Nieuwe Europese ‘Ecodesign’ Richtlijn voor elektromotoren

Per 1 juli 2021 is de nieuwe Europese ‘Ecodesign’ Richtlijn voor elektromotoren 2019/1781 van kracht. Deze vervangt de oude richtlijn uit 2009 en stelt strengere eisen aan het minimale rendement van elektromotoren én frequentieregelaars. Met de upgrade is de focus uitgebreid tot motoren met een vermogen van 0,12 – 1.000 kW, explosieveilige motoren en 8-polige motoren. Voor de frequentieregelaars geldt IE2 voor dezelfde vermogensrange. De nieuwe richtlijn wordt in twee stappen ingevoerd wat betekent dat de laatste maatregelen op 1 juli 2023 moeten zijn afgerond.

85 miljoen grote elektromotoren in de EU souperen zo’n 65 – 70% van alle energie die de industrie verbruikt. Deze motoren drijven onder meer pompen en compressoren aan of worden toegepast in productiemachines en transportsystemen. Met deze aantallen betekent een kleine verbetering van de efficiëntie, een grote stap in het totale energieverbruik. En dat is weer belangrijk in het kader van het Klimaatakkoord en het streven naar een significante reductie van broeikasgassen.

Richtlijn energie-efficiënte elektromotoren

De Europese Commissie introduceerde daarom in 2009 een eerste Richtlijn waarin eisen werden gesteld aan de energie-efficiëntie van elektromotoren met een vermogen van 0,75 – 375 kW. In deze norm bestonden nog vele uitzonderingen; zo gold deze niet voor Ex-motoren (voor explosiegevaarlijke omgevingen), motoren voor gebruik in extreme temperaturen en voor remmotoren. Maar wel een eerste stap in de goede richting die producenten van elektromotoren stimuleerde om motoren zuiniger te maken.

In de tien jaar die daarop volgden, is veel kennis en ervaring opgedaan en hebben ook de technische ontwikkelingen niet stil gestaan. Alle reden om de Richtlijn te herzien en af te stemmen op de huidige tijd. Dit leidde op 25 oktober 2019 tot de publicatie van een nieuwe Richtlijn (EG) 2019/1781 met minimum energie efficiency eisen voor elektromotoren en frequentieomvormers. De eisen uit de Richtlijn gaan in op 1 juli 2021 maar de invoering ervan gebeurt stapsgewijs. Uiterlijk 1 juli 2023 moeten bedrijven aan de volledige Richtlijn voldoen. De scope van deze nieuwe richtlijn is aanzienlijk uitgebreid met betrekking tot zowel het vermogen als het type motor waarop de Richtlijn betrekking heeft.

Eerste fase richtlijn voor elektromotoren

De eerste fase is inmiddels van start gegaan. Vanaf 1 juli 2021 dekt de Richtlijn inductiemotoren met twee, vier, zes of acht polen voor een sinusvormige spanning van 50, 60 of 50/60 Hz en een nominale spanning van 50 – 1.000 V. Dit geldt ook voor remmotoren met externe remmen, motoren Ex tb, Ex ec, Ex db, Ex dc en Ex db eb voor bedrijfsklasse: S3 ≥ 80%, S6 ≥ 80% evenals TEAO motors (geforceerd gekoeld). Deze motoren maken géén gebruik van borstels, sleepringen of andere elektrische verbindingen met de rotor.

Motoren met een frequentieregelaar moeten voldoen aan dezelfde regels als Direct On Line (DOL) motoren. Uitzonderingen zijn nog steeds: hoogspanningsmotoren, motoren voor de mijnbouw en Ex eb motoren (verhoogde veiligheid). Ten opzichte van de oude richtlijn vervalt de optie om IE2 motoren uit te mogen voeren met een frequentieregelaar.

IE3 is verplicht voor motoren met:

• Een uitgaand vermogen van 0,75 – 1.000 kW
• Bescherming tegen gevaarlijke omgevingen conform Ex ec, Ex d, Ex de, Ext
• IC418 koeling
• Remmotoren met externe remmen

IE2 geldt voor 3-fase motoren met een nominaal vermogen van 0,12 – 0,75 kW.

Frequentieregelaars

Ten aanzien van de regelaars geldt een IE2 verplichting voor alle AC-drives. Het gaat daarbij om 3-fase standaard drives van 0,12 – 1.000 kW met een nominale spanning tussen de 100 – 1.000 VAC.

Tweede fase

Vanaf 1 juli 2023 wordt ook het laatste deel van de Richtlijn van kracht.

Motoren

In de tweede fase geldt een minimale IE2 klasse voor motoren:

• Ex eb (verhoogde veiligheid) van 0,12 tot 1.000 kW
• 1-fase motoren van 0,12 – 1.000 kW

In deze tweede fase wordt bovendien de hoogste klasse – IE4 – verplicht voor 3-fase motoren van 75 – 200 kW. Het gaat dan om 2-, 4- of 6-polige motoren die géén remmotor zijn en ook niet bestemd voor ATEX omgevingen.

Frequentieregelaars

De eisen ten aanzien van frequentieregelaars zijn in de tweede fase ongewijzigd ten opzichte van de eerste fase.

In een afbeelding uit een whitepaper van Elsto is in één oogopslag te zien welke IE klasse voor welke motoren gelden op welk moment.

Door deze nieuwe richtlijn wordt een energiebesparing van 10 TWh verwacht in 2030 waarmee de Richtlijn een significante bijdrage levert aan het verlagen van de broeikasgassen.

Uitzonderingen richtlijn voor elektromotoren

Zoals praktisch alle Richtlijnen kent ook deze Richtlijn een groot aantal uitzonderingen. Zo vallen poolomschakelbare motoren, volledig gesloten motoren zonder ventilatoren (TENV) en motoren die niet geschikt zijn voor continubedrijf niet onder de nieuwe verordening. Ook motoren die een integraal onderdeel vormen van een product en motoren met een geïntegreerde regelaar of rem vallen erbuiten indien een energieonafhankelijke test niet mogelijk is. Ook niet met behulp van tijdelijke voorzieningen. Motoren waarop een losse rem is gezet vallen dus wel onder de verordening.

De lijst met uitzonderingen voor motoren in specifieke omstandigheden is bij de meeste bedrijven bekend en te vinden op het internet. Tot slot is er een gespecificeerde reeks met vrijgestelde frequentieregelaars (of zoals de Richtlijn ze benoemt: snelheidsvariatoren).

Typeplaatjes

Naast inhoudelijk eisen met betrekking tot het rendement van de motoren, zijn ook de regels ten aanzien van de informatieverstrekking aangescherpt. Zo moeten na de overgangsfase de nominale vermogensverliezen van motoren zijn uitgedrukt als percentage bij de bepaalde werkingspunten voor snelheid versus koppel. Wanneer de betreffende motor niet geschikt is voor bedrijf bij een van deze werkingspunten, moet voor die punten ‘niet van toepassing’ in de documentatie zijn terug te vinden. Op het typeplaatje moet uiteindelijk het jaar van de fabricage, het efficiëntieniveau en het rendement tijdens 50%, 75% en 100% van de nominale spanning. Op het typeplaatje van frequentieregelaars moeten de vermogensverliezen voor bepaalde werkingspunten zijn weergegeven. Verder moet efficiëntieniveau ‘IE2’ en het jaar van fabricage op het typeplaatje staan.

Tot slot is er ook aan ‘sjoemelsoftware’ gedacht. Zo staat er in de richtlijn dat ‘een product zich niet opeens extreem braaf mag gedragen tijdens een test’. Ook is het niet toegestaan om na de ingebruikname met soft-firmware updates de milieuprestaties te verslechteren. Alleen na expliciete toestemming van de eindgebruiker mag het product alsnog minder efficiënt zijn dan vooraf geregistreerd.

Auteur: Ing. M. de Wit- Blok
Bron: Elsto Drives & Controls

Lees ook:

• Eco-Design richtlijn als concurrentievoordeel
• Motoren voor gevaarlijke omgevingen niet langer vrijgesteld
• Nieuwe magneetvrije elektromotor vergt geen onderhoud