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Ökodesign

Neue Ökodesign-Anforderungen für Motoren und Frequenzumrichter

| Redakteur: Ute Drescher

Im Juli 2021 tritt eine neue Verordnung zur Energieeffizienz in Kraft. Elektromotoren und Frequenzumrichter von ABB entsprechen den Anforderungen schon heute.

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Die neue Ökodesign-Verordnung stellt anspruchsvollere Anforderungen an Motoren und Frequenzumrichter.
Die neue Ökodesign-Verordnung stellt anspruchsvollere Anforderungen an Motoren und Frequenzumrichter.
(Bild: ABB)

Seit rund zwei Jahrzehnten gibt es eine Reihe von Energieeffizienzregularien der EU für Verbrauchs- und Industrieprodukte. Bei Industrieprodukten, wie zum Beispiel Elektromotoren, müssen Hersteller oder Organisationen, die ein Produkt auf dem europäischen Markt in Verkehr bringen, gewährleisten, dass es die entsprechenden Effizienzvorschriften erfüllt. Das ist nicht nur in der EU so. Die große Mehrheit der weltweiten Elektromotormärkte unterliegt einer Effizienzregulierung.

Während die klimapolitischen Ziele immer anspruchsvoller werden, entwickelt sich auch die Effizienzregulierung weiter. Seit 2009 existiert in der Europäischen Union eine Mindestwirkungsgradregelung für Niederspannungs-Elektromotoren. Deren allgemeine Anforderungen sind in der Ökodesign-Richtlinie festgelegt, detaillierte Anforderungen in der spezifischen Verordnung 640/2009.

Die Mitgliedsstaaten sowie die Organe der EU haben sich nun auf eine neue, weitreichendere Verordnung geeinigt und diese im Januar positiv abgestimmt. Sie wird die Verordnung Nr. 640/2009 ersetzen und im Laufe des Jahres im Amtsblatt der europäischen Union veröffentlicht. Hierbei handelt es sich um eine doppelte weltweite Premiere, da dieses Mal auch Frequenzumrichter in den Geltungsbereich der Verordnung fallen und erstmals IE4-Effizienzklassen-Anforderungen für Elektromotoren eingeführt werden. Die Verordnung deckt künftig Niederspannungs-Elektromotoren und Frequenzumrichter mit einer Spannung kleiner 1.000 V und einer Leistung zwischen 0,12 kW und 1.000 kW ab. Sie beinhaltet die entsprechenden Effizienzanforderungen und berücksichtigt auch Spezialmotoren wie Ex-Motoren.

Umsetzung der Verordnung in zwei Schritten

Die Änderungen werden in zwei Schritten Mitte 2021 und Mitte 2023 in Kraft treten. Im ersten Schritt ab dem 1. Juli 2021 gilt die Verordnung für 2- bis 8-polige Dreiphasen-Drehstrommotoren mit 50 Hz, 60 Hz, 50/60 Hz, für Bremsmotoren mit externer Bremse, für alle Motoren für Ex t, Ex ec, Ex d und Ex de, ausgelegt für die Betriebsklasse S1, S3 > 80 %, S6 > 80 % und auch für vollständig geschlossene TEAO-Motoren (Air Over). Die Option IE2-Motor mit drehzahlgeregeltem Antrieb wird nicht mehr verfügbar sein. Ausnahmen sind Ex-, Brems- und Tauchmotoren.

Im zweiten Schritt ab 1. Juli 2023 wird die Wirkungsgradklasse IE4 für 3-phasige, 2- bis 6-polige Motoren mit einer Nennleistung zwischen 75 kW und 200 kW obligatorisch. Zusätzlich wird die Direktive auch auf Ex-eb- sowie 1-Phasen-Motoren erweitert. Mit anderen Worten: Ab diesem Zeitpunkt dürfen in den beschriebenen Leistungsbändern keine der genannten Motoren mehr verkauft werden, die nicht den erhöhten Mindesteffizienzanforderungen entsprechen.

Ab dem 1. Juli 2021 gilt die Verordnung außerdem für 3-phasige Niederspannungs-Frequenzumrichter (mit Dioden-Einspeisung) von 0,12 kW bis 1.000 kW. Folgende Geräte sind dagegen davon nicht berührt: rückspeisefähige Frequenzumrichter, Frequenzumrichter mit aktiver Eingangsstufe und THD < 10 %, Frequenzumrichter mit mehreren AC-Ausgängen und Einphasen-Frequenzumrichter. Mittelspannungs- und Gleichstromantriebe sowie Fahrantriebe sind von der Verordnung ebenfalls ausgenommen.

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Bereits zwei Jahre früher konform

ABB bietet bereits heute ein umfassendes Portfolio an Elektromotoren an, das den anspruchsvolleren Anforderungen der neuen Verordnung entspricht, einschließlich der Motortypen, die von der aktuellen Verordnung ausgenommen sind wie Ex-Motoren, TEAO-Motoren und Motoren für das 60-Hz-Netz.

Frequenzumrichter-Modelle von ABB, die unter die Verordnung fallen, werden im Laufe des Jahres 2019/2020 getestet und die Konformität bewertet. Die wichtigen Frequenzumrichter-Familien ACS880, ACS580, ACH580, ACQ580 und ACS380 wurden bereits als konform bestätigt, und die Produktdokumentation und Handbücher werden entsprechend aktualisiert.

Ein Vorteil der Motoren und Frequenzumrichter von ABB sind die sehr niedrigen Gesamtbetriebskosten. Über 95 % der laufenden Betriebskosten von Elektromotoren entfallen in typischen industriellen Anwendungen auf die Energiekosten. Eine hohe Energieeffizienz ist insofern ein entscheidender Faktor für niedrigere Total Costs of Ownership. (ud)

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