NUOVE DIRETTIVE E NORME DI RENDIMENTO APPLICABILI AI MOTORI A INDUZIONE TRIFASE A GABBIA

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1 4345 it / d NUOVE DIRETTIVE E NORME DI RENDIMENTO APPLICABILI AI MOTORI A INDUZIONE TRIFASE A GABBIA

2 PREMESSA Per la definizione del rendimento dei motori elettrici vengono attualmente utilizzate numerose norme (NEMA, EPAct, NRCan, CEMEP, COPANT, AS/NZS, ecc.), mentre altre sono allo studio. Per i costruttori diventa sempre più difficile ideare motori per un mercato globale, così come per gli utenti diventa sempre più difficile capire le differenze e le analogie tra le norme delle diverse nazioni. La norma IEC definisce il principio regolatore e consente di armonizzare a livello globale le classi di rendimento energetico dei motori elettrici in tutto il mondo. La direttiva 2005/32/CE (6 luglio 2005) del Parlamento Europeo ha istituito un quadro per l elaborazione di specifiche in materia di progettazione eco-compatibile applicabile ai prodotti che consumano energia. Questi prodotti sono suddivisi in lotti. I motori fanno parte del lotto 11 del programma di progettazione eco-compatibile, così come le pompe, i ventilatori e i circolatori. La direttiva Europea EuP - lotto 11 votata nel luglio 2009, si rifà alla norma IEC per definire le classi di rendimento che dovranno essere obbligatoriamente utilizzate in futuro. Essa precisa e pianifica nel tempo i livelli di rendimento che le macchine vendute sul mercato europeo dovranno raggiungere. 2 Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer

3 SOMMARIO Nuova norma per la misura del rendimento dei motori elettrici: IEC Nuova norma per la classificazione del rendimento dei motori elettrici: IEC (settembre 2008)... 6 Direttiva europea EuP / Energy using Product (estate 2009)... 8 Principali standard mondiali e relative gamme... 9 Domande frequenti Tabella riepilogativa dei campi di applicazione della norma e della direttiva Tabella delle serie Leroy-Somer interessate dalla norma e dalla direttiva Tabella dei valori di rendimento assegnati Conclusione Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer 3

4 4 Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer

5 Nuova norma per la misura del rendimento dei motori elettrici: IEC (settembre 2007) NORMA ESISTENTE IEC del 1972, ancora utilizzata e in vigore fino al novembre 2010 Metodo diretto 1 per tutti i motori monofase e trifase - forfait per le perdite supplementari = 0.5% Pab NUOVA NORMA IEC del settembre 2007, generalmente utilizzata a partire dal 2009 MONO e TRI 1 kw - metodo preferenziale 2 = metodo diretto TRI > 1 kw - metodo preferenziale 2 = metodo di somma delle perdite con misura del totale delle perdite supplementari Note: La nuova norma di misura del rendimento è molto poco utilizzata sul mercato europeo. Inizierà ad avere una diffusione generalizzata nel corso del è molto simile al metodo IEEE 112-B in uso nel Nordamerica. Poiché la norma di misura è diversa, anche il valore assegnato a uno stesso motore sarà diverso (generalmente più debole) rispetto alla norma IEC L esempio seguente si riferisce a un motore LSES da 22 kw 4P: - norma IEC = 92,6% - norma IEC = 92,3% 1 Metodo con il quale la potenza meccanica di una macchina è determinata dalla misura della coppia sull albero e della velocità. La potenza elettrica viene misurata durante lo stesso collaudo. 2 Poiché sono stati proposti diversi metodi, per ragioni di semplicità i motori con altezza d asse di vengono misurati con il metodo diretto e quelli con altezze d asse superiori con il metodo della somma delle perdite. Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer 5

6 Nuova norma per la classificazione del rendimento dei motori elettrici: IEC (settembre 2008) Riguarda: motori a induzione trifase a gabbia monovelocità (non riguarda invece i motori a magneti). Un 1000 V Pn da 0.75 à 375 kw 2, 4 e 6 poli Servizio S1 o S3 con FM 80% Frequenza 50 e 60 Hz Su rete Tutti i tipi di fissaggio, estremità d albero, accessori Tutti gli IP1x a 6x e IC0x a 4x Non riguarda: Motori specificamente concepiti per la velocità variabile conformi alla norma IEC Motori totalmente integrati in una macchina e che non possono essere collaudati separatamente (come rotore/statore). Tre classi di rendimento: IE1 = rendimento di livello STANDARD IE2 = rendimento di livello ALTO IE3 = rendimento di livello PREMIUM Caratteristiche Descrizione Definizione IE1 Standard paragonabile a eff2 IE2 Alto paragonabile a eff1 e EPAct 92 IE3 Premium paragonabile a EPAct 05 IE4 Super premium Progetto Questa norma si limita a definire le classi di rendimento e le loro modalità. Spetta poi alle singole nazioni definire le classi di rendimento desiderate e il campo esatto di applicazione. 6 Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer

7 Note: Una quarta classe è allo studio: IE4 = rendimento SUPER PREMIUM. La specifica tecnica IEC fisserà i livelli di rendimento dei motori utilizzati a velocità variabile. I valori assegnati saranno applicabili solo ai motori. Il valore di rendimento sarà relativo alla coppia in un dato campo di velocità. Una volta approvata, integrerà la norma IEC , che verrà estesa anche ai motori sincroni a magneti permanenti (Dyneo). I valori indicati nella norma per definire la classe di rendimento sono valori minimi. In quanto tali, non è prevista alcuna tolleranza. Il metodo di misura del rendimento di un motovariatore (motore + variatore) sarà incluso nella futura norma IEC * *vedere osservazione in fondo pagina 10 Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer 7

8 Direttiva Europea EuP Riguarda: motori definiti nella norma IEC Obbligo di mettere in commercio motori ad alto rendimento: Classe IE 2 a partire dal 16 giugno 2011 Classe IE 3 1 a partire dal 1 gennaio 2015 per una potenza da 7,5 a 375 kw Classe IE 3 1 a partire dal 1 gennaio 2017 per una potenza da 0,75 a 375 kw La Commissione Europea sta attualmente lavorando alla definizione dei valori di rendimento minimi dei variatori. Nel secondo semestre 2009, Leroy-Somer inizierà ad aggiornare le targhe dei motori da 1,1 a 90 kw delle gamme LS e LSES a 2 e 4 poli in base alla norma IEC Seguiranno a breve le gamme FLS / FLES. Le altre potenze delle gamme LS e FLS verranno prese in considerazione all inizio del 2010; i 6 poli all inizio del A partire dal gennaio 2011, verranno progressivamente introdotte sul mercato delle nuove gamme di motori ad alto rendimento (IE2 e IE3). Non riguarda: - Motori progettati per funzionare completamente immersi in un liquido - Motori completamente integrati in un altro prodotto (rotore/statore) - Motori con servizio diverso da S1 - Motori concepiti per funzionare alle seguenti condizioni: Altitudine > 1000 m Temperatura dell aria ambientale > 40 C Temperatura massima di funzionamento > 400 C Temperatura dell aria ambientale < -15 C o < 0 C per motori raffreddati ad aria Temperatura dell acqua di raffreddamento all ingresso del prodotto < 5 C o > 25 C - Motori di sicurezza conformi alla direttiva ATEX 94/9/EC - Motori autofrenanti - Motori imbarcati (strada, rotaia, acqua) 1 o motori IE2 + variatore 8 Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer

9 Principali standard mondiali e relativa gamma NAZIONE/ZONA NORMA o REGOLAMENTO NOME ETICHETTA DATA OBBLIGO GAMME INTERESSATE PRODOTTI CEI CEMEP EFF 2/1 1 gennaio 2008 no 2 & 4P da 1,1 90 kw IP55 Eff2 o Eff1 IE2 16 giugno ,4 & 6P da 0,75 a 375 kw IP55 e IP23 IE2 CEI / CEI EuP IE3 1 gennaio 2015 si 2,4 & 6P da 7,5 a 375 kw IP55 e IP23 IE2 + IE3* Europa IE3 1 gennaio ,4 & 6P da 0,75 a 375 kw IP55 e IP23 IE3* Israele CEI EFF1 1 gennaio 2006 si 2 & 4P da 1,1 a 90 kw IP55 Eff1 o IE2 EPAct 92 EPAct 1 gennaio 1997 si 2,4,6 & 8P da 0,75 a 400 kw IP55 e 23 Eff1 o IE2 EPAct 05 NEMA Premium 1 gennaio 2011 si 2,4,6 & 8P da 0,75 a 350 kw IP55 e 23 IE3 USA IEEE 112- B EPAct 1 gennaio 1997 si 2,4,6 & 8P da 0,75 a 150 kw IP55 e 23 Eff1 o IE2 NEMA Premium 1 gennaio 2011 si 2,4,6 & 8Pda 0,75 a 375 kw IP55 e 23 IE3 Canada CAN/CSA-C NRCan Grade 3 1 gennaio 2008 no 2,4 & 6P da 0,55 a 315 kw IP55 IE1 Grade 2 1 gennaio 2011 si 2,4 & 6P da 0,55 a 315 kw IP55 IE2 Grade 1 1 ottobre 2008 no 2,4 & 6P da 4 a 315 kw IP55 IE3 GB/T 1032 Cina GB Australia AS NZS Eff1 o IE2 Metodo A (IEEE112-B) MEPS 1 aprile 2006 si 2,4,6 & 8P da 0,75 a 185 kw Nuova Zelanda Metodo B (CEI ) Eff1 o IE2 1 luglio 2008 si 2,4 & 6P da 45 a 200 kw IP55 e IP23 Eff1 o IE2 1 gennaio 2010 si 2,4 & 6P da 0,75 a 200 kw IP55 e IP23 Eff1 o IE2 Corea KS C CEI CEI MKE s NOM 016 ENER 1977 EPAct 1 gennaio 1997 si 2,4,6 & 8P da 0,75 a 400 kw IP55 e 23 Eff1 o IE2 NOM 016 ENER 2002 NEMA Premium 1 gennaio 2011 si 2,4,6 & 8P da 0,75 a 350 kw IP55 e 23 IE3 Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer 9 Messico EPAct 1 gennaio 1997 si 2,4,6 & 8P da 0,75 a 400 kw IP55 e 23 Eff1 o IE2 NEMA Premium 1 gennaio 2011 si 2,4,6 & 8P da 0,75 a 350 kw IP55 e 23 IE3 Brasile NBR parte 1 MEPS Minimum Efficiency Performance Standards *IE3 o IE2 + variatore CEMEP European Comittee of Manufacturers of Electrical Machines and Power Electronics IE 1 = efficienza standard EuP Energy using Product IE 2 = efficienza alta EPAct Energy Policy Act IE 3 = efficienza premium NRCan Natural Resources Canada MKE s Ministry of Knowledge Economy s IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers CEI / CEI International Electrotechnical Commission CSA Canadian Standards Association

10 Domande frequenti I dati di targa dei motori verranno modificati? La norma di misura del rendimento non prevede alcuna modifica dei dati di targa. Per contro, l applicazione della norma IEC implica alcune modifiche. Le due più importanti sono il valore di rendimento seguito dalla classe corrispondente (IE1, IE2, IE3), che devono essere entrambi riportati sui dati di targa. La direttiva impone anche l indicazione dell anno di fabbricazione (cifrato o non cifrato). A partire dal mese di febbraio 2010, elimineremo progressivamente il marchio Eff dalle nostre targhette. L etichettatura dell IE diverrà invece generale. Ci sarà un logo specifico tipo eff1? La norma e la direttiva non prevedono alcun logo specifico. Tuttavia, le classi di rendimento saranno chiaramente indicate sui dati di targa dei motori interessati. Il 16 giugno 2011, i costruttori avranno l obbligo di commercializzare in Europa motori di classe IE2. Saremo pronti? Siamo attualmente in grado di fornire motori IP55 di classe IE2 da 0,75 a 375 kw a 2 e 4 poli. Si tratta dei motori LSES/FLSES sviluppati sulla base dell accordo CEMEP eff1 e per certi mercati complementari come l ECA nel Regno Unito. I motori IP55-6P così come gli IP23-2,4 e 6P sono già allo studio e saranno pronti entro il termine previsto. *a partire da FEBBRAIO 2010 i nuovi motori immessi sul mercato non potranno più utilizzare il marchio EFF1, EFF2, EFF3 10 Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer

11 Domande frequenti I motori ATEX sono interessati? Sì, dalla norma IEC. Non dalla direttiva. I motori di estrazione fumi sono interessati? Sì, dalla norma IEC, con alcune riserve. Sì, dalla direttiva, per temperature di estrazione fumi 400 C. Ci sono dei servizi associati? Istituiremo dei servizi che corrispondono ai nuovi standard, vale a dire DG/CMR/FDC. I motori coperti dalla norma IEC possono essere utilizzati a velocità variabile? Sì, ma in questo caso l applicazione del rendimento assegnato non è prevista, dato che le forme delle onde di tensione e di corrente create dal variatore non sono sinusoidali. L alimentazione tramite variatore comporta quindi delle perdite supplementari nel motore. Secondo la specifica , queste perdite ammontano a circa il 20% delle perdite totali e hanno un impatto diretto sul rendimento indicato del motore. I motori a magneti non sono coperti né dalla norma né dalla direttiva. Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer 11

12 Tabella riepilogativa dei campi di applicazione della norma IEC e della direttiva Categorie IEC EuP Motori std 2, 4, 6 P kw S1 si si IP1x, a 6x Motori totalmente integrati che non possono essere collaudati no no separatamente ATEX, motori autofrenanti 2,4, 6 P si (misure senza kw S1 accessori) IP4x, 5x, 6x no Motori std + accessori (riduttore, VF, encoder...) si (misure senza accessori) si (misure senza accessori) Motori alta temperatura per estrazione fumi 400 C si si Motori a servizio breve S2 o servizio intermittente S3, no no S4, Altri motori speciali per variatori (PM, multi velocità, ) no no Motori imbarcati per refrigerazione si no Motori per riduttori (MI o MU) si si 12 Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer

13 Tabella riepilogativa delle serie Leroy-Somer interessate dalla norma IEC e dalla direttiva Categorie IEC EuP (F)LS 2, 4 e 6P si si (F)LS 8P e più no no (F)LS multi velocità no no (F)LSES si si (F)LSMV si si PLS si si FLSB e PB no no CPLS no no (F)LSE 2, 4 e 6P si si (F)LSN 2, 4 e 6P si no FLSD si no (F)LSHT 2, 4 e 6P si si (F)LSHT 8P e più no no (F)LSHT multi velocità no no (F)LS 85, 135, 150 no no LSMO si si Motore + opzione Varmeca si si Rotore / Statore no no Motori autofrenanti si no LSRPM no no HPM no no LSK no no Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer 13

14 Tabella dei valori di rendimento assegnati (50 Hz) 50 Hz IE-1 rendimento livello STANDARD IE-2 rendimento livello ALTO IE-3 rendimento livello PREMIUM kw 2 poli 4 poli 6 poli 2 poli 4 poli 6 poli 2 poli 4 poli 6 poli 0,75 72,1 72,1 70,0 77,4 79,6 75,9 80,7 82,5 78,9 1,1 75,0 75,0 72,9 79,6 81,4 78,1 82,7 84,1 81,0 1,5 77,2 77,2 75,2 81,3 82,8 79,8 84,2 85,3 82,5 2,2 79,7 79,7 77,7 83,2 84,3 81,8 85,9 86,7 84,3 3 81,5 81,5 79,7 84,6 85,5 83,3 87,1 87,7 85,6 4 83,1 83,1 81,4 85,8 86,6 84,6 88,1 88,6 86,8 5,5 84,7 84,7 83,1 87,0 87,7 86,0 89,2 89,6 88,0 7,5 86,0 86,0 84,7 88,1 88,7 87,2 90,1 90,4 89, ,6 87,6 86,4 89,4 89,8 88,7 91,2 91,4 90, ,7 88,7 87,7 90,3 90,6 89,7 91,9 92,1 91,2 18,5 89,3 89,3 88,6 90,9 91,2 90,4 92,4 92,6 91, ,9 89,9 89,2 91,3 91,6 90,9 92,7 93,0 92, ,7 90,7 90,2 92,0 92,3 91,7 93,3 93,6 92, ,2 91,2 90,8 92,5 92,7 92,2 93,7 93,9 93, ,7 91,7 91,4 92,9 93,1 92,7 94,0 94,2 93, ,1 92,1 91,9 93,2 93,5 93,1 94,3 94,6 94, ,7 92,7 92,6 93,8 94,0 93,7 94,7 95,0 94, ,0 93,0 92,9 94,1 94,2 94,0 95,0 95,2 94, ,3 93,3 93,3 94,3 94,5 94,3 95,2 95,4 95, ,5 93,5 93,5 94,6 94,7 94,6 95,4 95,6 95, ,8 93,8 93,8 94,8 94,9 94,8 95,6 95,8 95,6 200 a ,0 94,0 94,0 95,0 95,1 95,0 95,8 96,0 95,8 14 Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer

15 Tabella dei valori di rendimento assegnati (60 Hz) 60 Hz kw IE-1 rendimento livello STANDARD IE-2 rendimento livello ALTO IE-3 rendimento livello PREMIUM 2 poli 4 poli 6 poli 2 poli 4 poli 6 poli 2 poli 4 poli 6 poli 0,75 77,0 78,0 73,0 75,5 82,5 80,0 77,0 85,5 82,5 1,1 78,5 79,0 75,0 82,5 84,0 85,5 84,0 86,5 87,5 1,5 81,0 81,5 77,0 84,0 84,0 86,5 85,5 86,5 88,5 2,2 81,5 83,0 78,5 85,5 87,5 87,5 86,5 89,5 89,5 3,7 84,5 85,0 83,5 87,5 87,5 87,5 88,5 89,5 89,5 5,5 86,0 87,0 85,0 88,5 89,5 89,5 89,5 91,7 91,0 7,5 87,5 87,5 86,0 89,5 89,5 89,5 90,2 91,7 91, ,5 88,5 89,0 90,2 91,0 90,2 91,0 92,4 91, ,5 89,5 89,5 90,2 91,0 90,2 91,0 93,0 91,7 18,5 89,5 90,5 90,2 91,0 92,4 91,7 91,7 93,6 93, ,5 91,0 91,0 91,0 92,4 91,7 91,7 93,6 93, ,2 91,7 91,7 91,7 93,0 93,0 92,4 94,1 94, ,5 92,4 91,7 92,4 93,0 93,0 93,0 94,5 94, ,7 93,0 91,7 93,0 93,6 93,6 93,6 95,0 94, ,4 93,0 92,1 93,0 94,1 93,6 93,6 95,4 94, ,0 93,2 93,0 93,6 94,5 94,1 94,1 95,4 95, ,0 93,2 93,0 94,5 94,5 94,1 95,0 95,4 95, ,0 93,5 94,1 94,5 95,0 95,0 95,0 95,8 95, ,1 94,5 94,1 95,0 95,0 95,0 95,4 96,2 95,8 185 a ,1 94,5 94,1 95,4 95,4 95,0 95,8 96,2 95,8 Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer 15

16 CONCLUSIONE Già oggi, Leroy-Somer dispone di gamme di motori ad alto rendimento conformi alle classi IE1 e IE2. Per quanto riguarda la classe IE3, sono in fase di sviluppo. È importante notare che i maggiori guadagni di rendimento si ottengono analizzando e ottimizzando l insieme del sistema. L approccio sistemico permette di ottenere un risparmio di energia spesso superiore al 40%. Inoltre, Leroy-Somer propone già sistemi di trasmissione con una classe di rendimento superiore o pari alla futura IE4 (gamma Dyneo di motori a magneti permanenti). 16 Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer

17 NOTE Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer 17

18 NOTE 18 Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer

19 NOTE Nuove direttive e norme di rendimento dei motori Leroy-Somer 19

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