Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7540:2013 về Động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc - Phần 1: Hiệu suất năng lượng là văn bản kỹ thuật cốt lõi quy định các yêu cầu kỹ thuật và mức hiệu suất năng lượng đối với các loại động cơ điện phổ biến trong sản xuất công nghiệp và đời sống. Tiêu chuẩn này đóng vai trò quan trọng trong việc định hướng tiết kiệm năng lượng, dán nhãn năng lượng và kiểm soát chất lượng thiết bị điện nhập khẩu cũng như sản xuất trong nước.
Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn (Điều 1)
Tiêu chuẩn này quy định các mức hiệu suất năng lượng đối với động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc một tốc độ, tần số 50 Hz hoặc 60 Hz, đáp ứng đầy đủ các đặc tính kỹ thuật sau:
- Có công suất danh định từ 0,75 kW đến 375 kW.
- Có điện áp danh định lên đến 1000 V.
- Có số cực thiết kế là 2, 4 hoặc 6 cực.
- Chế độ làm việc liên tục (S1) hoặc chế độ làm việc định kỳ có thời gian khởi động không ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ tăng (S3) với hệ số đóng điện từ 80% trở lên.
- Được thiết kế để hoạt động trực tiếp từ nguồn lưới điện xoay chiều.
Tài liệu viện dẫn liên quan (Điều 2)
Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác và đồng bộ, cần kết hợp viện dẫn các tài liệu kỹ thuật quan trọng sau:
- TCVN 6627-1 (IEC 60034-1) về Động cơ điện quay - Phần 1: Thông số và tính năng.
- TCVN 6627-2-1 (IEC 60034-2-1) về Động cơ điện quay - Phần 2-1: Phương pháp thử nghiệm để xác định tổn hao và hiệu suất từ các thử nghiệm.
- TCVN 6627-30 (IEC 60034-30) về Động cơ điện quay - Phần 30: Các cấp hiệu suất của động cơ cảm ứng ba pha rôto lồng sóc một tốc độ (mã IE).
Thuật ngữ và định nghĩa cốt lõi (Điều 3)
Tiêu chuẩn làm rõ các khái niệm kỹ thuật cơ bản phục vụ cho việc đo lường, thử nghiệm và đánh giá hiệu suất năng lượng:
- Hiệu suất năng lượng: Tỷ số giữa công suất cơ học đầu ra và công suất điện đầu vào, được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm (%).
- Hiệu suất danh định: Giá trị hiệu suất do nhà sản xuất công bố trên nhãn động cơ ở điều kiện vận hành tiêu chuẩn và công suất định mức.
- Cấp hiệu suất (Mã IE): Hệ thống phân loại hiệu suất năng lượng quốc tế được áp dụng, bao gồm IE1 (Hiệu suất tiêu chuẩn), IE2 (Hiệu suất cao), và IE3 (Hiệu suất cực cao).
Yêu cầu và phân cấp hiệu suất năng lượng (Điều 4)
Điều khoản này quy định chi tiết về các mức hiệu suất năng lượng tối thiểu và phương pháp xác định hiệu suất đối với động cơ điện:
- Mức hiệu suất năng lượng tối thiểu (MEPS): Động cơ điện thuộc phạm vi áp dụng phải đạt mức hiệu suất tối thiểu tương đương với cấp IE1 hoặc IE2 tùy thuộc vào lộ trình áp dụng của cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền.
- Mức hiệu suất năng lượng cao (HEPS): Khuyến khích các doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp và nhập khẩu áp dụng các mức hiệu suất cao hơn như IE3 hoặc IE4 để tối ưu hóa khả năng tiết kiệm điện năng.
- Phương pháp xác định hiệu suất: Việc thử nghiệm và xác định hiệu suất của động cơ phải được thực hiện nghiêm ngặt theo các quy trình quy định tại TCVN 6627-2-1, đảm bảo tính chính xác, khách quan và có thể tái lập của kết quả đo lường.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 7540-1:2013
ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTO LỒNG SÓC – PHẦN 1: HIỆU SUẤT NĂNG LƯỢNG
Three-phase asynchronous squirrel cage electrical motors - Part 1: Energy efficiency
TCVN 7540-1:2013 thay thế TCVN 7540-1:2005;
TCVN 7540-1:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E1 Máy điện và khí cụ điện biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
Bộ tiêu chuẩn TCVN 7540:2013, Động cơ điện không đồng bộ ba pha roto lồng sóc, gồm các phần sau:
TCVN 7540-1:2013, Phần 1: Hiệu suất năng lượng
TCVN 7540-2:2013, Phần 2: Phương pháp xác định hiệu suất năng lượng
ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTO LỒNG SÓC - PHẦN 1: HIỆU SUẤT NĂNG LƯỢNG
Three-phase asynchronous squirrel cage electrical motors - Part 1: Energy efficiency
Tiêu chuẩn này quy định mức hiệu suất năng lượng của động cơ điện không đồng bộ ba pha roto lồng sóc một tốc độ sử dụng nguồn điện tần số 50 Hz và/hoặc 60 Hz và:
- có điện áp danh định UN đến 1 000 V;
- có công suất ra danh định PN từ 0,75 kW đến 150 kW;
- có 2, 4 hoặc 6 cực;
- hoạt động ở kiểu chế độ S1 (chế độ liên tục);
- làm việc trực tiếp trên lưới;
- có khả năng vận hành trong các điều kiện làm việc nêu trong Điều 6 của TCVN 6627-1 (IEC 60034-1).
Động cơ có mặt bích, đế và/hoặc trục có kích thước cơ khí khác với TCVN 7862-1 (IEC 60072-1) cũng thuộc phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn này.
Động cơ có trang bị hộp số có thể tháo rời hoặc cơ cấu hãm cũng thuộc phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn này mặc dù trong các động cơ này có thể sử dụng các trục và mặt bích đặc biệt.
Tiêu chuẩn này không áp dụng cho:
- Động cơ có hộp số lắp liền (không thể tháo rời mà không bị hỏng động cơ);
- Động cơ được chế tạo riêng để sử dụng với bộ biến đổi điện theo IEC 60034-25.
- Động cơ được tích hợp hoàn toàn trong một máy (ví dụ máy bơm, quạt và máy nén) mà không thể thử nghiệm riêng rẽ với máy đó.
- Động cơ được chế tạo riêng để vận hành trong môi trường có khí nổ theo IEC 60079-0.
- Động cơ được thiết kế riêng dùng cho các yêu cầu đặc biệt của máy được truyền động (chế độ khởi động nặng nề, số lượng lớn các chu kỳ khởi động/dừng, quán tính của rôto rất nhỏ).
- Động cơ được thiết kế riêng dùng cho một số đặc tính đặc biệt của nguồn lưới (ví dụ dòng khởi động hạn chế, dung sai lớn về điện áp và/hoặc tần số).
- Động cơ được thiết kế riêng dùng cho các điều kiện môi trường đặc biệt (không thuộc các điều kiện làm việc quy định trong Điều 6 của TCVN 6627-1 (IEC 60034-1)).
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.
TCVN 6627-1 (IEC 60034-1), Máy điện quay - Phần 1: Thông số đặc trưng và tính năng
TCVN 6627-2-1 (IEC 60034-2-1), Máy điện quay- Phần 2-1: Phương pháp tiêu chuẩn để xác định tổn hao và hiệu suất bằng thử nghiệm (không kể máy điện dùng cho phương tiện kéo)
TCVN 6627-30 (IEC 60034-30), Máy điện quay – Phần 30: Cấp hiệu suất của động cơ cảm ứng lồng sóc ba pha một tốc độ (mã IE)
TCVN 7540-2:2013, Động cơ điện không đồng bộ roto lồng sóc - Phần 2: Phương pháp xác định hiệu suất năng lượng
TCVN 7862-1 (IEC 60072-1), Dãy kích thước và dãy công suất đầu ra của máy điện quay - Phần 1: Số khung 56 đến 400 và số mặt bích 55 đến 1080
IEC 60034-25, Rotating electrical machines - Part 25: Guidance for the design and performance of a.c. motors specifically designed for converter supply (Máy điện quay - Phần 25: Hướng dẫn thiết kế và tính năng của động cơ điện xoay chiều được thiết kế riêng để sử dụng với nguồn chuyển đổi điện)
IEC 60079-0, Explosive atmospheres - Part 0: Equipment - General requirements (Khí quyển nổ - Phần 0: Thiết bị - Yêu cầu chung)
Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong TCVN 6627-1 (IEC 60034-1), TCVN 6627-2-1 (IEC 60034-2-1) và TCVN 6627-30 (IEC 60034-30) và các định nghĩa sau:
3.1. Hiệu suất danh nghĩa (nominal efficiency)
Giá trị hiệu suất yêu cầu theo bảng hiệu suất cho trong tiêu chuẩn này.
3.2. Hiệu suất danh định (rated efficiency)
Giá trị hiệu suất do nhà chế tạo ấn định, bằng hoặc cao hơn giá trị hiệu suất danh nghĩa.
4. Mức hiệu suất năng lượng tối thiểu
4.1. Qui định chung
Hiệu suất năng lượng của động cơ điện không đồng bộ ba pha roto lồng sóc được quy định theo hai mức bao gồm mức tối thiểu và mức cao. Các mức này được quy định trong các Bảng 2, Bảng 3, Bảng 4 và Bảng 5 tương ứng.
Phương pháp xác định mức hiệu suất năng lượng được quy định trong TCVN 7540-2:2013.
4.2. Nội suy
4.2.1. Tần số nguồn lưới 50 Hz
Để sử dụng chung, có thể áp dụng công thức sau:
trong đó A, B, C, D là các hệ số nội suy (xem Bảng 1); PN tính bằng kW.
CHÚ THÍCH 1: Công thức và các hệ số nội suy được rút ra thuần túy từ toán học để tạo ra đường cong phù hợp nhất với các giới hạn hiệu suất danh nghĩa mong muốn. Chúng không có ý nghĩa về vật lý.
Hiệu suất tính được (%) phải được làm tròn đến một số sau dấu thập phân.
Các giới hạn danh nghĩa quy định đối với tần số 50 Hz được cho trong Bảng 2 và Bảng 3. Các giới hạn danh nghĩa quy định đối với các giá trị công suất ra danh định trong phạm vi công suất ra từ 0,75 kW đến 150 kW nếu không được cho trong bảng này thì phải được tính theo công thức nêu trên.
CHÚ THÍCH 2: Khi khách hàng yêu cầu phân cấp hiệu suất của động cơ công suất nhỏ hơn 0,75 kW, có thể sử dụng hàm nội suy và các hệ số nội suy để tính các giá trị tham khảo.
Bảng 1 - Hệ số nội suy
| Hệ số | Công suất đến 150 kW, tần số 50 Hz | ||
| 2 cực | 4 cực | 6 cực | |
| A | 0,5234 | 0,5234 | 0,0786 |
| B | -5,0499 | -5,0499 | -3,5838 |
| C | 17,4180 | 17,4180 | 17,2918 |
| D | 74,3171 | 74,3171 | 72,2383 |
4.2.2. Tần số nguồn lưới 60 Hz
Các giới hạn danh nghĩa quy định đối với tần số 60 Hz được cho trong các Bảng 4 và Bảng 5. Các giới hạn danh nghĩa quy định đối với các giá trị công suất ra danh định không được cho trong bảng này thì được xác định như sau:
- Hiệu suất ở công suất ra danh định cao hơn hoặc bằng điểm giữa của hai thông số công suất ra liên tiếp nhau phải lấy là giá trị lớn hơn trong hai giá trị hiệu suất đó.
- Hiệu suất ở công suất ra danh định nằm bên dưới điểm giữa của hai thông số công suất ra liên tiếp phải lấy là giá trị nhỏ hơn trong hai giá trị hiệu suất đó.
4.3. Giới hạn danh nghĩa của mức hiệu suất năng lượng
Bảng 2 - Giới hạn danh nghĩa (%) đối với hiệu suất năng lượng mức tối thiểu ở 50 Hz
| PN kW | Số cực | ||
| 2 | 4 | 6 | |
| 0,75 | 72,1 | 72,1 | 70,0 |
| 1,1 | 75,0 | 75,0 | 72,9 |
| 1,5 | 77,2 | 77,2 | 75,2 |
| 2,2 | 79,7 | 79,7 | 77,7 |
| 3 | 81,5 | 81,5 | 79,7 |
| 4 | 83,1 | 83,1 | 81,4 |
| 5,5 | 84,7 | 84,7 | 83,1 |
| 7,5 | 86,0 | 86,0 | 84,7 |
| 11 | 87,6 | 87,6 | 86,4 |
| 15 | 88,7 | 88,7 | 87,7 |
| 18,5 | 89,3 | 89,3 | 88,6 |
| 22 | 89,9 | 89,9 | 89,2 |
| 30 | 90,7 | 90,7 | 90,2 |
| 37 | 91,2 | 91,2 | 90,8 |
| 45 | 91,7 | 91,7 | 91,4 |
| 55 | 92,1 | 92,1 | 91,9 |
| 75 | 92,7 | 92,7 | 92,6 |
| 90 | 93,0 | 93,0 | 92,9 |
| 110 | 93,3 | 93,3 | 93,3 |
| 132 | 93,5 | 93,5 | 93,5 |
| 150 | 93,8 | 93,8 | 93,8 |
Bảng 3 – Giới hạn danh nghĩa (%) đối với hiệu suất năng lượng mức cao ở 50 Hz
| PN kW | Số cực | ||
| 2 | 4 | 6 | |
| 0,75 | 80,7 | 82,5 | 79,8 |
| 1,1 | 82,7 | 84,1 | 81,0 |
| 1,5 | 84,2 | 85,3 | 82,5 |
| 2,2 | 85,9 | 86,7 | 84,3 |
| 3 | 87,1 | 87,7 | 85,6 |
| 4 | 88,1 | 88,6 | 86,8 |
| 5,5 | 89,2 | 89,6 | 88,0 |
| 7,5 | 90,1 | 90,4 | 89,1 |
| 11 | 91,2 | 91,4 | 90,3 |
| 15 | 91,9 | 92,1 | 91,2 |
| 18,5 | 92,4 | 92,6 | 91,7 |
| 22 | 92,7 | 93,0 | 92,2 |
| 30 | 93,3 | 93,6 | 92,9 |
| 37 | 93,7 | 93,9 | 93,3 |
| 45 | 94,0 | 94,2 | 93,7 |
| 55 | 94,3 | 94,6 | 94,1 |
| 75 | 94,7 | 95,0 | 94,6 |
| 90 | 95,0 | 95,2 | 94,9 |
| 110 | 95,2 | 95,4 | 95,1 |
| 132 | 95,4 | 95,6 | 95,4 |
| 150 | 95,6 | 95,8 | 95,6 |
Bảng 4 - Giới hạn danh nghĩa (%) đối với hiệu suất năng lượng mức tối thiểu ở 60 Hz
| PN kW | Số cực | ||
| 2 | 4 | 6 | |
| 0,75 | 77,0 | 78,0 | 73,0 |
| 1,1 | 78,5 | 79,0 | 75,0 |
| 1,5 | 81,0 | 81,5 | 77,0 |
| 2,2 | 81,5 | 83,0 | 78,5 |
| 3,7 | 84,5 | 85,0 | 83,5 |
| 5,5 | 86,0 | 87,0 | 85,0 |
| 7,5 | 87,5 | 87,5 | 86,0 |
| 11 | 87,5 | 88,5 | 89,0 |
| 15 | 87,5 | 89,5 | 89,5 |
| 18,5 | 88,5 | 90,5 | 90,2 |
| 22 | 89,5 | 91,0 | 91,0 |
| 30 | 90,2 | 91,7 | 91,7 |
| 37 | 91,5 | 92,4 | 91,7 |
| 45 | 91,7 | 93,0 | 91,7 |
| 55 | 92,4 | 93,0 | 92,1 |
| 75 | 93,0 | 93,2 | 93,0 |
| 90 | 93,0 | 93,2 | 93,0 |
| 110 | 93,0 | 93,5 | 94,1 |
| 150 | 94,1 | 94,5 | 94,1 |
Bảng 5 - Giới hạn danh nghĩa (%) đối với hiệu suất năng lượng mức cao ở 60 Hz
| PN kW | Số cực | ||
| 2 | 4 | 6 | |
| 0,75 | 77,0 | 85,5 | 82,5 |
| 1,1 | 84,0 | 86,5 | 87,5 |
| 1,5 | 85,5 | 86,5 | 88,5 |
| 2,2 | 86,5 | 89,5 | 89,5 |
| 3,7 | 88,5 | 89,5 | 89,5 |
| 5,5 | 89,5 | 91,7 | 91,0 |
| 7,5 | 90,2 | 91,7 | 91,0 |
| 11 | 91,0 | 92,4 | 91,7 |
| 15 | 91,0 | 93,0 | 91,7 |
| 18,5 | 91,7 | 93,6 | 93,0 |
| 22 | 91,7 | 93,6 | 93,0 |
| 30 | 92,4 | 94,1 | 94,1 |
| 37 | 93,0 | 94,5 | 94,1 |
| 45 | 93,6 | 95,0 | 94,5 |
| 55 | 93,6 | 95,4 | 94,5 |
| 75 | 94,1 | 95,4 | 95,0 |
| 90 | 95,0 | 95,4 | 95,0 |
| 110 | 95,0 | 95,8 | 95,8 |
| 150 | 95,4 | 96,2 | 95,8 |
MỤC LỤC
3.1. Hiệu suất danh nghĩa
3.2. Hiệu suất danh định
4. Mức hiệu suất năng lượng tối thiểu
4.1. Qui định chung
4.2. Nội suy
4.3. Giới hạn danh nghĩa của mức hiệu suất năng lượng
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6627-2-1:2010 (IEC 60034-2-1:2007) về Máy điện quay - Phần 2-1: Phương pháp tiêu chuẩn để xác định tổn hao và hiệu suất bằng thử nghiệm (không kể máy điện dùng cho phương tiện kéo)
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6627-1:2008 (IEC 60034-1 : 2004) về Máy điện quay - Phần 1: Thông số đặc trưng và tính năng
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7862-1:2008 (IEC 60072-1 : 1991) về Dãy kích thước và dãy công suất đầu ra của máy điện quay - Phần 1: Số khung 56 đến 400 và số mặt bích 55 đến 1080
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6627-30:2011 (IEC 60034-30:2008) về Máy điện quay – Phần 30: Cấp hiệu suất của động cơ cảm ứng lồng sóc ba pha một tốc độ ( Mã IE)
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7540-2:2013 về Động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc - Phần 2: Phương pháp xác định hiệu suất năng lượng
- 1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 245:1985 về động cơ điện không đồng bộ ba pha công suất từ 0,55 đến 90 kW- Dãy công suất, dãy tốc độ quay và điện áp danh định
- 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1987:1994 về Động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto ngắn mạch có công suất từ 0,55 đến 90 kW
- 3 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 245:1967 về Động cơ điện không đồng bộ 3 pha có công suất 0,6-100 kw - Dãy công suất, điện áp và tốc độ quay định mức do Ủy ban Khoa học Nhà nước ban hành
- 1 Quyết định 4251/QĐ-BKHCN năm 2013 công bố Tiêu chuẩn quốc gia do Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 245:1985 về động cơ điện không đồng bộ ba pha công suất từ 0,55 đến 90 kW- Dãy công suất, dãy tốc độ quay và điện áp danh định
- 3 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7540-1:2005 về Động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc hiệu suất cao - Phần 1: Mức hiệu suất năng lượng tối thiểu do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 4 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1987:1994 về Động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto ngắn mạch có công suất từ 0,55 đến 90 kW
- 5 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 245:1967 về Động cơ điện không đồng bộ 3 pha có công suất 0,6-100 kw - Dãy công suất, điện áp và tốc độ quay định mức do Ủy ban Khoa học Nhà nước ban hành
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6627-2-1:2010 (IEC 60034-2-1:2007) về Máy điện quay - Phần 2-1: Phương pháp tiêu chuẩn để xác định tổn hao và hiệu suất bằng thử nghiệm (không kể máy điện dùng cho phương tiện kéo)
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6627-1:2008 (IEC 60034-1 : 2004) về Máy điện quay - Phần 1: Thông số đặc trưng và tính năng
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7862-1:2008 (IEC 60072-1 : 1991) về Dãy kích thước và dãy công suất đầu ra của máy điện quay - Phần 1: Số khung 56 đến 400 và số mặt bích 55 đến 1080
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6627-30:2011 (IEC 60034-30:2008) về Máy điện quay – Phần 30: Cấp hiệu suất của động cơ cảm ứng lồng sóc ba pha một tốc độ ( Mã IE)
- 10 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7540-2:2013 về Động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc - Phần 2: Phương pháp xác định hiệu suất năng lượng