Noves normes per mesurar l'eficiència dels motors de forma més precisa

Comparant-los amb altres màquines, els motors elèctrics són bastant eficients. Un motor d'alta eficiència de 90 kW converteix un 95% de l'energia que utilitza en treball útil. Un motor de cotxe només utilitza de manera eficient un 40-45%. Però el gran nombre de motors instal·lats implica que uns canvis petits en eficiència, suposin una gran diferència. L'objectiu de la nova norma és aconseguir major consistència en la forma de mesura en tot el món.

Anteriorment, s'han desenvolupat diferents normes de prova per complir requisits d'aplicació, sense tenir com a objectiu prioritari la mesura de l'eficiència del motor. Aquestes normes de mesura donaven una indicació de l'eficiència del motor, però quan es feien servir per a comparar valors d'eficiència, portaven a veure motors amb diferent capacitat d'aprofitament energètic i igualment eficients, dificultant l'usuari l'elecció basada en bona informació. "Donem la benvinguda a la nova norma internacional IEC per prova de motors elèctrics de baixa tensió i particularment al fet que els valors de mesura d'eficiència estaran més harmonitzats a tot el món. Hem esperat durant molt de temps a què es desenvolupés aquest escenari ", assenyala Mikko Helinko, director de R & D de motors en ABB. ABB ja va realitzar totes les proves d'acord amb la nova norma en les seves rangs de motors i va publicar els nous valors d'eficiència durant el 2008 i principis del 2009, tan bon punt es van completar les proves.

L'eficiència decideix els cost d'operació del motor i les emissions de CO _2. Un motor d'alta eficiència (EFF1) costa normalment entre un 10 i 15% més que un motor d'eficiència estàndard (Eff2). Però, aquesta diferència de preu s'amortitza ràpidament en estalvi energètic. El cost de compra d'un motor representa aproximadament només l'1% del cost total del seu cicle de vida, i el consum d'energia la part més gran del seu cost.

Amb el suport de la Comissió Europea, els fabricants que representaven el 80% de la producció a Europa de motors estàndard van acordar el 1998 establir tres bandes d'eficiència (EFF1, Eff2 i Eff3) per a motors d'inducció de 2 i 4 pols, d'1 , 1 a 90kW. Aquesta eficiència es mesurava d'acord a una versió modificada de la norma de proves EN 60034-2 (1996).

El sistema europeu va encertar a treure del mercat els motors d'eficiència més baixa, Eff3. Però, va tenir menys èxit a introduir la categoria d'eficiència més alta, EFF1. Des del 2000 al 2005, el mercat de motors Eff3 va caure d'un 43 a 4%. Eff2 augmentar de 54 a 85%, però EFF1 només va aconseguir un 9% de quota de mercat en 2005, des d'un 3% el 2000.

Encara que només estava pensat per ser efectiu des de 1999 fins a finals del 2003, aquest esquema europeu es va mantenir. Va representar un gran avenç per al seu temps, però avui en dia ja no és un indicador bo de l'eficiència del motor i no es pot utilitzar per distingir en els tipus de motors més eficients en la banda EFF1. Aquesta norma aplicada a Europa necessita ara ser reemplaçada i entrar dins de la tendència global.

Avui, 10 països amb una demanda d'energia elèctrica mundial del 47% tenen en els seus directives marcats nivells d'eficiència mínims en els motors. S'espera que s'uneixin a aquest club el 2012, 14 nous països. Entre ells, els europeus que estan seguint l'esquema anterior. Això cobrirà el 80% de la demanda d'energia elèctrica mundial.

L'eficiència del motor es pot mesurar directament o indirectament.

La mesura directa implica comparar l'entrada d'energia elèctrica amb la sortida de potència en l'eix. A primera vista, aquest sembla el mètode més senzill, però la mesura directa requereix de tècniques de mesura extremadament precises i depèn de la temperatura de l'habitació-una temperatura més baixa farà semblar al motor més eficient. Amb la mesura indirecta, la potència de sortida es determina mesurant la potència elèctrica d'entrada i les pèrdues associades al motor. En aquest cas, la potència mecànica és la potència elèctrica menys les pèrdues.

La nova norma, IEC 60034-2-1: 2007-1909, permet diversos mètodes de mesura:

• Mesura directa com s'utilitza en la norma IEE112-B de Nord Amèrica (mesura del parell)

• Mesura amb les pèrdues addicionals determinada per proves a càrregues parcials (mètod'indirecte)

• Mesura amb les pèrdues addicionals estimades entre el 2,5 i 0,5% de la potència d'entrada a càrrega nominal, segons la mida del motor (mètod'indirecte)

• Càlcul matemàtic per les pèrdues addicionals

Sota la nova norma, els fabricants poden seleccionar quin dels mètodes de mesura s'utilitzaran. En la documentació del motor s'ha d'indicar que mètode de mesura s'ha utilitzat. "ABB utilitza el mètode de determinació de les pèrdues addicionals per mesura a càrregues parcials, que estimem pot donar el millor reflex del valor real de l'eficiència", explica Helinko.

Norma anterior vs norma actual

Com el mètod'anterior estimava les pèrdues addicionals i en conseqüència les totals massa baixes, els nous valors d'eficiència calculats seran lleugerament inferiors. El nou valor d'eficiència no significa el disseny o el funcionament del motor hagi canviat, només que l'eficiència es mesura ara de forma molt més precisa.

La majoria dels motors petits usats a les cases com rentadores, etc., No estan coberts perquè es considera que estan sota altres esquemes que tracten de l'eficiència de l'aplicació completa. Tampoc s'aplica als motors elèctrics per a vehicles, que són sovint fets a mida.

El mètode de marcat actual (EFF1, Eff2 i Eff3) es reemplaça per una nova classificació IEC de motors segons la seva eficiència (IEC 60034-30). Els fabricants han de tornar a provar els seus motors. Cada tipus ha de ser provat individualment, pel que això comporta un gran esforç.

IEC 60034-30 introdueix una nova classificació, (IE1, IE2 i IE3), que abasta a molts més tipus de motors que anteriorment: