在“碳達峰”和“碳中和”的國家目標下，提高能效是各個涉電行業(yè)都面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。電機作為電器和其他各種機械的動力源，不僅廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，更是用電大戶。據(jù)美國、歐盟等統(tǒng)計，電機用電量約占總用電量的42%?50%，三相異步電機用電量占電機總用電量的90%左右，37kW及以下電機占電機總用電量的50%左右。設(shè)置合理的電機能效限定值，不但有利于中國如期實現(xiàn)“雙碳”目標，還能推動電機產(chǎn)品能效升級。

在這樣的背景下，2021年6月1日，GB 18613-2020《電動機能效限定值及能效等級》（以下簡稱新標準）正式實施。新標準代替GB 18613-2012《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》和GB 25958-2010《小功率電動機能效限定值及能效等級》。

 

標準適用范圍更廣，能效全面提升

隨著電機生產(chǎn)技術(shù)和節(jié)能技術(shù)的進步，GB 18613-2012和GB 25958-2010的能效指標和能效等級的要求已經(jīng)不能滿足于最新的電機技術(shù)發(fā)展。這是GB 18613-2020誕生的根本原因。

新標準是在GB 18613-2012和GB 25958-2010兩個舊標準的基礎(chǔ)上修訂，因此適用范圍更廣。《電器》記者發(fā)現(xiàn)，新標準規(guī)定了三相異步電機、單相異步電機、空調(diào)風扇用電機的能效等級、能效限定值和試驗方法。

談及新標準的變化，臥龍電氣驅(qū)動集團股份有限公司總經(jīng)理龐欣元介紹說：“相比GB 18613-2012，新標準刪除了電機目標能效限定值、電機節(jié)能評價值，提高了對三相異步電機能效限定值要求，從原來的IE2提升到IE3。同時，新標準修訂了適用范圍。其中，新標準將三相異步電機的最小功率從0.37kW降到0.12kW，最大功率從375kW提升到了1000kW，而且增加了8極三相異步電機的能效等級。相比GB 25958-2010，新標準提高了對電容起動異步電機、電容運轉(zhuǎn)異步電機、雙值電容異步電機的能效指標要求；刪除了空調(diào)風扇電機能效指標要求，增加了空調(diào)風扇用電容運轉(zhuǎn)電機、空調(diào)風扇用無刷直流電機能效指標要求。”

對于空調(diào)風扇電機，新標準用空調(diào)風扇用電容運轉(zhuǎn)電機能效等級、空調(diào)風扇用無刷直流電機能效等級替代了之前的空調(diào)風扇電機能效等級。這使得新標準適用的產(chǎn)品范圍得以擴大。《電器》記者發(fā)現(xiàn)，之前空調(diào)風扇電機能效等級僅適用于功率為6W~550W的產(chǎn)品，空調(diào)風扇用電容運轉(zhuǎn)電機能效等級和空調(diào)風扇用無刷直流電機能效等級則都適用于10W~1100W的產(chǎn)品。

“新標準的最大變化是提高了能效指標。”一位新標準起草的參與者一言以蔽之。對于三相異步電機，新標準能效指標與IEC 60034-30-1保持一致，標準中的能效等級1級、2級、3級分別對應(yīng)IEC指標的IE5、IE4、IE3。也就是說，從今年6月1日開始，適用范圍內(nèi)的三相異步電機最低能效等級需達到IE3，達不到IE3能效限定值的電機不得生產(chǎn)、銷售和采購（見表1）。

對于單相異步電機，一位業(yè)內(nèi)人士告訴《電器》記者，能效指標綜合參考了IEC 60034-30-1與國內(nèi)行業(yè)標準指標體系。其中，電容運轉(zhuǎn)異步電機和雙值電容異步電機的能效1級、2級、3級指標分別對應(yīng)IEC指標的IE3、IE2、IE1（部分規(guī)格指標高于相應(yīng)的IEC指標），電容起動異步電機由于結(jié)構(gòu)原因，很難達到更高的效率等級，目前仍然延用行業(yè)標準的指標要求。

對于空調(diào)風扇類電機，隨著無刷直流電動機在空調(diào)中的應(yīng)用越來越多，正在逐步取代電容運轉(zhuǎn)異步電機，很有可能成為將來的主流產(chǎn)品。此次標準新增了空調(diào)風扇用無刷直流電機，能效指標參考行業(yè)標準的指標略做調(diào)整。總體來說，能效指標都有不同幅度的提升。

達標難度大，企業(yè)面臨成本壓力

“電機生產(chǎn)企業(yè)要想讓產(chǎn)品達到新標準的要求，要從技術(shù)、裝備、工藝、材料和銷售等方面做好生產(chǎn)和銷售更高能效電機的充分準備。”在“高效電機技術(shù)推廣交流會暨新電動機能效標準GB18613-2020解讀會”上，上海電器科學研究所（集團）有限公司總裁特別顧問陳偉華如是說。

從三相異步電機來看，全面提高電機能效，企業(yè)需要增加成本，特別是材料的成本。陳偉華表示，IE3機型相比IE2機型，成本增加20%左右；IE4機型相對于IE3機型，成本也有較大幅度增加。尤其是在當下電工鋼、銅等原材料價格高企的情況下，電機企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是顯而易見的。

雖然達標難度不小，但是電機企業(yè)依然通過各種方式在平衡成本和性能的情況下提升能效。以臥龍為例，據(jù)龐欣元介紹，臥龍主要是從電磁方面對電機進行優(yōu)化設(shè)計：一是采用更低損耗的電工鋼片，采用更先進的鐵心制造工藝降低鐵耗；二是采用多措施并舉的方式降低雜耗；三是采用優(yōu)化的風路結(jié)構(gòu)和高效率軸承來降低機械耗。臥龍新一代高效EC電機就是從電磁方面優(yōu)化后的產(chǎn)品。龐欣元介紹說：“EC電機是一種電子換向電機，它是由永磁同步電機和專用控制器整合而成的驅(qū)控一體化電機，效率很高，基本都能達到IE4或IE5的能效等級；EC電機還是一種智能化電機，它可以實現(xiàn)精準的參數(shù)控制和狀態(tài)輸出，還可以通過相應(yīng)的通訊協(xié)議接入專用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IoT，從而實現(xiàn)遠程的智能化監(jiān)控。”值得一提的是，臥龍電氣已經(jīng)早早做好準備，在新標準正式實施前，已經(jīng)對納入新標準范圍內(nèi)的電機進行了全部的能效備案。

另外，陳偉華表示，提升電機能效，電機企業(yè)還可以對工藝（如加工精度）、生產(chǎn)裝備等方面進行有針對性提升。

對于新標準實施的意義，龐欣元說：“從GB 18613-2006版開始，中國的電機工業(yè)正式拉開了追趕發(fā)達國家電機能效水平的序幕。GB 18613-2012中國的電機能效水平已經(jīng)基本接近主要發(fā)達國家能效水平。新標準推出，標志著中國從電機能效的追趕者正式成為引領(lǐng)者，新標準中規(guī)定的能效限定值水平高于絕大多數(shù)國家現(xiàn)行的能效標準。該標準的實施，將對整個電機行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響，電機能效限定值的提升，會大大提高電機制造行業(yè)的門檻，將淘汰一大批技術(shù)實力弱的電機廠，行業(yè)集中度將提升，同時電機市場的主流產(chǎn)品將逐步從IE3、IE4變?yōu)镮E4、IE5。”

家電行業(yè)應(yīng)用的主要電機為單相異步電機、空調(diào)風扇電機。談到新標準實施對于家電行業(yè)的影響，龐欣元直言：“家電行業(yè)作為電機企業(yè)的下游，能效水平一直引領(lǐng)著電機部件效率的提升。目前來看，家電生產(chǎn)商更多地是關(guān)注整機設(shè)備的能效水平，對零部件的能效標準關(guān)注不多。不過，部件能效標準的提升還是有助于家電設(shè)備的整機效率進一步提升，同時也會把家電產(chǎn)業(yè)鏈中一些技術(shù)創(chuàng)新能力相對偏弱的企業(yè)逐步淘汰。”