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.
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.
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Edition 2.0 2023-10
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GROUP ENERGY EFFICIENCY PUBLICATION
PUBLICATION GROUPÉE SUR L’ÉFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE
Adjustable speed electrical power drive systems (PDS) –
Part 9-2: Ecodesign for motor systems – Energy efficiency determination and
classification
Entraînements électriques de puissance (PDS) à vitesse variable –
Partie 9-2: Écoconception des systèmes moteurs – Détermination et
classification de l’efficacité énergétique
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PUBLICATION GROUPÉE SUR L’ÉFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE
Adjustable speed electrical power drive systems (PDS) –
Part 9-2: Ecodesign for motor systems – Energy efficiency determination and
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INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 29.130.01; 29.160.30; 29.200 ISBN 978-2-8322-7576-4
– 2 – IEC 61800-9-2:2023 © IEC 2023
CONTENTS
FOREWORD . 9
INTRODUCTION . 11
1 Scope . 12
2 Normative references . 13
3 Terms, definitions and symbols. 14
3.1 Terms and definitions . 14
3.2 Symbols . 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 . 32
4.8 Consistency of IE and IES Classes . 32
4.9 Determination of the IES class of a PDS by application of "reference" and
"test" devices and guidance for the providers . 33
5 Determination of CDM, motor and PDS loss by calculation . 34
5.1 General . 34
5.2 CDM losses . 35
5.2.1 General procedure and definition of the CDM and the test load . 35
5.2.2 Overall CDM losses . 37
5.2.3 Loss determination of CDMs composed by combination of submodules . 38
5.2.4 Validation of loss calculation method . 40
5.3 Motor losses . 40
5.3.1 General . 40
5.3.2 Additional harmonic losses of three-phase asynchronous motors fed by
a CDM . 41
5.3.3 Motor loss data . 41
5.4 Power drive system (PDS) losses . 41
5.4.1 PDS losses . 41
5.4.2 PDS losses at different switching frequencies . 43
5.5 PDS losses for regenerative operation . 44
5.6 Losses of motor starters . 44
6 Limits of IE and IES Classes. 44
6.1 General . 44
6.2 CDM . 45
6.3 Correction factors for CDMs with modified functionality . 47
6.3.1 General . 47
6.3.2 Correction factors . 48
6.3.3 Reference losses and loss determination concept for CDMs and SDOMs
with multiple AC outputs . 49
6.4 Motor . 51
6.5 PDS . 51
7 Loss determination . 52
7.1 General . 52
7.2 Type testing of CDM or SDM for IE classification . 53
7.3 Type testing of PDS for IES classification . 54
7.4 Determination of losses by calculation . 54
7.4.1 CDM or SDM losses by calculation . 54
7.4.2 PDS losses by calculation . 55
7.5 Determination of losses by measurement, Input-output method . 55
7.5.1 Instrumentation . 55
7.5.2 Test conditions . 56
7.5.3 Input-output measurement of CDM losses . 57
7.5.4 Input-output measurement of SDIM losses . 59
7.5.5 Input-output measurement of SDOM losses . 61
7.5.6 Input-output measurement of PDS losses . 62
7.6 Calorimetric measurement of CDM losses . 63
7.7 Flowcharts for test procedures . 64
8 Requirements for the user’s documentation . 67
8.1 General . 67
8.2 Information for selection . 68
8.3 Information for determination of energy efficiency classification . 68
8.4 Information on the determination of additional energy losses and part load
conditions . 68
8.4.1 General . 68
8.4.2 Losses in part load conditions . 68
8.4.3 Losses of accessories and options . 69
8.4.4 Losses in stand-by mode . 69
8.4.5 Regenerative mode . 6
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.