IE2 모터에 대한 포괄적 인 가이드 : 효율적이고 신뢰할 수 있으며 경제적 인 산업 전력

글로벌 에너지 제약과 환경 수요가 증가하는 것을 배경으로 산업 모터의 에너지 효율 성능은 철저한 조사를 받고 있습니다. IE2 Efficiency Class Mo에게rs는 상당한 에너지 절약,,,,,,,,,,,,,,,,, 탁월한 신뢰성 및 뛰어난 비용 효율성을 갖춘 Motors가 오늘날 산업 응용 분야의 주류 고효율 전력 선택이되었습니다.

1. IE2 모터 란 무엇입니까? 핵심 정의 및 국제 표준

• 핵심 효율 클래스 : IE2는 다음을 의미합니다 고효율 모터가 아래에있는 클래스 IEC 60034-30-1 국제 전기 기술위원회 (IEC)에 의해 설립 된 표준 (또는 GB 18613과 같은 등가 국가 표준). 이 분류는 3 상 비동기 모터 용입니다.
• 효율성 클래스 시스템 : IEC 표준은 모터 효율을 여러 수준으로 분류합니다 (초기 표준은 IE1, IE2, IE3; 현재 표준에는 IE4, IE5가 포함되어 있음).
  • IE1 : 표준 효율
  • IE2 : 고효율 (이 기사의 핵심 초점)
  • IE3 : 프리미엄 효율성
  • IE4 : 슈퍼 프리미엄 효율
• 필수 효율 임계 값 : 전 세계의 많은 국가와 지역 (중국, EU, 호주 등)에서 IE2는 판매 할 수있는 필수 최소 효율 임계 값이되어 이전에 광범위한 IE1 모터를 단계적으로 폐지했습니다. 이는 산업 에너지 효율을 개선하고 탄소 배출을 줄이겠다는 정부의 약속을 반영합니다.

2. IE2 모터의 핵심 장점

1. 상당한 에너지 절약 :

   • 쓸모없는 IE1 모터와 비교하여 IE2 모터는 일반적인 하중 지점에서 약 1% -6%의 효율 개선을 달성합니다 (특정 값은 전력 등급에 따라 다름).
   • 일반적으로 사용되는 100kW 모터를 예를 들어, 연간 8000 시간을 작동하면서, 3%의 효율 개선으로 매년 약 24,000kWh (계산 : 에너지 절약 = 전력 × 작동 시간 × (1/η1-1/η2), 여기서 η1, η2는 효율 값입니다).
   • 장기 운영으로 인한 전기 비용 절감은 상당히 높아서 사용자의 생산 및 운영 비용을 직접적으로 줄입니다.

2. 신뢰성 및 긴 서비스 수명 :

   • 효율성 개선은 일반적으로 내부 모터 손실 (주로 구리 손실, 철 손실 및 길 잃고 마찰 손실)을 감소시키는 것을 의미합니다.
   • 손실 감소는 직접적인 모터 작동 온도를 낮추는 데 이어집니다. 낮은 작동 온도는 모터 절연 시스템의 수명, 윤활제 베어링 및 전반적인 신뢰성을 연장하는 데 핵심 요소입니다.
   • 고효율 설계에는 종종 우수한 재료 선택 및 제조 공정이 포함되어 제품 내구성이 더욱 향상됩니다.

3. 우수한 경제적 이익 (TCO) :

   • 초기 구매 가격은 IE2 모터 일반적으로 구형 표준 모터보다 약간 높으며 전체 서비스 수명 (일반적으로 10-15 년 이상)의 전기 비용 절감이 초기 가격 차이를 훨씬 초과합니다.
   • 수명주기 비용 분석 (LCCA) 입증 : 지속적으로 운영 또는 장기 장비 (예 : 펌프, 팬, 압축기, 컨베이어)의 경우, IE2 모터의 총 소유 비용 (TCO - 구매 비용 운영 전기 비용 유지 보수 비용 포함)은 덜 효율적인 모터보다 상당히 낮습니다. 투자에 대한 투자 회수 기간은 일반적으로 몇 달에서 몇 년 사이입니다.

4. 환경 기여 :

   • 전기 소비 감소는 발전소에서 화석 연료 연소 (열 전력과 같은)와 온실 가스 (CO2) 및 오염 물질 (SOX, NOX)의 배출을 줄이는 것을 의미합니다.
   • 고효율 모터를 사용하는 것은 기업이 사회적 책임을 충족시키고 에너지 절약 및 배출 감소 목표를 달성하며 기후 변화를 해결하기위한 중요한 조치입니다.

5. 규정 준수 :

   • 언급 한 바와 같이, 주요 글로벌 시장에서 3 상 비동기 모터의 판매 및 사용은 IE2 이상의 효율 요구 사항 (일반적으로 0.75 kW -375kW의 전력 범위 내)을 충족해야합니다. IE2 모터를 선택하는 것은 합법적이고 준수하는 비즈니스 운영의 기본입니다.

3. IE2 모터의 주요 기술 기능

• 최적화 된 전자기 설계 :
  • 사용 콜드 롤 실리콘 스틸 시트 더 높은 등급 (손실이 낮음).
  • 자기 회로의 정확한 계산, 고정자 및 로터 슬롯 설계의 최적화 및 코어 히스테리시스 및 와상 전류 손실을 줄입니다.
  • Increasing the core lamination stack length or optimizing the magnetic circuit structure to improve magnetic flux utilization.
• 고정자 구리 손실 감소 (I²R 손실) :
  • 고정자 슬롯에서 구리 도체 단면 영역을 증가시킨다 (구리 중량 증가).
  • 고조파 손실을 줄이기 위해 권선 구성 최적화 (예 : 짧은 피치 분산 권선, Sinusoidal Windings 사용).
  • 전도도가 높은 구리의 잠재적 사용.
• 로터 손실 감소 :
  • 최적화 된 로터 슬롯 설계.
  • 고급 로터 로터 알루미늄 (다이 캐스트 알루미늄 로터) 또는 구리 막대 (구리 바 로터) 사용.
• 길 잃고 마찰 손실 감소 :
  • 고효율, 저지대의 채택 냉각 팬 설계 (예 : 최적화 된 블레이드 모양, 재료).
  • 바람 저항을 줄이면 환기가 우수한 팬 커버 구조의 최적화.
  • 마찰 계수가 낮은 고품질 베어링 선택.
• 길 잃은 부하 손실 감소 :
  • 최적화 된 제조 공정 (예 : 고정자-로터 에어 갭의 정확한 제어) 및 설계를 통해 정확하게 계산하기 어려운 이러한 손실을 최소화합니다.

4. 일반적인 성능 매개 변수 범위

• 정격 전력 : 일반적으로 광범위한 범위를 다룹니다 0.75 kW to 375 kW (대부분의 산업 응용 프로그램 요구를 충족).
• 극의 수 : 공통 극 숫자에는 2 극 (~ 3000 rpm), 4 극 (~ 1500 rpm), 6 폴 (~ 1000 rpm)이 포함됩니다.
• 효율성 범위 : 더 큰 전력 등급에 따라 특정 효율성 값이 증가합니다. 예를 들어:
  • 7.5 kW, 4 극 모터 : 일반적인 효율 ~ 89% -90%
  • 37 kW, 4 극 모터 : 일반적인 효율 ~ 93.5% -94.5%
  • 110 kW, 4 극 모터 : 일반적인 효율 ~ 95.5% -96%
  • 250 kW, 4 극 모터 : 일반적인 효율 ~ 96% -96.5%
  • (참고 : 특정 효율성은 해당 모터 사양 시트에 컨설팅해야합니다.이 값은 일반적인 범위 예제입니다)
• 전력 계수 : 일반적으로 주변 0.85-0.90 최대 부하에서 부하 감소로 감소합니다. 전력 계수의 절대 값은 효율 클래스 표준의 직접적인 요구 사항은 아니지만 고효율 모터 설계는 일반적으로이를 고려합니다.
• 성능 시작 : 설계 요구 사항에 따라 DOL (Direct-on-Line) 또는 Star-Delta 시작 방법의 요구를 충족시켜 충분한 시작 토크 및 허용 가능한 출발 전류에 대한 표준을 충족시킬 수 있습니다.

5. 광범위한 응용 영역

IE2 모터는 효율적이고 신뢰할 수 있으며 경제적 인 특성을 갖춘 수많은 산업 장비에서 선호하는 전원이되었습니다.

• 유체 처리 : 슬리퍼 (원심, 나사, 피스톤), 압축기 (공기 압축기, 냉장 압축기).
• 에어 취급 : 팬 (원심 팬, 축 팬), 송풍기 (냉각 타워 팬, HVAC 시스템 팬).
• 자재 취급 : 컨베이어 , 크레인/호이스트 , 믹서/블렌더 .
• 재료 처리 : 크러셔/분쇄기 , 그라인더 , 압출기 , 사출 성형기 .
• 일반 기계 : 공작 기계 , 포장 기계 , 식품 가공 장비 , 섬유 기계 전력이 필요한 사실상 모든 산업 시나리오.

6. 선택 안내서의 핵심 포인트

1. 로드 요구 사항 정의 :
   • 필수 전력 (KW) : 하중 특성 및 듀티 사이클에 따라 계산합니다. "대형"(모터를 너무 많이 사용하여)을 피하거나 전력이 충분하지 않도록하십시오.
   • 정격 속도 (RPM) : 장비 요구 사항을 일치시킵니다.
   • 토크 특성 : 시작 토크 및 파괴 토크가 부하 요구를 충족 시키는지 확인하십시오 (예 : 팬/펌프와 같은 제곱 토크 하중, 크러셔와 같은 높은 시작 토크 하중).
2. 운영 환경 고려 :
   • Insress Protection (IP) 등급 : 환경 먼지 및 수분 수준을 기준으로 선택하십시오 (예 : 실외 또는 스플래시 환경에 적합한 IP55).
   • 절연 수업 : 일반적으로 클래스 B (130 ° C) 온도 상승을 위해 설계된 클래스 F (155 ° C)는 고온 환경에서 신뢰성과 수명을 보장합니다.
   • 냉각 방법 : 공통 IC411 (자체 환기/TEFC), 특수 환경에는 IC416 (강제 통풍/독립 팬)이 필요할 수 있습니다.
   • 주변 온도, 고도 : 모터 냉각 용량에 영향을 미칩니다. 고온 또는 높은 고도에는 비만 또는 특수 설계가 필요할 수 있습니다.
3. 일치 효율성 표준 :
   • 선택된 모터가 대상 시장의 필수 효율성 표준을 충족하는 확인 (예 : 중국의 GB 18613 표준에 따라 IE2 이상을 충족해야 함).
4. 장착 배열 :
   • 일반적인 장착 유형에는 B3 (풋 마운트), B5 (플랜지 장착), B35 (발 및 플랜지 장착)가 포함됩니다. 장비 인터페이스와 일치해야합니다.
5. 인증 요구 사항 :
   • 판매 및 사용 지역에 따라 특정 인증이 필요할 수 있습니다 (예 : 중국의 CCC, EU의 CE).
6. 가변 속도 드라이브 (VSD) 응용 프로그램을 고려하십시오.
   • 하중에 속도 제어가 필요한 경우 모터가 인버터 드라이브에 적합한 지 확인하십시오 (표준 IE2 모터는 특정 조건에서 VSD로 종종 사용할 수 있지만 장기 저속 작동 또는 특수 조건에는 전용 인버터 내 모터가 필요할 수 있습니다).

7. 설치 및 유지 보수 권장 사항

• 올바른 설치 :
  • 베이스: 진동을 방지하기위한 견고하고 수준의 기초.
  • 조정: 정확한 축 방향 및 방사형 정렬 모터와 구동 장비 사이 (예 : 펌프, 팬)가 중요합니다. 과도한 오정렬은 조기 베어링 고장, 진동 및 소음 증가 및 효율 감소를 유발합니다. 레이저 정렬 도구는 높은 정밀도를 달성합니다.
  • 통풍: 열 소산을위한 충분한 공간으로 방해받지 않은 공기 인렛과 아울렛을 보장하십시오.
  • 배선: 배선 다이어그램을 엄격하게 따르십시오. 안전한 연결과 적절한 접지를 보장하십시오. 공급 전압 및 주파수는 모터 명판과 일치해야합니다. 위상 시퀀스에주의하십시오.
• 일상적인 유지 보수 :
  • 청소: 모터 케이스에서 먼지와 오일을 정기적으로 제거하십시오. 냉각 지느러미를 깨끗하게 유지하십시오 (특히 냉각 팬과 팬 덮개 통풍구 주변).
  • 매끄럽게 하기: 주기 및 그리스 유형에 관한 제조업체 매뉴얼에 따라 베어링 그리스 (그리스 윤활 모터)를 보충하거나 교체하십시오. 올바른 그리스 수량을 확인하십시오. 오일 레벨 (오일 윤활 모터의 경우)을 점검하십시오.
  • 점검:
    • 진동: 정기적으로 진동 레벨을 모니터링합니다. 비정상적인 진동은 종종 실패의 선구자입니다.
    • 소음: 비정상적인 소음을 조사하십시오 (예 : 베어링 스쿼시, 비정상적으로 큰 전자기 윙윙 거리는 소리).
    • 온도: 작동 중 베어링 및 케이스 온도를 모니터링합니다 (적외선 온도계 사용). 과열은 심각한 문제를 나타냅니다.
    • 현재의: 작동 전류는 정격 값 근처에서 안정적이어야합니다. 과도하거나 변동하는 전류는 부하 또는 전원 공급 장치를 점검해야합니다.
  • 단열 테스트 : 주기적으로 (예 : 매년) 안전 요구 사항을 준수하기 위해 MegoHmmeter를 사용하여 권선 간 절연 저항을 측정합니다 (일반적으로> 1 MΩ).

8. IE2 모터의 수명주기 비용 및 경제

IE2 모터의 진정한 가치는 총 소유 비용 (TCO) : TCO = 초기 구매 비용 운영 에너지 비용 유지 보수 비용 잠재적 가동 중지 시간 비용

• 초기 구매 비용 : IE2 모터는 쓸모없는 IE1 모터보다 높지만 차이는 일반적으로 크지 않습니다.
• 운영 에너지 비용 (지배적 요인) : 대다수의 TCO를 구성합니다 (종종 97%이상). IE2 모터의 고효율은 서비스 수명 (수만 시간)에 비해 매우 상당한 전기 비용 절감을 초래합니다.
• 유지 보수 비용 : 작동 온도와 안정적인 설계로 인해 IE2 모터는 일반적으로 유지 보수가 적고 베어링과 같은 마모 부품의 수명이 확장됩니다.
• 다운 타임 비용 : 신뢰도가 높으면 계획되지 않은 가동 중지 시간의 위험이 줄어들어 생산 연속성을 보호합니다.

IE2 모터 FAQ

Q1 : IE2 효율은 중국 에너지 효율 레이블의 "레벨 3"과 동일합니까?

A : 그렇습니다. 중국의 필수 표준 GB18613-2020에 따르면, IE2 모터는 국내 시장 접근의 최소 요구 사항 인 레벨 3 에너지 효율에 해당합니다. 구매시 명판에 "IE2"또는 "GB18613-2020 레벨 3"이 표시되어 있는지 확인하십시오.

Q2 : IE2 모터가 가변 주파수 작동에 적합합니까?

A : 표준 설계된 IE2 비동기 모터는 가변 주파수 작동을 지원하지만 참고 : 참고 :

가변 주파수 작동을 위해 특별히 설계되지 않은 IE2 모터는 저주파에서 실행할 때 열 소산 용량이 감소하여 과열을 유발할 수 있습니다 (강제 냉각 팬을 설치해야 함).

장기적인 비 전력 주파수 작동의 경우, 가변 주파수 작동 (일반적으로 "IMB5"절연 시스템으로 표시)을위한 모터를 선택하는 것이 좋습니다.

Q3 : IE2 모터의 역률이 IE1보다 낮은 이유는 무엇입니까?

A : 효율성을 향상시키기 위해 IE2 설계는 일반적으로 구리 및 철 물질의 양을 증가시킵니다.

더 많은 구리 와이어 → 여기 전류 비율이 증가 → 전력 계수가 약간 감소합니다 (약 1-2 % 포인트).
솔루션 : 전력 분배 시스템의 커패시터 보상 캐비닛을 구성하여 시스템 전력 계수를 0.9로 유지합니다.
Q4 : IE2 모터의 시작 전류가 더 큽니까? 전력망에 영향을 미칩니 까?
A : 동일한 전력 IE1 모터와 비교하여 IE2 시작 전류 (IST/IN)는 5% -10% 더 높을 수 있지만 여전히 합리적인 범위 내에 있습니다.

예를 들어, 37kW 4 폴 모터 : IE1 전형적인 IST/IN = 7.0, IE2는 약 7.5입니다.
실제 영향 : 전력망 용량이 충분할 때 걱정할 필요가 없습니다. 여러 장치가 동시에 시작되면 Star-Delta 시작 또는 소프트 스타터 전류 제한을 사용하는 것이 좋습니다.

Q5 : IE2 모터를 오래된 장비로 교체 할 때베이스를 조정해야합니까?
A : 일반적으로 호환 가능한 설치 :

IE2 및 IE1 모터는 IEC 표준 프레임 크기 (예 : IEC 90L, 132m 등)를 따라 샤프트 높이와 발 홀 간격을 따릅니다.
예외 : 일부 고전력 밀도 IE2 모터는 약간 길거나 더 무거울 수 있으며 (<10%) 설치 차원 도면을 점검해야합니다.
Q6 : 고온 환경에서 IE2 모터를 파괴해야합니까?
A : 주변 온도 및 단열 수준에 따라 다릅니다.

표준 IE2 모터 (B- 클래스로 평가 된 F- 클래스 단열재)는 환경 ≤40 ℃에 적합합니다.
주변 온도에 도달하면 50 ℃에 도달하면 : DERATING FARCE ≈ 1- (50-40) × 0.4%/℃ 96% 정격 전력 (예 : 37kW 모터는 50 ℃에서 ≤35.5kW의 부하를 갖는 것이 좋습니다).

Q7 : IE2 모터 베어링 윤활주기의 기간이 더 길습니까?
A : 그렇습니다. 낮은 작동 온도 덕분에 :

IE1 모터 (80 motor 베어링 온도) : 윤활주기는 약 4000 시간입니다.
IE2 모터 (65 ℃ 베어링 온도) : 윤활주기는 6000 ~ 8000 시간으로 연장 될 수 있습니다 (자세한 내용은 제조업체 설명서 참조).

Q8 : 중국은 IE2 모터를 제거 할 것인가?
A : 단기적으로는 여전히 주류가 될 것이지만 정책은 계속 업그레이드됩니다.

현재 GB18613-2020은 IE2 (레벨 3)가 최소 항목으로 필요합니다.
산업 정보 기술부의 "운동 에너지 효율 개선 계획"에 따르면, IE3 (레벨 2)은 2025 년부터 필수 일 수 있으며 IE2는 점차 주식 교체 시장으로 전환 할 것입니다.
Q9 : 가변 주파수 드라이브에 IE2 모터를 사용하면 어떤 항목을 테스트해야합니까?
A : 기존의 전력 주파수 테스트 외에도 주요 검증은 다음과 같습니다.

광대역 효율 곡선 (예 : 10-60Hz 범위의 효율 변동);
절연 강도 테스트 (코로나 저항을 확인하기 위해 고주파 펄스 전압 적용);
진동 노이즈 스펙트럼 분석 (특정 주파수 대역에서 공명 피).