Nouvelles normes et directives de rendement applicables ... · nbr 5383-‐1 185kw is 12615 0,75kw-‐ 2, 4, 6 375kw ksc iec60034-‐2-‐1kemco 0,75kw-‐ 2,4,6,8 200kw gb18613-‐2012

Nouvelles normes et directivesde rendement applicables

aux moteurs en Europe

Rendements moteurs

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Nouvelles normes et directives de rendement applicablesaux moteurs en Europe

5142 fr - 2017.10 / c 5142 fr - 2017.10 / c

Le règlement 640/2009 de la directive, dite ErP, est appliqué depuis le 16 juin 2011. Certains pays hors de l’UE, comme la Suisse et la Turquie, ap-pliquent une réglementation quasiment identique. D’autres pays ont mis ou vont mettre en place des réglementations similaires (Chine, Inde, Taiwan, ...) basées également sur la CEI 60034-30.

Le règlement 640/2009, voté en juillet 2009, a été modifié deux fois depuis.

La norme CEI 60034-30 de septembre 2008 est remplacée par la CEI 60034-30-1. Les principaux changements, par rapport à la version précédente, con-cernent le champ d’application qui est étendu (puissances de 0,12 à 1000 kW, polarités de 2 à 8 pôles, nouvelle classe de rendement IE4).

L’objectif de cette nouvelle édition, du guide des « Nouvelles normes et di-rectives de rendement applicables aux moteurs en Europe », est de résumer les nouvelles normes et de mettre à jour les informations de l’édition précé-dente.

Avant propos

RAPPEL : tous les moteurs 2, 4 et 6 pôles, mis sur le marché de l’UE à partir du 01/01/2015, de puissance ≥ 7,5 kW jusqu’au 375 kW, doivent être IE3 ou IE2 avec variateur de vitesse.

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Sommaire

• Norme de classification des rendements CEI 60034-30-1(1er semestre 2014) ............................................................................................................................. 4-5

• Normes en cours d’élaboration .................................................................................................. 6-7

• Modification du règlement d’application 640/2009de la directive ErP ..................................................................................................................................... 8

• Projets de nouveaux lots concernant les moteursdans la directive ErP ............................................................................................................................... 9

• Principales réglementations énergétiques dans le monde ................................. 10

• Tables des rendements suivant CEI 60034-30-1 ............................................ 12 à 17

• Conclusion ...................................................................................................................................................... 18

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Cette norme remplace la CEI 60034-30 de septembre 2008.

Elle concerne les moteurs électriques monophasés et triphasés, mono-vites-ses à induction ou à aimants permanents, avec ou sans isolation renforcée, sur réseau sinusoïdal.

Champ d’application :- Puissance : 0,12 à 1000 kW- Tension : 50 à 1000 V - Fréquences : 50 et 60 Hz- Polarités : 2, 4, 6 et 8 pôles- Prévus pour fonctionner en service continu à la puissance assignée sans dépasser la classe d’isolation spécifiée. Plus généralement service S1.

- Marqués pour une température ambiante de fonctionnement comprise entre -20° et + 60°C.

- Marqués pour une altitude de fonctionnement jusqu’à 4000 mètres au-dessus du niveau de la mer.

Remarques : - Les moteurs prévus pour fonctionner à des températures en dehors de la plage -20 à + 60°C sont généralement de construction particulière et par conséquent exclus du champ d’application de la norme.

- Les moteurs pour extraction de fumée, d’une classe de température allant jusqu’à 400°C inclus, sont couverts par cette norme.

- Les moteurs avec pattes, bride, patte et bride, avec des arbres de dimensions différentes de la CEI 60072-1 sont aussi couverts.

- Les moteurs pour réducteur avec montage direct ou universel sont couverts.

Sont exclus de cette norme :- Les moteurs 10 pôles et plus - Les moteurs complètement intégrés dans une machine qui ne peuvent pas être testés séparément de la machine. Cela veut dire que pour qu’un moteur soit exclu, le processus de séparation d’un des composants doit rendre le moteur inopérant.

- Les moteurs avec convertisseur de fréquence intégré lorsque le moteur ne peut pas être essayé sans le convertisseur.

Norme de classification des rendements CEI 60034-30-1 (1er semestre 2014)

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- Les moteurs freins lorsque le frein fait partie intégrante de la construction du moteur et ne peut être ni enlevé, ni alimenté par une source séparée pendant l’essai.

- Les moteurs submersibles spécialement conçus pour fonctionner entièrement plongés dans un liquide.

- Les moteurs pour extraction de fumée d’une classe de température supérieure à 400°C.

Remarques :- Les moteurs ventilés par la machine (IC418) qui peuvent être testés avec une soufflerie externe sont concernés. Les moteurs IC416 (avec ventilati-on forcée) sont également concernés.

- Un moteur avec convertisseur de fréquence n’est pas exclu lorsqu’il peut être séparé du convertisseur et essayé indépendamment de ce dernier.

Cette nouvelle norme, introduit la classe de rendement IE5. Ce niveau de rendement est envisagé dans la prochaine édition de la norme bien qu’à ce jour, selon cette même norme, il soit admis qu’il ne soit pas possible d’attein-dre la classe de rendement avec les technologies actuelles.

Norme de classification des rendements CEI 60034-30-1 (1er semestre 2014) Norme de classification des rendements CEI 60034-30-1 (1er semestre 2014)

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Pour répondre aux prochaines évolutions de la directive ErP et aux attentes du marché, plusieurs normes concernant le « rendement » sont en cours de préparation.

Champ d’application :- CEI 60034-2-3 : méthode de mesure du rendement d’un moteur sur variateur. Publication 1er semestre 2014.

- CEI 60034-30-2 : classes de rendement des moteurs sur variateurs. Publication 1er semestre 2015.

- EN 50598-1 : a pour objet de définir le guide permettant d’appliquer la partie suivante.

- EN 50598-2 : a pour objet d’établir la norme pour la méthode de calcul et de classification des PDS (Power Drive System).

- EN 50598-3 : a pour objet la prise en compte de l’impact environnemental de la norme (PEP = Profil Environnemental Produit). Vote prévu pour les trois normes EN : 1er semestre 2014.

Une fois votées, les normes EN seront proposées à la Commission Electro-technique Internationale pour une nouvelle norme CEI.

Commentaire : Leroy-Somer a su anticiper les besoins de la norme en mettant à disposition de ses clients des PEP pour tous les nouveaux moteurs à haut rendement mis sur le marché depuis 2011.

Normes en cours d’élaboration

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CEI 60034-2-1 : mesures du rende-ment

CEI 60034-30 : classes des rende-ments Sera remplacée parCEI 60034-30-1 (début 2014)

CEI 60034-2-3 : mesures du rende-ment (2014)

CEI 60034-30-2 : classes des rende-ments (2015)

EN 50598-2 : mesures et classesdes rendements(2015)

Normes en cours d’élaboration

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Depuis son vote en juillet 2009, le règlement d’application a été rectifié à deux reprises :Le 19 février 2011 : une erreur concernant les moteurs refroidis par eau a été corrigée.Le 6 janvier 2014, pour éviter certaines interprétations du règlement et ainsi le contourner, le règlement n° 4/2014 qui modifie le règlement 640/2009 a été voté. Il est applicable au plus tard en Juillet 2014. Une certaine partie du champ d’application a été modifiée :« 2. Le présent règlement n’est pas applicable : a) aux moteurs conçus pour fonctionner entièrement immergés dans un liqui-de ; b) aux moteurs entièrement intégrés dans un autre produit (par exemple, dans un mécanisme, une pompe, un ventilateur ou un compresseur) lorsque les performances énergétiques du moteur ne peuvent pas être mesurées séparément de celles du produit ; c) aux moteurs conçus spécifiquement pour fonctionner :

- à des altitudes supérieures à 4000 mètres au-dessus du niveau de la mer ;- à des températures de l’air ambiant supérieures à 60°C ; - à une température maximale de fonctionnement supérieure à 400°C ; - à des températures de l’air ambiant inférieures à - 30°C pour tout moteur ou à des températures inférieures à 0°C pour les moteurs dotés d’un sys-tème de refroidissement par eau ; - lorsque la température de l’eau de refroidissement à l’entrée du produit est inférieure à 0°C ou supérieure à 32°C ; - en atmosphères explosibles telles que définies dans la directive 94/9/CE du Parlement européen et du Conseil (3) ;

d) aux moteurs freins, … ».A noter également que dans l’annexe 1, il a été inséré un alinéa : « Lorsque la taille de la plaque signalétique ne permet pas de marquer tou-tes les informations, visées au point 1, seul le rendement nominal à la tensi-on nominale doit être plaqué ».Commentaire : ces rectificatifs ne changent pas les produits ou l’approche commerciale de Leroy-Somer qui a toujours scrupuleusement appliqué la directive.

Modification du règlement d’application 640/2009 de la directive ErP

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Lot 30 : concernera les produits qui ne sont pas couverts par le règlement 640/2009 des moteurs électriques tels que moteurs spéciaux pour applica-tion à vitesse variable (servomoteurs asynchrones), moteurs à aimants per-manents, moteurs refroidis par la machine entraînée (ventilateurs), moteurs avec variateur de vitesse de 0,2 à 1000 kW, moteurs sur réseau de 0,75 à 1000 kW.

Lot 31 : concernera les produits qui ne sont pas couverts par le lot 30 et le règlement 640/2009, en particulier les moteurs de compresseur incluant les petits compresseurs, et leurs variantes possibles.

Commentaire : il est peu probable que ces règlements soient applicables avant 2018.

Projets de nouveaux lots concernant les moteurs dans la directive ErP

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Pays Norme Règlement Labellesation Enregistrement Puissance Nb pôlessi nécessaire obligatoire

IEC60034-‐2-‐1 ErP 0,75kW-‐ 2, 4, 6IEC60034-‐30 640/2009 375kWIEC60034-‐2-‐1 ordonnance 0,75kW-‐ 2, 4, 6IEC60034-‐30 730.01 375kWIEC60034-‐2-‐1 SGM 0,75kW-‐ 2, 4, 6IEC60034-‐30 2012/2 375kWIEC60034-‐2-‐1 SI 0,75kW-‐ 2,4,6,8IEC60034-‐30 5289 185kWMG1 112-‐11 EISA 1 HP-‐ 2, 4, 6IEEE 112-‐B 10CFR431.31 200HPC747-‐09 LC 1992 1 HP-‐ 2, 4, 6C390-‐10 ch.36 200HPMG1 112-‐11 CONUEE 1 HP-‐ 2, 4, 6IEEE 112-‐B NOM-‐016-‐ENER 200HPNBR 17094-‐3 INMETRO 0,75kW-‐ 2,4,6,8NBR 5383-‐1 185kWIS 12615 0,75kW-‐ 2, 4, 6

375kWKSC IEC60034-‐2-‐1 KEMCO 0,75kW-‐ 2,4,6,8

200kWGB18613-‐2012 CER 0,75kW-‐ 2, 4, 6

375kWIEC60034-‐2-‐1 E3 0,75kW-‐ 2,4,6,8IEEE 112-‐B 185kWIEC60034-‐2-‐1 EECA 0,75kW-‐ 2,4,6,8IEEE 112-‐B 185kWJIS C4034-‐2-‐1 0,20kW-‐ 2, 4, 6JIS C4034-‐30 160kWCNS 14400 0,75kW-‐ 2, 4, 6

200kW

IE3 IE3

TAIWAN IE2 IE2 IE3 IE3 IE3

JAPAN IE2 IE2 IE3

IE3 IE3

NEW ZEALAND X IE2 IE2 IE3 IE3 IE3

AUSTRALIA X IE2 IE2 IE3

IE3 IE3

CHINA X IE2 IE2 IE3 IE3 IE3

South KOREA X IE2 IE2 IE3

IE3 IE3

INDIA IE2 IE3 IE3 IE3 IE3

BRAZIL X IE2 IE2 IE3

IE3 IE3 IE3 IE3CANADA XMEXICO X

USA XIE3

IE3 IE3 IE3SWISS

TURKEY

ISRAEL

2013 2014 2015 2016 2017

EUROPE

IE2 IE2


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Principales réglementations énergétiques dans le monde

Pays Enregistrement obligatoire

Puissance

volontaireOBLIGATOIRE

Nbpôles

Labellisationsi nécessaire

RèglementNormePays

Vérifier auprès du service commercial si le produit sélectionné est enregistré dans le pays de destination.

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Notes

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Tables des rendements suivant CEI 60034-30-1

PNkW

Nombre de pôles / vitesse de synchronisme min-1

2 / 3000 4 /1500 6 /1000 8 /750

0,12 53,6 59,1 50,6 39,80,18 60,4 64,7 56,6 45,90,20 61,9 65,9 58,2 47,40,25 64,8 68,5 61,6 50,60,37 69,5 72,7 67,6 56,10,40 70,4 73,5 68,8 57,20,55 74,1 77,1 73,1 61,70,75 77,4 79,6 75,9 66,21,1 79,6 81,4 78,1 70,81,5 81,3 82,8 79,8 74,12,2 83,2 84,3 81,8 77,63 84,6 85,5 83,3 80,04 85,8 86,6 84,6 81,9

5,5 87,0 87,7 86,0 83,87,5 88,1 88,7 87,2 85,311 89,4 89,8 88,7 86,915 90,3 90,6 89,7 88,0

18,5 90,9 91,2 90,4 88,622 91,3 91,6 90,9 89,130 92,0 92,3 91,7 89,837 92,5 92,7 92,2 90,345 92,9 93,1 92,7 90,755 93,2 93,5 93,1 91,075 93,8 94,0 93,7 91,690 94,1 94,2 94,0 91,9110 94,3 94,5 94,3 92,3132 94,6 94,7 94,6 92,6160 94,8 94,9 94,8 93,0

200 jusqu’à 1 000 95,0 95,1 95,0 93,5

Limites de rendement nominal (%) pour IE2 - 50 Hz niveau «HAUT»

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PNkW


2 / 3600 4 /1800 6 /1200 8 /900

0,12 59,5 64,0 50,5 40,00,18 64,0 68,0 55,0 46,00,25 68,0 70,0 59,5 52,00,37 72,0 72,0 64,0 58,00,55 74,0 75,5 68,0 62,00,75 75,5 78,0 73,0 66,01,1 82,5 84,0 85,5 75,51,5 84,0 84,0 86,5 82,52,2 85,5 87,5 87,5 84,03,7 87,5 87,5 87,5 85,55,5 88,5 89,5 89,5 85,57,5 89,5 89,5 89,5 88,511 90,2 91,0 90,2 88,515 90,2 91,0 90,2 89,5

18,5 91,0 92,4 91,7 89,522 91,0 92,4 91,7 91,030 91,7 93,0 93,0 91,037 92,4 93,0 93,0 91,745 93,0 93,6 93,6 91,755 93,0 94,1 93,6 93,075 93,6 94,5 94,1 93,090 94,5 94,5 94,1 93,6110 94,5 95,0 95,0 93,6150 95,0 95,0 95,0 93,6185 95,4 95,0 95,0 93,6

220 jusqu’à 335 95,4 95,4 95,0 93,6375 jusqu’à 1000 95,4 95,8 95,0 94,1

Limites de rendement nominal (%) pour IE2 - 60 Hz niveau «HAUT»

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PNkW


2 / 3000 4 /1500 6 /1000 8 /750

0,12 60,8 64,8 57,7 50,70,18 65,9 69,9 63,9 58,70,20 67,2 71,1 65,4 60,60,25 69,7 73,5 68,6 64,10,37 73,8 77,3 73,5 69,30,40 74,6 78,0 74,4 70,10,55 77,8 80,8 77,2 73,00,75 80,7 82,5 78,9 75,01,1 82,7 84,1 81,0 77,71,5 84,2 85,3 82,5 79,72,2 85,9 86,7 84,3 81,93 87,1 87,7 85,6 83,54 88,1 88,6 86,8 84,8

5,5 89,2 89,6 88,0 86,27,5 90,1 90,4 89,1 87,311 91,2 91,4 90,3 88,615 91,9 92,1 91,2 89,6

18,5 92,4 92,6 91,7 90,122 92,7 93,0 92,2 90,630 93,3 93,6 92,9 91,337 93,7 93,9 93,3 91,845 94,0 94,2 93,7 92,255 94,3 94,6 94,1 92,575 94,7 95,0 94,6 93,190 95,0 95,2 94,9 93,4110 95,2 95,4 95,1 93,7132 95,4 95,6 95,4 94,0160 95,6 95,8 95,6 94,3

200 jusqu’à 1 000 95,8 96,0 95,8 94,6

Limites de rendement nominal (%) pour IE3 - 50 Hz «PREMIUM»

15


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PNkW


2 / 3600 4 /1800 6 /1200 8 /900

0,12 62,0 66,0 64,0 59,50,18 65,6 69,5 67,5 64,00,25 69,5 73,4 71,4 68,00,37 73,4 78,2 75,3 72,00,55 76,8 81,1 81,7 74,00,75 77,0 83,5 82,5 75,51,1 84,0 86,5 87,5 78,51,5 85,5 86,5 88,5 84,02,2 86,5 89,5 89,5 85,53,7 88,5 89,5 89,5 86,55,5 89,5 91,7 91,0 86,57,5 90,2 91,7 91,0 89,511 91,0 92,4 91,7 89,515 91,0 93,0 91,7 90,2

18,5 91,7 93,6 93,0 90,222 91,7 93,6 93,0 91,730 92,4 94,1 94,1 91,737 93,0 94,5 94,1 92,445 93,6 95,0 94,5 92,455 93,6 95,4 94,5 93,675 94,1 95,4 95,0 93,690 95,0 95,4 95,0 94,1110 95,0 95,8 95,8 94,1150 95,4 96,2 95,8 94,5

185 jusqu’à 1 000 95,8 96,2 95,8 95,0

Limites de rendement nominal (%) pour IE3 - 60 Hz «PREMIUM»

16


5142 fr - 2017.10 / c 5142 fr - 2017.10 / c


PNkW


2 / 3000 4 /1500 6 /1000 8 /750

0,12 66,5 69,8 64,9 62,30,18 70,8 74,7 70,1 67,20,20 71,9 75,8 71,4 68,40,25 74,3 77,9 74,1 70,80,37 78,1 81,1 78,0 74,30,40 78,9 81,7 78,7 74,90,55 81,5 83,9 80,9 77,00,75 83,5 85,7 82,7 78,41,1 85,2 87,2 84,5 80,81,5 86,5 88,2 85,9 82,62,2 88,0 89,5 87,4 84,53 89,1 90,4 88,6 85,94 90,0 91,1 89,5 87,1

5,5 90,9 91,9 90,5 88,37,5 91,7 92,6 91,3 89,311 92,6 93,3 92,3 90,415 93,3 93,9 92,9 91,2

18,5 93,7 94,2 93,4 91,722 94,0 94,5 93,7 92,130 94,5 94,9 94,2 92,737 94,8 95,2 94,5 93,145 95,0 95,4 94,8 93,455 95,3 95,7 95,1 93,775 95,6 96,0 95,4 94,290 95,8 96,1 95,6 94,4110 96,0 96,3 95,8 94,7132 96,2 96,4 96,0 94,9160 96,3 96,6 96,2 95,1200 96,5 96,7 96,3 95,4250 96,5 96,7 96,5 95,4

315 jusqu’à 1 000 96,5 96,7 96,6 95,4

Limites de rendement nominal (%) pour IE4 - 50 Hz «SUPER PREMIUM»

17


5142 fr - 2017.10 / c


PNkW


2 / 3600 4 /1800 6 /1200 8 /900

0,12 66,0 70,0 68,0 64,00,18 70,0 74,0 72,0 68,00,25 74,0 77,0 75,5 72,00,37 77,0 81,5 78,5 75,50,55 80,0 84,0 82,5 77,00,75 82,5 85,5 84,0 78,51,1 85,5 87,5 88,5 81,51,5 86,5 88,5 89,5 85,52,2 88,5 91,0 90,2 87,53,7 89,5 91,0 90,2 88,55,5 90,2 92,4 91,7 88,57,5 91,7 92,4 92,4 91,011 92,4 93,6 93,0 91,015 92,4 94,1 93,0 91,7

18,5 93,0 94,5 94,1 91,722 93,0 94,5 94,1 93,030 93,6 95,0 95,0 93,037 94,1 95,4 95,0 93,645 94,5 95,4 95,4 93,655 94,5 95,8 95,4 94,575 95,0 96,2 95,8 94,590 95,4 96,2 95,8 95,0110 95,4 96,2 96,2 95,0150 95,8 96,5 96,2 95,4185 96,2 96,5 96,2 95,4220 96,2 96,8 96,5 95,4

250 up to 1 000 96,2 96,8 96,5 95,8

Limites de rendement nominal (%) pour IE4 - 60 Hz «SUPER PREMIUM»

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5142 fr - 2017.10 / c 5142 fr - 2017.10 / c

Partant du principe que la consommation électrique représente 95% du coût global d’un système d’entraînement et compte tenu des engagements de réduction de consommation d’énergie et d’émission de CO2 que prennent la plupart des pays dans le monde, la mise sur le marché de moteurs ou de systèmes à hauts rendements est inéluctable.

Dans l’industrie, les moteurs électriques consomment 70% de l’électricité.

Il faut considérer les réglementations énergétiques, non pas comme une contrainte, mais comme une chance de pouvoir mettre sur le marché des machines performantes qui se démarquent avec des niveaux élevés d’effi-cience énergétique.

Conclusion

95%

Consommationélectrique

Coût globald'un moteur asynchrone

sur 10 ans

Maintenance3%

Achat2%

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Notes

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Nouvelles normes et directives de rendement applicables ... · nbr 5383-‐1 185kw is 12615 0,75kw-‐ 2, 4, 6 375kw ksc iec60034-‐2-‐1kemco 0,75kw-‐ 2,4,6,8 200kw gb18613-‐2012