nad mořem, v ma­ximálních teplotách prostředí vyšších než 400 °C;
  • motory v potenciálně výbušných prostře­dích podle směrnice 94/9/EG.
Zároveň je povinností výrobců udávat na typovém štítku motoru a v produktové doku­mentaci třídu IE a hodnoty stupně účinnosti.
 

Mezinárodní normy jako podklad pro MEPS

 
Podklad pro standardy minimální účin­nosti představují mezinárodně uznávané minimální třídy účinnosti IE uvedené v IEC 60034-30. Mezní hodnoty pro jednotlivé třídy jsou částečně srovnatelné s třídami účinnosti eff rozšířenými v Evropě (tab. 1).
 
Dodržování tříd IE je zá­vazně předepsáno od roku 2011, ale přesto se již v roce 2010 mnoho výrobců touto klasifikací řídilo.
Tato pravidla EU před­pokládají postupné zvyšo­vání požadavků na účinnost motorů (tab. 2).
 

Třídy IE a eff – značné rozdíly v detailech

 
Ačkoliv jsou mezní hod­noty obou standardů srov­natelné, existují rozdíly ve stanovení stupně účinnos­ti. Účinnosti tříd eff jsou založeny na sto let starých metodách pro zjišťování dílčích ztrát (IEC 60034--2:1996). Stanovení účin­nosti podle tříd IE je napro­ti tomu realizováno s vyšší přesností.
 
Zpravidla jsou hodno­ty naměřené podle postu­pů uznávaných pro třídy IE cca do 10 kW o 2 až 3 % a cca od 100 kW asi o 1 % horší než hodnoty naměřené podle starých postu­pů. Norma zohledňuje tyto rozdíly při srov­návání tříd IE s třídami eff.
 
Vedle tříd IE1 až IE3 definovaných v normě IEC 60034-30, popisuje návrh nové normy IEC 60034-31 ještě třídu IE4. Třídy IE1 až IE3 jsou přednostně zaměře­ny na motory napájené ze sítě, zatímco nor­ma IE4 se vztahuje také na motory s regu­lací otáček.
 

Co to znamená pro uživatele a konstruktéry strojů?

 
V praxi tato pravidla představují některé změny pro konstruktéry strojů a rovněž i pro jejich uživatele. Pro uživatele ale ještě platí ur­čitý stupeň ochrany z hlediska používání do­savadních zařízení. Přesto se ale v praxi pro­jeví určitá omezení. Od stanovených termínů nesmějí výrobci motorů – kromě uvedených výjimek – uvést v EU do provozu třífázové asynchronní motory, které nesplňují poža­davky MEPS. Z hlediska uživatele je přede­vším problematické, že motory IE2 a IE3 ne­mají vždy shodné připojovací rozměry a dél­ky motorů s dříve používanými motory eff 2. Takže v případě výpadku starého motoru nemůže uživatel v mnoha případech uskutečnit náhradu novým identickým motorem. Pokud by nebyl k dispozici vhodný motor, zbývá pou­ze možnost nechat vadný motor opravit nebo se pokusit přizpůsobit instalaci novému moto­ru splňujícímu požadavky MEPS.
 
Naproti tomu je třeba očekávat rovněž i u výrobců motorů a konstruktérů strojů ur­čité změny. Teoreticky je možné obejít nové motory MEPS pomocí případných úprav zaří­zení. Proti tomu ale stojí dva důležité faktory:
 
Za prvé již od poloviny roku 2011 nebu­dou k dispozici ani pro uživatele žádné moto­ry třídy IE1, nebudou-li splňovat požadavky MEPS, popř. nebude dovoleno takové moto­ry uvádět do provozu.
 
Za druhé se bude na trhu zvyšovat poptávka po motorech IE2/IE3. Tento trend bude mimo jiné také zřetelný u aplikací v oblasti ATEX (Atmosphères Explosibles, prostředí s nebez­pečím výbuchu). Podle příslušného naříze­ní jsou tyto motory vyjmuty z této klasifika­ce, nicméně stále více výrobců certifikuje své motory ATEX podle standardu IE.
 
Takže výrobci motorů a rovněž výrobci a konstruktéři strojů a zařízení budou nuce­ni přejít na nové druhy motorů podle MEPS i v oblastech, kde by to nebylo jinak nezbyt­ně nutné. Protože se uživatelé již nyní začínají ve zvýšené míře orientovat na využívání mo­torů IE2 a mají v úmyslu dále zvyšovat jejich účinnost, dojde zcela jistě k uplatnění podílu motorů s permanentními magnety (PM). Tyto mají již z principu vyšší účinnost a dá se s nimi snadněji dosáhnout takových stupňů účinnosti, které překračují třídu IE3. A rovněž přichází jako alternativa MEPS v úvahu moderní regu­lace otáček v podobě měničů frekvence.
 

Alternativa MEPS

 
EU věnuje pozornost problematice vý­měny motorů a velkému potenciálu energe­tických úspor díky regulaci otáček pohonů. Jako alternativu k plánovaným třídám IE3 nařízení akceptuje rovněž motory IE2 napá­jené z měničů frekvence. Dodržování třídy IE3 nebo alternativy IE2 plus měnič je třeba zaručit v místě provozu.
 
 
Obr. 1. Příklad použití elektromotorů v pohonářské aplikaci
Obr. 2. Kombinace elektromotoru a měniče frekvence
 
Tab. 1. Porovnání tříd energetické účinnosti podle IEC 60034-30 a CEMEP
Tab. 2. Termíny pro zákaz uvádění nových třífázových asynchronních motorů do provozu v EU při nesplnění klasifikace IE