在全球节能减排的大环境下,低压电动机作为能源消耗大户,如果能提高其工作效率,也就提高了电气功率转换为机械功率的能力,对于节能增效意义重大。
2014年国际电工委员会正式发布了IEC60034-30-1 Efficiency classes of line operated AC motors(IE code),该标准定义了电动机的效率等级,总共分为5个等级: ◆IE1-Standard Efficiency ◆IE2-High Efficiency ◆IE3-Premium Efficiency ◆IE4-Super Premium Efficiency ◆IE5-No specific name defined
IEC60942-4-1/GB/T14048.4-2020标准只对接触器的能力做了提升,断路器的磁脱扣值是由厂家来自行定义。 一方面厂家可以通过提高断路器的磁脱扣电流阈值来满足IE3/IE4高效电机的需求;另一方面在现有断路器的基础上,在选型方面适当做一些调整,同样可以满足IE3/IE4高效电机的对交流接触器和断路器的选型要求。大家可深入阅读《怎样为电动机选择合适的断路器和接触器》这篇干货技术文章。
例如现在有两款热磁式电动机保护断路器: 断路器A过载保护整定电流范围:10A~16A; 断路器B过载保护整定电流范围:14A~20A; 电动机的额定电流为:15A(380V/7.5kW);
对于断路器A来说,其磁脱扣电流值一般为13倍额定电流即13*16=208A,同样的道理,断路器B的磁脱扣电流值为13*20=260A。
额定电流为15A的电动机,选择断路器A或断路器B都可以,因为二者的过载保护整定电流范围都涵盖了15A,即断路器过载保护整定值都可以设定在15A。
主要差异在于选择断路器A时,磁脱扣电流值相对于电动机额定电流为208A/15A=13.86,而断路器B的磁脱扣电流值相对于电动机额定电流为260A/15A=17.33,很显然,对于躲过电动机起动瞬间的冲击电流,断路器B更合适。
在电气设计方面,为了满足日益增多的高效电机需求,美国的国家电气规范NFPA 70 National Electrical Code,对于电动机回路断路器磁脱扣的设定,特殊情况下最大可以到17倍电动机额定电流:Where the setting specified in Table 430.52 is not sufficient for the starting current of the motor, the setting of an instantaneous trip circuit breaker shall be permitted to be increased but shall in no case exceed 1300 percent of the motor full-load current for other than Design B energy-efficient motors andno more than 1700 percent of full-load motor current for Design B energy-efficient motors。
我们国家的GB50055-2011 通用用电设备配电设计规范,对电动机回路断路器磁保护或瞬时保护设定规则与NFPA70不同。
GB50055中断路器瞬时过电流脱扣器的整定原则,是以电动机起动电流作为基准,乘以2.2~2.5的系数,所以首先必须得知道电动机的起动电流值,一般通过产品样本或厂家技术资料获得。
总而言之,IE3/IE4高效电机,其额定电流比传统电动机更低,所以节能增效作用明显,但是IE3/IE4高效电机冲击电流和起动电流更大,对断路器磁脱扣和接触器的通断能力要求更高。
为了满足高效电机的应用,产品标准已经对接触器的通断能力有明确要求,必须按照AC-3e使用类别验证。断路器产品虽然在标准里没有做具体规定,但是断路器厂家都已经在做相应的变化,比如一方面直接提高断路器磁脱扣电流阈值,另一方面通过调整断路器选型来满足高效电机的应用。