IE3, IE4 ja IE5. Mitä sähkömoottorin hyötysuhdeluokka tarkoittaa?
Sähkömoottorin tyyppikilvessä näkyy usein merkintä IE3 tai IE4. Uusimmissa erittäin korkean hyötysuhteen moottoreissa voidaan nähdä myös IE5. Koitamme seuraavaksi hieman avata mitä nämä luokat käytännössä tarkoittavat.
IE-luokka kertoo sähkömoottorin energiatehokkuudesta
Sähkömoottori muuttaa sähköenergiaa mekaaniseksi energiaksi. Osa sähköenergiasta muuttuu kuitenkin moottorissa häviöiksi, pääasiassa lämmöksi.
Moottorin hyötysuhde voidaan yksinkertaistaa seuraavasti:
Hyötysuhde= mekaaninen antoteho / sähköverkosta otettu teho
Mitä korkeampi hyötysuhde on, sitä vähemmän sähköenergiaa tarvitaan saman mekaanisen tehon tuottamiseen.
IE-luokat ovat tehty kuvaamaan tätä tehokkuutta.
IE3= Premium Efficiency
IE4= Super Premium Efficiency
IE5= Ultra Premium Efficiency
Mitä suurempi luokitus, sitä pienemmät häviöt
Kuinka suuri ero IE3- ja IE4- moottorilla oikeasti on?
Otetaan kaksi 11 kW:n, 4-napaista 50 Hz moottoria, joiden hyötysuhteet ovat täsmälleen IE3- ja IE4-luokkien vähimmäisrajoilla.
IE3-luokan vähimmäishyötysuhde on noin 91,4 %, kun taas IE4-luokan vastaava arvo on noin 93,3 %.
11kW tehotuotannolla IE3 moottori ottaisi verkosta noin 12,04kW, kun taas IE4 vastaava ottaisi noin 11,79kW
Erotukseksi syntyy siis noin 0,25kW
Jos moottori käy täydellä kuormalla 6 000 tuntia vuodessa, ero vastaa noin 1 470 kWh energiankulutusta vuodessa.
Erotus ei ole kovinkaan suuri yksittäisen moottorin kohdalla, varsinkaan silloin jos käyttö ei ole jatkuvaa, mutta jatkuvassa teollisuuskäytössä ja useiden moottorien kokonaisuudessa vaikutus kuitenkin kertautuu koko käyttöiän ajan.
Onko IE4 sitten aina parempi valinta kuin IE3?
Energiatehokkuuden näkökulmasta kyllä, mutta taloudellisesti se riippuu aina käyttökohteesta.
Jos moottoria käytetään vain muutamia satoja tunteja vuodessa, korkeammasta hyötysuhteesta saatava säästö voi jäädä pieneksi suhteessa moottorin hankintahinnan eroon.
Sen sijaan jatkuvasti käyvässä pumpussa, puhaltimessa, kuljettimessa tai tuotantokoneessa käyttötunnit voivat nousta tuhansiin vuodessa. Tällöin moottorin elinkaaren aikainen sähkönkulutus on usein huomattavasti hankintahintaa merkittävämpi kustannus ja IE4 korkeampi hinta maksaa itsensä takaisin.
Moottoria ei siis kannata valita pelkän IE-luokan perusteella. Käyttötunnit, kuormitus, prosessi ja koko käyttöjärjestelmä ratkaisevat.
Nykyiset EU-vaatimukset
EU Ecodesign-vaatimusten mukaan suurin osa 0,75–1 000 kW kolmivaihemoottoreista kuuluu vähintään IE3-luokkaan.
Lisäksi 75–200 kW 2-, 4- ja 6-napaisilta kolmivaihemoottoreilta vaaditaan tietyin poikkeuksin vähintään IE4-hyötysuhde.
Vaatimukset ovat olleet voimassa IE4-luokan osalta 1.7.2023 lähtien.
Entä IE5?
IE5 on seuraava askel hyötysuhteessa. IEC vuonna 2025 julkaistussa IEC 60034-30-1 -standardin uudessa versiossa IE5 otettiin virallisesti mukaan verkkosyöttöisten AC-moottorien hyötysuhdeluokitukseen.
IE5-moottorit eivät vielä ole yleinen ratkaisu kaikkiin käyttökohteisiin, emmekä mekään sitä vielä paljoa varastoi, mutta korkean hyötysuhteen moottoritekniikan merkitys kasvaa jatkuvasti etenkin paljon käyttötunteja sisältävissä sovelluksissa.