FprEN IEC 61800-9-2:2023
(Main)Adjustable speed electrical power drive systems (PDS) - Part 9-2: Ecodesign for motor systems - Energy efficiency determination and classification
Adjustable speed electrical power drive systems (PDS) - Part 9-2: Ecodesign for motor systems - Energy efficiency determination and classification
IEC 61800-9-2:2023 specifies energy efficiency indicators of power electronics (complete drive modules (CDM), input or output sub drive modules (SDM), power drive systems (PDS) and motor starters, all used for motor driven equipment. This document is a group energy efficiency publication according to IEC Guide 119 and specifies the methodology for the determination of losses of the complete drive module (CDM), the sub drive module (SDM), the power drive system (PDS) and the motor system. It defines IE and IES classes, their limit values and provides test procedures for the classification of the overall losses of the motor system. Furthermore, this document proposes a methodology for the implementation of the best energy efficiency solution of drive systems. This depends on the architecture of the motor driven system, on the speed/torque profile and on the operating points over time of the driven load equipment. It provides a link for the energy efficiency evaluation and classification of the extended product. This edition includes the following significant technical changes with respect to the previous edition: a) Additional IES Classes defined to IES5; b) Removed reference motor loss data and now point to IEC 60034-30-2; c) Expanded and modified factors in Clause 6 for CDMs; d) Annex C is now the Mathematical Model for CDM Losses; e) Moved the mathematical model for the CDM to Annex C; f) Added Sub Drive Input Module and Sub Drive Output Modules to Annex B; g) Annex D is now the Converter Topology (old Annex C); h) Annex E is now the Interpolation of Motor Losses (Old Annex D); i) Annex E expanded to include various motor connections and updated interpolation method; j) New Annex E for determination of Interpolation Coefficients; k) Annex F is the old Annex E; l) New Annex J Explanation of Correction Factors for the Reference Losses in Table 8.
Drehzahlveränderbare elektrische Antriebe - Teil 9-2: Ökodesign für Antriebssysteme, Motorstarter, Leistungselektronik und deren angetriebene Einrichtungen - Indikatoren für die Energieeffizienz von Antriebssystemen und Motorstartern
Entraînements électriques de puissance (PDS) à vitesse variable - Partie 9-2: Écoconception des systèmes moteurs - Détermination et classification de l’efficacité énergétique
L’IEC 61800-9-2:2023 spécifie les indicateurs d’efficacité énergétique pour l’électronique de puissance (modules d’entraînement complets (CDM), sous-modules d’entrée ou de sortie d’entraînement (SDM), les entraînements électriques de puissance (PDS) et les démarreurs de moteurs), utilisés avec les équipements entraînés par moteur. Le présent document est une publication groupée sur l’efficacité énergétique conformément au Guide 119 de l’IEC et spécifie la méthodologie qui permet de déterminer les pertes du module d’entraînement complet (CDM), du sous-module d’entraînement (SDM), de l’entraînement électrique de puissance (PDS) et du système moteur. Il définit les classes IE et IES et établit leurs valeurs limites ainsi que les procédures d’essai pour la classification des pertes globales du système moteur. De plus, le présent document propose une méthodologie pour la mise en œuvre de la solution d’entraînement électrique la plus économe en énergie, qui dépend de l’architecture du système entraîné par moteur, du profil vitesse/couple et des points de fonctionnement dans le temps de l’équipement entraîné. Il établit une base pour l’évaluation et la classification de l’efficacité énergétique du produit étendu. Cette édition inclut les modifications techniques majeures suivantes par rapport à l’édition précédente: a) définition des classes IES supplémentaires, jusqu’à la classe IES5; b) suppression des données relatives aux pertes du moteur de référence et référence désormais à la norme IEC 60034-30-2; c) facteurs étendus et modifiés dans l’Article 6 pour les CDM; d) l’Annexe C couvre désormais le modèle mathématique des pertes du CDM; e) déplacement du modèle mathématique du CDM à l’Annexe C; f) ajout du sous-module d’entrée d’entraînement et des sous-modules de sortie d’entraînement à l’Annexe B; g) l’Annexe D couvre désormais la topologie du convertisseur (qui correspond à l’ancienne Annexe C); h) l’Annexe E couvre désormais l’interpolation des pertes de moteur (qui correspond à l’ancienne Annexe D); i) l’Annexe E a été étendue pour inclure diverses connexions de moteur et une méthode d’interpolation mise à jour; j) nouvelle Annexe E pour la détermination des coefficients d’interpolation; k) l’annexe F correspond à l’ancienne Annexe E; l) nouvelle Annexe J, Explication des facteurs de correction pour les pertes de référence dans le Tableau 8.
Električni pogonski sistemi z nastavljivo hitrostjo - 9-2. del: Okoljsko primerna zasnova za motorske sisteme - Določitev in klasifikacija energijske učinkovitosti
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
oSIST prEN IEC 61800-9-2:2023
01-januar-2023
Električni pogonski sistemi z nastavljivo hitrostjo - 9-2. del: Okoljsko primerno
načrtovanje motornih pogonskih sistemov - Kazalniki energijske učinkovitosti
ugotavljanje in razvrstitev
Adjustable speed electrical power drive systems - Part 9-2: Ecodesign for motor systems
- Energy efficiency determination and classification
Drehzahlveränderbare elektrische Antriebe - Teil 9-2: Ökodesign für Antriebssysteme,
Motorstarter, Leistungselektronik und deren angetriebene Einrichtungen - Indikatoren für
die Energieeffizienz von Antriebssystemen und Motorstartern
Entraînements électriques de puissance à vitesse variable - Partie 9-2: Ecoconception
des entraînements électriques de puissance, des démarreurs de moteurs, de
l'électronique de puissance et de leurs applications entraînées - Indicateurs d'efficacité
énergétique pour les entraînements électriques de puissance et les démarreurs de
moteurs
Ta slovenski standard je istoveten z: prEN IEC 61800-9-2:2022
ICS:
27.015 Energijska učinkovitost. Energy efficiency. Energy
Ohranjanje energije na conservation in general
splošno
29.200 Usmerniki. Pretvorniki. Rectifiers. Convertors.
Stabilizirano električno Stabilized power supply
napajanje
oSIST prEN IEC 61800-9-2:2023 en,fr,de
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
oSIST prEN IEC 61800-9-2:2023
oSIST prEN IEC 61800-9-2:2023
22G/463/CDV
COMMITTEE DRAFT FOR VOTE (CDV)
PROJECT NUMBER:
IEC 61800-9-2 ED2
DATE OF CIRCULATION: CLOSING DATE FOR VOTING:
2022-11-18 2023-02-10
SUPERSEDES DOCUMENTS:
22G/445/CD, 22G/460/CC
IEC SC 22G : ADJUSTABLE SPEED ELECTRIC POWER DRIVE SYSTEMS (PDS)
SECRETARIAT: SECRETARY:
United States of America Mr Christopher Johnson
OF INTEREST TO THE FOLLOWING COMMITTEES: PROPOSED HORIZONTAL STANDARD:
TC 2, SC 121A
Other TC/SCs are requested to indicate their interest, if any, in
this CDV to the secretary.
FUNCTIONS CONCERNED:
EMC ENVIRONMENT QUALITY ASSURANCE SAFETY
SUBMITTED FOR CENELEC PARALLEL VOTING NOT SUBMITTED FOR CENELEC PARALLEL VOTING
Attention IEC-CENELEC parallel voting
The attention of IEC National Committees, members of
CENELEC, is drawn to the fact that this Committee Draft for Vote
(CDV) is submitted for parallel voting.
The CENELEC members are invited to vote through the
CENELEC online voting system.
This document is still under study and subject to change. It should not be used for reference purposes.
Recipients of this document are invited to submit, with their comments, notification of any relevant patent rights of which they are
aware and to provide supporting documentation.
TITLE:
Adjustable speed electrical power drive systems – Part 9-2: Ecodesign for motor systems – Energy efficiency
determination and classification
PROPOSED STABILITY DATE: 2027
NOTE FROM TC/SC OFFICERS:
electronic file, to make a copy and to print out the content for the sole purpose of preparing National Committee positions.
You may not copy or "mirror" the file or printed version of the document, or any part of it, for any other purpose without
permission in writing from IEC.
oSIST prEN IEC 61800-9-2:2023
– 2 – IEC CDV 61800-9-2 © IEC 2022
CONTENTS
CONTENTS . 1
FOREWORD . 9
INTRODUCTION . 11
1 Scope . 12
2 Normative references . 13
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms . 14
3.1 Terms and definitions . 14
3.2 Symbols and abbreviated terms . 18
4 PDS efficiency, reference CDM (RCDM) and reference motor (RM) . 26
4.1 General . 26
4.2 Reference operating points of the PDS, RCDM, RM and associated losses . 27
4.3 Combining PDS losses with the driven equipment – Workflow for the semi-
analytical model (SAM) . 29
4.4 IE classes of line-fed motors . 31
4.5 IE classes of converter-fed motors . 31
4.6 IE Classes of frequency converters (complete drive modules, CDM) . 31
4.7 IES Classes of a PDS . 31
4.8 Consistency of IE and IES classes . 31
4.9 Determination of the IES class of a PDS by application of "reference" and
"test" devices and guidance for the manufacturers . 32
5 Determination of CDM, motor and PDS loss by calculation . 33
5.1 General . 33
5.2 CDM losses . 34
5.2.1 General procedure and definition of the CDM and the test load . 34
5.2.2 Overall CDM losses . 36
5.2.3 Loss determination of CDMs composed by combination of submodules . 37
5.2.4 Validation of loss calculation method . 39
5.3 Motor losses . 39
5.3.1 General . 39
5.3.2 Additional harmonic losses of three-phase asynchronous motors fed by
a CDM . 39
5.3.3 Motor loss data . 40
5.4 Power Drive System (PDS) . 40
5.4.1 PDS losses . 40
5.4.2 PDS losses at different switching frequencies . 41
5.5 PDS losses for regenerative operation . 42
5.6 Losses of motor starters . 43
6 Limits of IE and IES classes . 43
6.1 General . 43
6.2 CDM . 43
6.3 Correction factors for CDMs with modified functionality . 46
6.3.1 General . 46
6.3.2 Correction factors . 47
6.3.3 Reference losses and loss determination concept for CDMs with
multiple a.c. outputs . 48
6.4 Motor . 49
6.5 PDS . 49
oSIST prEN IEC 61800-9-2:2023
IEC CDV 61800-9-2 © IEC 2022 – 3 –
7 Loss determination . 50
7.1 General . 50
7.2 Type testing of CDM or SDM for IE classification . 51
7.3 Type testing of PDS for IES classification . 52
7.4 Determination of losses by calculation . 52
7.4.1 CDM or SDM losses by calculation . 52
7.4.2 PDS losses by calculation . 53
7.5 Determination of losses by measurement, Input-output method . 53
7.5.1 Instrumentation . 53
7.5.2 Test conditions . 54
7.5.3 Input-output measurement of CDM losses . 55
7.5.4 Input-output measurement of SDIM losses . 57
7.5.5 Input-output measurement of SDOM losses . 58
7.5.6 Input-output measurement of PDS losses . 59
7.6 Calorimetric measurement of CDM losses . 61
7.7 Flowcharts for test procedures . 62
8 Requirements for the user’s documentation . 65
8.1 General . 65
8.2 Information for selection . 66
8.3 Information for determination of energy efficiency classification . 66
8.4 Information on the determination of additional energy losses and part load
conditions . 66
8.4.1 General . 66
8.4.2 Losses in part load conditions . 66
8.4.3 Losses of accessories and options . 67
8.4.4 Losses in stand-by mode . 67
8.4.5 Losses in regenerative mode . 67
8.4.6 Characteristics and correction factors . 67
Annex A (informative) Losses of RCDM and example of IES class limit determination. 68
A.1 Relative loss tables . 68
A.2 Calculation of relative losses for IES classes . 69
A.2.1 Determination of CDM relative losses . 69
A.2.2 Determination of Motor relative losses . 69
A.2.3 Summation of PDS relative losses . 70
Annex B (informative) Description of the elements of an extended product using PDS
with regard to their impact on losses. 71
B.1 General . 71
B.2 Losses in the mains cabling and feeding section . 71
B.3 Input filter . 73
B.3.1 High frequency EMI filter . 73
B.3.2 Low frequency line harmonics filter . 73
B.4 Input converter . 74
B.4.1 General . 74
B.4.2 Diode rectifier . 74
B.4.3 Active infeed converter . 74
B.4.4 Power factor of the input converter . 76
B.4.5 Sub Drive Input Module (SDIM) . 76
B.5 d.c. link . 77
B.6 Output inverter . 78
oSIST prEN IEC 61800-9-2:2023
– 4 – IEC CDV 61800-9-2 © IEC 2022
B.6.1 General . 78
B.6.2 Sub Drive Output Model (SDOM) .
...
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