موتور الکتریکی معمولاً به عنوان وسیله ای تعریف می شود که انرژی الکتریکی را به صورت چرخشی (گشتاور و سرعت) به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. درایو با سرعت متغیر یک دستگاه الکترونیکی است که می تواند برای تنظیم سرعت چرخش یک موتور الکتریکی با توجه به نیاز برنامه استفاده شود.
حدود 8 میلیارد موتور الکتریکی در اتحادیه اروپا استفاده می شود که تقریباً 50 درصد برق تولیدی اتحادیه اروپا را مصرف می کند.
این بخش بسیار ناهمگن است، با تنوع قابل توجهی از فناوریها، کاربردها و اندازهها، از موتورهای کوچک، مانند موتورهای خنککننده در رایانهها تا موتورهای بزرگ در صنایع سنگین.
الزامات طراحی محیط زیست
قوانین طراحی زیست محیطی برای موتورهای الکتریکی و درایوهای سرعت متغیر برای همه تولیدکنندگان و تامین کنندگانی که مایل به فروش محصولات خود در اتحادیه اروپا هستند اجباری است.
مقررات مربوط به موتورهای الکتریکی و درایوهای سرعت متغیر (EU) 2019/1781 از 1 ژوئیه 2021 اعمال می شود و جایگزین مقررات طراحی زیست محیطی برای موتورهای الکتریکی (EC) شماره 640/2009 می شود .
مقررات جدید دامنه وسیع تری دارد و موتورهای القایی تک سرعت 50 هرتز، 60 هرتز یا 50/60 هرتز را پوشش می دهد.
- دارای 2 تا 8 قطب
- تک فاز یا سه فاز
- توان خروجی بین 0.12 کیلووات تا 1000 کیلووات
- ولتاژ نامی از 50 ولت تا 1000 ولت
- رتبه بندی بر اساس عملیات مستمر و عملیات آنلاین مستقیم
بازده انرژی یک موتور الکتریکی به عنوان نسبت توان مکانیکی خروجی به توان الکتریکی ورودی محاسبه می شود. سطح بهره وری انرژی در کلاس های بین المللی بهره وری انرژی (IE) بیان می شود، IE1 کلاس پایین تر و IE5 بالاترین است. بر اساس مقررات فعلی، موتورها باید بسته به توان نامی و سایر مشخصات به سطح بازده IE2، IE3 یا IE4 برسند. به عنوان مثال، موتورهای سه فاز با خروجی نامی بین 0.75 کیلووات و برابر یا کمتر از 1000 کیلووات باید تا جولای 2021 به سطح IE3 برسند. موتورهای بین 75 کیلووات تا 200 کیلووات باید از جولای 2023 به سطح IE4 برسند. اتحادیه اروپا اولین مکان است. در سراسر جهان سطح IE4 را برای برخی دسته از موتورها اجباری می کند.
برخی از موتورهایی که برای شرایط خاص طراحی شده اند از این قوانین مستثنی هستند، به عنوان مثال موتورهایی که در یک مایع غوطه ور هستند مانند سیستم های فاضلاب.
این مقررات همچنین الزامات کارایی درایوهای سرعت متغیر را تعیین می کند. درایوهای با سرعت متغیر دارای 2 سطح کارایی (IE1 و IE2) هستند و طبق مقررات، همه درایوها در محدوده باید به سطح IE2 برسند.
موتورها و درایوها هر دو تابع نیازهای اطلاعاتی هستند، مانند کارایی در نقاط بار مختلف، از نظر سرعت و گشتاور. این به مهندسان کمک می کند تا کارایی کل سیستم ها را بهینه کنند.
مقررات (EU) 2019/1781 در سال 2021 توسط مقررات کمیسیون (EU) 2021/341 اصلاح شد که هدف آن شفافسازی و بهبود برخی از جنبههای برخی از مقررات طراحی محیط زیست مصوب در سال 2019 است.
ذخیره انرژی
یک موتور کارآمدتر می تواند بسته به قدرت و الگوی استفاده از آن، صرفه جویی از چند یورو تا چند ده هزار یورو در طول عمر خود ایجاد کند.
موتورهای کارآمدتر تحت مقررات قبلی انتظار می رفت تا سال 2020 57 TWh صرفه جویی انرژی سالانه در اتحادیه اروپا به همراه داشته باشند. با در نظر گرفتن تأثیر کلی مقررات بازنگری شده، صرفه جویی سالانه تا سال 2030 به 110 TWh افزایش خواهد یافت که معادل با مصرف برق هلند این بدان معناست که از انتشار 40 میلیون تن CO2 در سال جلوگیری می شود و قبض انرژی سالانه خانوارها و صنعت اتحادیه اروپا تا سال 2030 تقریباً 20 میلیارد یورو کاهش می یابد.
علاوه بر این، افزایش استفاده از درایوهای سرعت متغیر در کاربردهای مربوطه، مانند پمپی که جریان آب را با زمان تغییر می دهد، می تواند صرفه جویی قابل توجهی در سطح کاربرد ایجاد کند. این امر توسط مقررات تشویق میشود و از تولیدکنندگان موتورها و درایوها میخواهد دادههای مربوط به بازده انرژی را در نقاط مختلف سرعت/گشتاور ارائه کنند.
همکاری بین المللی
موتورهای الکتریکی حدود 50 درصد از مصرف برق جهانی را تشکیل می دهند. ترویج جذب موتورها و درایوهای کارآمد در بازار سهم مهمی در مبارزه با تغییرات آب و هوایی است. اتحادیه اروپا از طرح استقرار تجهیزات و لوازم بسیار کارآمد (SEAD) حمایت می کند که کشورهای سراسر جهان را برای همکاری در ترویج لوازم کارآمد گرد هم می آورد. SEAD در حال حاضر به ویژه بر موتورهای الکتریکی، تبرید، خنک کننده و روشنایی تمرکز دارد و هدف خود را دو برابر کردن کارایی این محصولات در سطح جهان تا سال 2030 تعیین کرده است، جاه طلبی که اخیرا مورد استقبال وزرای G7 قرار گرفته است. الزامات نظارتی جدید اتحادیه اروپا که از 1 ژوئیه اجرایی می شود به این هدف کمک می کند. اتحادیه اروپا همچنین عضو ضمیمه سیستم های موتورهای الکتریکی آژانس بین المللی انرژی 4E است، که با هدف افزایش آگاهی جهانی از پتانسیل بازده سیستم های موتوری و ارائه راهنمایی و ابزار برای بهره برداری از عملکرد انرژی سیستم های موتور جدید و موجود در سراسر جهان است.