IE2 มอเตอร์กับ IE3: ไหนมีประสิทธิภาพมากกว่า?

มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นเครื่องทำงานของอุตสาหกรรมใช้พลังงานไฟฟ้าจำนวนมหาศาล การทำความเข้าใจการจำแนกประสิทธิภาพของมอเตอร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแตกต่างระหว่างมอเตอร์ IE2 และ IE3 เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานลดต้นทุนการดำเนินงานและการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ

ทำความเข้าใจกับระบบการจำแนกประเภท IE

International Electrotechnical Commission (IEC) มาตรฐาน 60034-30-1 กำหนดชั้นเรียนประสิทธิภาพทั่วโลกสำหรับมอเตอร์ AC สามเฟสแรงดันต่ำ ชั้นเรียนเหล่านี้ได้รับการกำหนด IE (ประสิทธิภาพระหว่างประเทศ) ให้มาตรฐานมาตรฐานสำหรับการเปรียบเทียบประสิทธิภาพของมอเตอร์:

IE1 (ประสิทธิภาพมาตรฐาน): ระดับพื้นฐานส่วนใหญ่แทนที่ด้วยกฎระเบียบ

IE2 (ประสิทธิภาพสูง): แสดงถึงการปรับปรุงที่สำคัญมากกว่า IE1 IE2 มอเตอร์เป็นเกณฑ์มาตรฐานก่อนหน้านี้สำหรับประสิทธิภาพสูงในหลายภูมิภาค

IE3 (ประสิทธิภาพระดับพรีเมี่ยม): มาตรฐานที่โดดเด่นในปัจจุบันในประเทศอุตสาหกรรมส่วนใหญ่เสนอประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นมากกว่า IE2

IE4 (ประสิทธิภาพระดับพรีเมี่ยมสุดยอด): คลาสมาตรฐานสูงสุดที่มีอยู่ในปัจจุบันมีอยู่เหนือ IE3

ความแตกต่างของประสิทธิภาพหลัก: IE2 กับ IE3

ความแตกต่างพื้นฐานอยู่ในระดับการสูญเสียพลังงาน IE3 มอเตอร์มีประสิทธิภาพมากกว่ามอเตอร์ IE2 ซึ่งหมายความว่าสำหรับเอาต์พุตพลังงานเชิงกลเดียวกัน (kW) มอเตอร์ IE3 นั้นใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยกว่ามอเตอร์ IE2 ที่เทียบเท่ากัน การลดลงของการใช้พลังงานแปลโดยตรงเป็นการลดค่าไฟฟ้าและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลดลง

การหาปริมาณช่องว่าง: การปรับปรุงประสิทธิภาพจาก IE2 ถึง IE3 มักจะอยู่ระหว่าง 0.5% และ 1.5% สำหรับขนาดมอเตอร์มาตรฐาน (เช่น 0.75 kW ถึง 375 kW) ขึ้นอยู่กับการจัดอันดับพลังงานและความเร็วของมอเตอร์ ในขณะที่เปอร์เซ็นต์นี้อาจมีขนาดเล็ก แต่การประหยัดพลังงานแบบสัมบูรณ์มีความสำคัญตลอดอายุการใช้งานของมอเตอร์ (มักจะ 15-20 ปี) โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับมอเตอร์ที่ทำงานอย่างต่อเนื่องหรือภายใต้ภาระสูง

ตัวอย่าง: พิจารณามาตรฐาน 15 kW มอเตอร์ 4 ขั้วทำงาน 6,000 ชั่วโมงต่อปีในการโหลดเต็ม หนึ่ง IE2 มอเตอร์ อาจมีประสิทธิภาพ 90.2%ในขณะที่มอเตอร์ IE3 ที่เทียบเท่าอาจจะได้ 91.7% มอเตอร์ IE3 จะใช้ไฟฟ้าน้อยลงประมาณ 800-1000 KWH ต่อปีภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ในอัตราไฟฟ้าอุตสาหกรรมสิ่งนี้แสดงถึงการหลีกเลี่ยงต้นทุนที่สำคัญ

ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการเพิ่มประสิทธิภาพ

การสูญเสียที่ลดลง: มอเตอร์ IE3 บรรลุประสิทธิภาพที่สูงขึ้นเป็นหลักผ่านการปรับปรุงการออกแบบที่ลดการสูญเสียโดยธรรมชาติ:

การสูญเสียทองแดงที่ต่ำกว่า: ทำได้โดยใช้ทองแดงมากขึ้นในขดลวดลดความต้านทาน

การสูญเสียธาตุเหล็กที่ต่ำกว่า: ทำได้โดยใช้คุณภาพที่สูงขึ้นการเคลือบเหล็กไฟฟ้าทินเนอร์ในสเตเตอร์และแกนโรเตอร์

ลดแรงเสียดทานและการสูญเสียการลมแรง: เทคโนโลยีแบริ่งที่ได้รับการปรับปรุงและการออกแบบพัดลมระบายความร้อนที่ดีที่สุด

การสูญเสียโหลดหลงทางลดลง: เพิ่มความแม่นยำในการผลิตและการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ

ขนาดและความเร็วของมอเตอร์: ช่องว่างประสิทธิภาพระหว่าง IE2 และ IE3 โดยทั่วไปจะเด่นชัดมากขึ้นในมอเตอร์ขนาดใหญ่ (เช่นสูงกว่า 75 kW) และมอเตอร์ 2 ขั้ว (ความเร็วสูงกว่า) เมื่อเทียบกับมอเตอร์ 4 ขั้วหรือ 6 ขั้ว

โหลดโปรไฟล์: มอเตอร์ที่ทำงานให้ใกล้เคียงกับการโหลดที่ได้รับการจัดอันดับอย่างเต็มที่จากระดับประสิทธิภาพที่ออกแบบมา มอเตอร์ทำงานบ่อยครั้งที่โหลดบางส่วนอาจเห็นความแตกต่างสัมพัทธ์น้อยลงแม้ว่าการออมที่แน่นอนยังคงเกิดขึ้น

นอกเหนือจากประสิทธิภาพที่บริสุทธิ์: การพิจารณา

ในขณะที่ประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญยิ่งปัจจัยอื่น ๆ มีบทบาทในการเลือกมอเตอร์:

ค่าใช้จ่ายเริ่มต้น: IE2 มอเตอร์ในอดีตมีราคาซื้อต่ำกว่ามอเตอร์ IE3 อย่างไรก็ตามราคาเบี้ยประกันราคาสำหรับ IE3 ลดลงอย่างมีนัยสำคัญและการประหยัดพลังงานมักจะแสดงให้เห็นถึงการลงทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นอย่างรวดเร็ว (ดูการคืนทุนด้านล่าง)

ภูมิทัศน์ด้านกฎระเบียบ: IE2 มอเตอร์ไม่ได้รับอนุญาตอีกต่อไปสำหรับการติดตั้งใหม่ในตลาดใหญ่ ๆ เช่นสหภาพยุโรปอเมริกาเหนือ (ภายใต้พระราชบัญญัติความเป็นอิสระด้านพลังงานและความปลอดภัยของสหรัฐอเมริกา - EISA) และอื่น ๆ อีกมากมายที่ IE3 (หรือ IE4 สำหรับช่วงบางช่วง) เป็นความต้องการขั้นต่ำ กฎระเบียบมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น IE2 มอเตอร์อาจยังคงพบในภูมิภาคที่มีกฎระเบียบที่เข้มงวดน้อยกว่าในแอปพลิเคชันเฉพาะที่ได้รับการยกเว้นตามกฎหมายหรือเป็นการเปลี่ยนในระบบที่มีอยู่ซึ่งกฎระเบียบอนุญาต

ระยะเวลาคืนทุน: การตัดสินใจเปลี่ยนมอเตอร์ IE2 ที่มีอยู่ด้วยบานพับมอเตอร์ IE3 ในการคำนวณคืนทุน สิ่งนี้พิจารณา:

การประหยัดต้นทุนพลังงานต่อปี

ชั่วโมงการทำงานประจำปีและโปรไฟล์โหลด

ค่าไฟฟ้าในท้องถิ่น

ความแตกต่างของต้นทุนการซื้อและการติดตั้งระหว่างการเปลี่ยน IE2 และ IE3

สำหรับการติดตั้งใหม่ในตลาดที่มีการควบคุม IE3 เป็นข้อกำหนดพื้นฐาน

คุณภาพพลังงาน: มอเตอร์ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นบางครั้งอาจมีลักษณะที่แตกต่างกันเกี่ยวกับการเริ่มต้นการบิดเบือนในปัจจุบันหรือฮาร์มอนิกแม้ว่าการออกแบบที่ทันสมัยโดยทั่วไปจะช่วยลดข้อกังวลเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ความพร้อมใช้งาน: IE3 มอเตอร์ตอนนี้เป็นข้อเสนอมาตรฐานจากผู้ผลิตรายใหญ่ทั่วโลก การจัดหามอเตอร์ IE2 อาจกลายเป็นเรื่องยากมากขึ้นในตลาดที่มีการควบคุม

ข้อมูลประสิทธิภาพมีความชัดเจน: IE3 มอเตอร์มีประสิทธิภาพมากกว่ามอเตอร์ IE2 ส่งผลให้การใช้พลังงานลดลงและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานตลอดอายุการใช้งานของมอเตอร์ กรอบการกำกับดูแลในประเทศอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ตอนนี้ได้รับคำสั่ง IE3 เป็นระดับประสิทธิภาพขั้นต่ำสำหรับการติดตั้งใหม่โดยมีการยกเลิกมอเตอร์ IE2 อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับแอปพลิเคชันเหล่านี้ ในขณะที่มอเตอร์ IE2 อาจยังคงให้บริการในบริบทที่ไม่ได้ควบคุมหรือระบบมรดกเฉพาะกรณีทางเทคนิคและเศรษฐกิจที่ครอบงำซึ่งได้รับการสนับสนุนจากกฎระเบียบที่พัฒนาขึ้นโปรดโปรดปรานมอเตอร์ IE3 สำหรับการซื้อใหม่และการอัพเกรดที่เป็นไปได้ การประเมินบริบทการดำเนินงานเฉพาะ (ชั่วโมง, โหลด, ค่าไฟฟ้า) ยังคงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเปลี่ยนวิธีการทดแทน แต่สำหรับการออกแบบใหม่ IE3 แสดงถึงมาตรฐานประสิทธิภาพที่กำหนดไว้ แนวโน้มยังคงดำเนินต่อไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นด้วยมอเตอร์ IE4 และ IE5