Für die normierten Asynchronmotoren gab es verschiedene Bezeichnungen für die Energieeffizienz. Bei der IEC gibt es einen Teststandard (IEC 60034-2-1 vom 10.9.2007) für den Wirkungsgrad, bei dem auch die Zusatzverluste über den Leerlaufversuch gemessen werden.
IEC Energieklasse | IEC Code | EFF Code | NEMA |
---|---|---|---|
Super Premium Efficiency | IE4 | ||
Premium Efficiency | IE3 | NEMA Premium | |
High Efficiency | IE2 | EFF1 | EPAct |
Standard Efficiency | IE1 | EFF2 | |
Below Standard Efficiency | - | EFF3 |
Heute gilt in Europa nur noch der IEC Code. Es dürfen nur noch Standardmotoren mit IE3 oder besser verkauft werden. Bei Anwendungen mit Frequenzumrichtern sind auch noch IE2-Motoren erlaubt, was kurios erscheint.
Wirkungsgradklassen von Normmotoren
Nennleistung | IE1 Standard Wirkungsgrad | IE2 Hoher Wirkungsgrad | IE3 Premium Wirkungsgrad | ||||||
kW | 2-polig | 4-polig | 6-polig | 2-polig | 4-polig | 6-polig | 2-polig | 4-polig | 6-polig |
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 | 89.1 |
11 | 87.6 | 87.6 | 86.4 | 89.4 | 89.8 | 88.7 | 91.2 | 91.4 | 90.3 |
15 | 88.7 | 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 | 91.7 |
22 | 89.9 | 89.9 | 89.2 | 91.3 | 91.6 | 90.9 | 92.7 | 93.0 | 92.2 |
30 | 90.7 | 90.7 | 90.2 | 92.0 | 92.3 | 91.7 | 93.3 | 93.6 | 92.9 |
37 | 91.2 | 91.2 | 90.8 | 92.5 | 92.7 | 92.2 | 93.7 | 93.9 | 93.3 |
45 | 91.7 | 91.7 | 91.4 | 92.9 | 93.1 | 92.7 | 94.0 | 94.2 | 93.7 |
55 | 92.1 | 92.1 | 91.9 | 93.2 | 93.5 | 93.1 | 94.3 | 94.6 | 94.1 |
75 | 92.7 | 92.7 | 92.6 | 93.8 | 94.0 | 93.7 | 94.7 | 95.0 | 94.6 |
90 | 93.0 | 93.0 | 92.9 | 94.1 | 94.2 | 94.0 | 95.0 | 95.2 | 94.9 |
110 | 93.3 | 93.3 | 93.3 | 94.3 | 94.5 | 94.3 | 95.2 | 95.4 | 95.1 |
132 | 93.5 | 93.5 | 93.5 | 94.6 | 94.7 | 94.6 | 95.4 | 95.6 | 95.4 |
160 | 93.8 | 93.8 | 93.8 | 94.8 | 94.9 | 94.8 | 95.6 | 95.8 | 95.6 |
200 | 94.0 | 94.0 | 94.0 | 95.0 | 95.1 | 95.0 | 95.8 | 96.0 | 95.8 |
250 | 94.0 | 94.0 | 94.0 | 95.0 | 95.1 | 95.0 | 95.8 | 96.0 | 95.8 |
315 | 94.0 | 94.0 | 94.0 | 95.0 | 95.1 | 95.0 | 95.8 | 96.0 | 95.8 |
355 | 94.0 | 94.0 | 94.0 | 95.0 | 95.1 | 95.0 | 95.8 | 96.0 | 95.8 |
375 | 94.0 | 94.0 | 94.0 | 95.0 | 95.1 | 95.0 | 95.8 | 96.0 | 95.8 |
Es gibt auch eine Näherungsformel um die in der oberen Tabelle festgelegten Wirkungsgrad aus der Nennleistung (P) zu berechnen.
\(\text{Wirkungsgrad}=A [\log{\frac{P}{kW}}]^3 + B [\log{\frac{P}{kW}}]^2 + C [\log{\frac{P}{kW}}] + D\)
Die Parameter für 4-polige Maschinen bis zu 200 kW Nennleistung sind:
Parameter | IE1 | IE2 | IE3 |
A | 0.5234 | 0.0278 | 0.0773 |
B | -5.0499 | -1.9247 | -1.8951 |
C | 17.4180 | 10.4395 | 9.2984 |
D | 74.3171 | 80.9761 | 83.7025 |
Alte Effizienzklassen
Der minimale Nennwirkungsgrad nach EFF2 und EFF3 ist:
|
Nennwirkungsgrad von 2 und 4-poligen Asynchronmotoren.
Aus der Differenz der Nennverlustleistung kann die Energieeinsparung abgeschätzt werden. Ein guter (EFF1) 11 kW Motor hat etwa 0.4 kW weniger Verluste, als ein mittelmässiger (EFF2). Bei 4000 Jahresbetriebsstunden und einem Strompreis von 12.5 Rp./kWh ergibt sich eine jährliche Einsparung von 200 Franken. Ein EFF1 Motor kostet etwa 200 Franken mehr, als ein 11 kW Standardmotor (rund 1000 Franken). Der teurere Motor macht sich also schon nach einem Jahr Betrieb bezahlt.