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IEC-Normmotoren

Fragen zur Technik? Hier sind die Lösungen!

Was sind IEC-Elektromotoren?

Version: 01.10.2024

In unserer Wissensdatenbank finden Sie umfassende Erklärungen zu den technischen Grundlagen, den Einsatzmöglichkeiten und den Vorteilen dieser standardisierten Motoren.

Entdecken Sie wertvolles Fachwissen, praktische Anleitungen und detaillierte FAQs rund um IEC-Elektromotoren.

Falls Sie über die FAQs hinausgehende Fragen haben oder spezifische Unterstützung benötigen, steht Ihnen unser Expertenteam jederzeit zur Verfügung. 

Was sind IEC-Elektromotoren?

IEC-Normmotoren: Standardisierte Elektromotoren für weltweiten Einsatz

IEC-Elektromotoren, häufig als Normmotoren bezeichnet, sind elektrische Antriebe, die gemäß den Spezifikationen der International Electrotechnical Commission (IEC) standardisiert sind. Diese internationale Organisation setzt weltweit anerkannte Normen für die elektrische und elektrotechnische Industrie, mit dem Ziel, die Kompatibilität, Sicherheit und Leistungsfähigkeit von Geräten zu gewährleisten. Die IEC-Normen für Elektromotoren umfassen eine Vielzahl von technischen Parametern, darunter Leistungsmerkmale, Baugrößen, Effizienzklassen und mechanische Abmessungen. Dank dieser Standardisierung können IEC-Normmotoren in verschiedenen Ländern und Regionen ohne Anpassung an lokale Gegebenheiten eingesetzt werden, was die globale Vernetzung von industriellen Systemen erleichtert.

FAQs - Häufig gestellte Fragen

Fragen rund um normmotoren

Wir wissen, dass beim Einsatz von Elektromotoren viele Fragen auftauchen können. Unser Ziel ist es, Ihnen das nötige Wissen und die Werkzeuge an die Hand zu geben, um Ihre Projekte effizient und erfolgreich umzusetzen. Deshalb haben wir die am häufigsten gestellten Fragen zusammengestellt und in unserer Wissensbasis beantwortet.

Allgemeine Fragen

Die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) hat weltweit anerkannte Standards für die Effizienzklassen von Elektromotoren etabliert. Diese Normen wurden 1999 von der Europäischen Kommission eingeführt, um den Energieverbrauch zu reduzieren und das Bewusstsein für nachhaltige Umweltpraktiken in verschiedenen Branchen zu schärfen. Ursprünglich als EFF-Standards bekannt, wurden diese Effizienzklassen später durch die aktuellen IEC-Standards ersetzt, um internationale Inkonsistenzen zu beseitigen. Im Gegensatz dazu haben die USA die NEMA-Standards entwickelt, die sich deutlich von den europäischen Normen unterscheiden. Die Umstellung auf die IEC-Standards hat dazu beigetragen, weltweit einheitliche Vorschriften für Elektromotoren zu schaffen.

IEC-Normmotoren erfüllen die internationalen Standards der International Electrotechnical Commission (IEC). Diese Normen legen präzise Anforderungen an Design, Leistung und Sicherheit von Elektromotoren fest. Dank dieser Standardisierung sind IEC-Motoren weltweit kompatibel und erfüllen einheitliche Qualitätsstandards, was den globalen Handel und den Einsatz in verschiedenen Märkten erheblich vereinfacht.

Sie bieten somit eine hohe Flexibilität, sei es bei der Auswahl des passenden Motors oder beim Austausch defekter Einheiten. Standardisierungen wie die IEC-Normen tragen auch zur Sicherstellung der Energieeffizienz und Sicherheit der Motoren bei.

 

Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie

IEC-Elektromotoren sind in der Regel Wechselstrommotoren (AC), die elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln. Der grundlegende Funktionsmechanismus basiert auf der Wechselwirkung zwischen einem rotierenden Magnetfeld im Stator und einem Rotor, der in Bewegung gesetzt wird. Der Motor wandelt den elektrischen Strom, der durch den Stator fließt, in eine Drehbewegung um, die dann genutzt wird, um Maschinen oder Geräte anzutreiben. Je nach Bauart und Anwendung können sie als Asynchron- oder Synchronmotoren ausgeführt sein.

IEC-Normmotoren werden nach Schutzarten klassifiziert, die den Schutzgrad gegen das Eindringen von Feststoffen und Flüssigkeiten angeben. Diese Schutzarten, gemäß der IEC 60529-Norm, werden durch IP-Codes wie IP55 gekennzeichnet. Ein Motor mit der Schutzart IP55 ist vor schädlichen Staubablagerungen und Strahlwasser aus allen Richtungen geschützt, was seine Einsatzmöglichkeiten in verschiedensten Umgebungen erweitert und die Betriebssicherheit erhöht.
Die Auswahl des optimalen Motors hängt von verschiedenen Faktoren ab: Leistungsanforderungen, Lastprofile, Umgebungseinflüsse und besondere Anforderungen an Effizienz oder Sicherheitsvorschriften. In unserer Wissensbasis finden Sie Schritt-für-Schritt-Leitfäden zur Auswahl des richtigen Elektromotors, einschließlich wichtiger Kriterien wie Nennleistung, Drehmoment, Drehzahl und Isolationsklasse. Darüber hinaus bieten wir Tipps, wie Sie Fehler bei der Auswahl vermeiden und die Effizienz Ihrer Systeme steigern können.
Die IEC-Normen legen klare Anforderungen an die elektrische und mechanische Leistung von Elektromotoren fest. Dazu zählen Schutzarten (IP-Schutzklassen), die Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse (wie Feuchtigkeit, Staub oder extreme Temperaturen), Isolationsklassen, Effizienzklassen und Geräuschpegel. Unsere Wissensbasis bietet Ihnen detaillierte Informationen zu diesen Klassifizierungen und erklärt, wie Sie die verschiedenen Standards richtig interpretieren und auf Ihre Anwendungen anwenden.
IEC-Elektromotoren zeichnen sich durch ihre hohe Austauschbarkeit und internationale Verfügbarkeit aus. Sie sind ideal für Anwendungen, bei denen Maschinen oder Systeme in verschiedenen Ländern zum Einsatz kommen. Dank der weltweiten Verfügbarkeit von Ersatzteilen und Motoren sowie den einheitlichen Anschluss- und Montagerichtlinien minimieren sie Ausfallzeiten und Wartungskosten. Unsere Wissensbasis erläutert die wichtigsten Vorteile und gibt Ihnen wertvolle Tipps, wie Sie die richtigen Entscheidungen für Ihre Projekte treffen können.
Regelmäßige Wartung ist der Schlüssel zu einer langen Lebensdauer und optimalen Leistung von Elektromotoren. In unserer Wissensbasis bieten wir Ihnen eine detaillierte Übersicht über die notwendigen Wartungsmaßnahmen. Dazu gehören unter anderem die Inspektion von Lagern, die Überprüfung von elektrischen Anschlüssen, das Messen von Isolationswiderständen und die richtige Schmierung. Zudem finden Sie hier eine Anleitung zur Fehlerbehebung bei häufig auftretenden Problemen wie Überhitzung, Lagerschäden oder Spannungsabfall.
Die Wahl eines hocheffizienten Motors kann den Energieverbrauch deutlich reduzieren und die Betriebskosten langfristig senken. In unserer Wissensbasis erfahren Sie, welche Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz beitragen. Dazu gehören der Einsatz von Frequenzumrichtern, die Auswahl der richtigen Motorgröße sowie regelmäßige Inspektionen und Wartungen. Wir erläutern auch die verschiedenen Effizienzklassen, wie IE1, IE2, IE3 und IE4, und geben Empfehlungen, wie Sie diese in Ihrem Unternehmen optimal nutzen können.

Wichtige Normen im Vergleich

Seit 2021 müssen Elektromotoren mit einer Leistung ab 0,75 kW die Energieeffizienzklasse IE3 erfüllen. Die Kombination aus IE2-Motoren und einer VSD-Ausführung ist nicht mehr zulässig. Für Motoren im Leistungsbereich von 0,12 kW bis 0,55 kW gilt seit 2021 die Vorgabe, mindestens die Energieeffizienzklasse IE2 zu erreichen. Ausgenommen von diesen Regelungen sind Motoren mit Bürsten, Kommutatoren, Schleifringen oder anderen elektrischen Verbindungen zum Rotor, die häufig als polumschaltbare Motoren bezeichnet werden.
Die Wahl der richtigen Energieeffizienzklasse hängt von den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung ab. Höhere Effizienzklassen führen in der Regel zu höheren Anschaffungskosten, bieten jedoch langfristig größere Einsparungen bei den Betriebskosten und tragen zur Reduzierung der Umweltauswirkungen bei.

IE1 - Standard Efficiency

IE1 steht für Standardeffizienz. Diese Motoren bieten einen grundlegenden Energiestandard und sind für Anwendungen geeignet, bei denen Effizienz nicht die höchste Priorität hat.
  • Leistungsklasse: Kleiner oder gleich 0,09 kW

IE2 - High Efficiency

IE2 bezeichnet Hochleistungsmotoren, die eine verbesserte Energieeffizienz im Vergleich zu IE1 bieten. Diese Motoren reduzieren den Energieverbrauch und die Betriebskosten weiter.
  • Leistungsklasse: Motoren mit einer Leistung von 0,12 kW bis 0,55 kW müssen ab 2021 mindestens der Effizienzklasse IE2 entsprechen.
  • Besonderheit: Elektromotoren, die nicht der Effizienzklasse IE2 entsprechen, dürfen nur noch als Ersatzteile geliefert werden, sofern der Liefertermin vor 2021 liegt.

IE3 - Premium Efficiency

IE3 steht für Premiumeffizienz. Diese Motoren bieten eine noch höhere Effizienz als IE2 und tragen wesentlich zur Senkung des Energieverbrauchs bei.
  • Leistungsklassen: IE3 umfasst Motoren mit Leistungen von 0,75 bis zu 1.000 kW.
  • Anwendungsbereich: Empfohlen für moderne Anwendungen und Systeme, die höchste Energieeffizienz und Kosteneinsparungen anstreben.

IE4 - Super Premium Efficiency

IE4 bezeichnet Super-Premiumeffizienz. Diese Motoren erreichen die höchste verfügbare Effizienzstufe und sind darauf ausgelegt, den Energieverbrauch und die Betriebskosten auf ein Minimum zu reduzieren.
  • Leistungsklassen: IE4 umfasst Motoren mit Leistungen von 0,75 bis zu 1.000 kW.
  • Anwendungsbereich: Optimal für Anwendungen, bei denen maximale Energieeinsparungen erforderlich sind und die Betriebsanforderungen besonders hoch sind.

IE5 - Ultra Premium Efficiency

IE5 ist die neueste und fortschrittlichste Energieeffizienzklasse, die eine noch höhere Effizienz als IE4 bietet. Diese Motoren nutzen fortschrittliche Technologien zur Optimierung der Energieausnutzung.
  • Leistungsklassen: IE5 umfasst derzeit hauptsächlich Motoren mit Leistungen von 0,12 bis zu 200 kW.
  • Anwendungsbereich: Bestens geeignet für spezialisierte Anwendungen, die höchste Effizienz und geringsten Energieverbrauch erfordern.
Die Niederspannungsrichtlinie (2014/35/EU) legt Sicherheitsanforderungen für elektrische Geräte fest, die im Spannungsbereich von 50 bis 1000 V (Wechselspannung) arbeiten. Dies betrifft praktisch alle industriellen Motoren, die im Leistungsbereich der IEC-Norm liegen.
Die Niederspannungsrichtlinie (2006/95/EG bzw. seit 2016 die 2014/35/EU) dient dem Schutz von Personen, Tieren und Sachwerten vor elektrischen Gefahren, die durch elektrische Geräte und Anlagen entstehen können. Sie gilt für elektrische Betriebsmittel, die mit einer Nennspannung von 50 bis 1.000 Volt Wechselstrom (AC) oder 75 bis 1.500 Volt Gleichstrom (DC) betrieben werden.
Die Niederspannungsrichtlinie beeinflusst nicht die Energieeffizienzanforderungen direkt, sondern stellt sicher, dass Motoren sicher und zuverlässig betrieben werden. Die Energieeffizienzklassen (IE1 bis IE5) nach der IEC-Norm konzentrieren sich hingegen auf den Aspekt der Energieeinsparung.
Grundlegende Bedeutung: Die Richtlinie stellt sicher, dass elektrische Produkte, die in der EU verkauft werden, bestimmte Sicherheitsanforderungen erfüllen, um eine sichere Verwendung zu gewährleisten. Hersteller, Importeure und Händler müssen sicherstellen, dass ihre Produkte die grundlegenden Sicherheitsanforderungen der Richtlinie einhalten und mit einer CE-Kennzeichnung versehen sind, die die Konformität bestätigt. Die Einhaltung der Niederspannungsrichtlinie ist von wesentlicher Bedeutung für den freien Warenverkehr innerhalb des Europäischen Binnenmarktes und schützt Endverbraucher sowie Betreiber elektrischer Anlagen vor Gefahren durch fehlerhafte oder unsichere Geräte.
IEC-Normmotoren folgen den europäischen IEC-Standards, während NEMA-Motoren den nordamerikanischen Standards der National Electrical Manufacturers Association (NEMA) entsprechen. Die Hauptunterschiede liegen in den Abmessungen und technischen Spezifikationen.
Die Ökodesign-Richtlinie (2009/125/EG), auch als ErP-Richtlinie (Energy-related Products) bekannt, ist eine europäische Verordnung, die Mindestanforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von energieverbrauchsrelevanten Produkten festlegt. Ziel dieser Richtlinie ist es, den Energieverbrauch und die Umweltauswirkungen von Produkten während ihres gesamten Lebenszyklus zu reduzieren. Für Elektromotoren ist diese Richtlinie besonders relevant, da sie in vielen industriellen Anwendungen weit verbreitet sind und einen erheblichen Anteil am globalen Energieverbrauch haben.

Geltungsbereich der Ökodesign-Richtlinie

Die Verordnung (EU) 2019/1781 zur Umsetzung der Ökodesign-Richtlinie trat am 1. Juli 2021 in Kraft und regelt die Anforderungen an die Energieeffizienz von Elektromotoren und Frequenzumrichtern in der EU. Diese Verordnung ersetzt die frühere Verordnung (EU) Nr. 640/2009 und stellt verschärfte Anforderungen an die Energieeffizienz von Elektromotoren.

Die Anforderungen betreffen vor allem:

  • Drehstrom-Asynchronmotoren (auch Induktionsmotoren genannt), die am häufigsten in der Industrie eingesetzt werden.
  • Frequenzumrichter, die zur Steuerung und Optimierung der Drehzahl von Motoren verwendet werden.

Die Ökodesign-Richtlinie fordert je nach Motorenklasse unterschiedliche Mindeststandards in Bezug auf Energieeffizienz. Die wichtigsten Anforderungen sind:

1. Anforderungen ab 1. Juli 2021:

  • Motoren mit einer Leistung von 0,75 kW bis 1.000 kW müssen mindestens der Effizienzklasse IE3 (Premium Efficiency) entsprechen.
  • Motoren mit einer Leistung zwischen 75 kW und 200 kW, die unter bestimmten Betriebsbedingungen arbeiten, müssen sogar IE4 (Super Premium Efficiency) erreichen.
  • Frequenzumrichter (VFDs) müssen ebenfalls bestimmte Effizienzanforderungen erfüllen, da sie eine zentrale Rolle bei der Energieeinsparung in variablen Antriebssystemen spielen.

2. Anforderungen ab 1. Juli 2023:

  • Motoren mit einer Leistung zwischen 75 W und 200 kW, die als „unsichtbare Energieverbraucher“ in vielen kleineren Anwendungen eingesetzt werden, müssen mindestens der Effizienzklasse IE4 (Super Premium Efficiency) entsprechen.
  • Ex-Schutz-Motoren (explosionsgeschützte Motoren) sowie Motoren, die in extremen Umgebungen arbeiten, fallen jetzt ebenfalls unter die Effizienzanforderungen und müssen in den meisten Fällen IE3 erreichen.
  • Eingebettete Motoren, wie sie in Lüftungsanlagen oder Pumpensystemen vorkommen, unterliegen ebenfalls strengeren Vorschriften, um Energieverluste zu minimieren.

3. Spezifische Anforderungen:

  • Einphasenmotoren: Einphasenmotoren mit einer Leistung von 0,12 kW bis 0,75 kW ab Juli 2021 mindestens die Effizienzklasse IE2 erfüllen müssen.
  • Elektromotoren mit einer Leistung über 0,75 kW müssen die Effizienzklasse IE3 erfüllen. Einphasenmotoren mit einer Leistung über 0,75 kW sind selten, da diese in der Regel bei niedrigen Leistungen (unter 1 kW) eingesetzt werden, und die meisten Motoren in höheren Leistungsklassen sind dreiphasig.

Ausnahmen und Besonderheiten

Die Verordnung enthält einige Ausnahmen für bestimmte Motorenarten oder Anwendungen:

  • Motoren mit integrierter Bremse oder Motoren für besondere Umgebungen, z. B. in explosionsgefährdeten Bereichen oder extremen Temperaturen, haben besondere Ausnahmeregelungen.
  • Spezialmotoren wie z. B. Hochgeschwindigkeitsmotoren oder Wasserkühlungssysteme sind in bestimmten Fällen von den strengen Effizienzanforderungen ausgenommen.

Ausnahmen und Besonderheiten

Verbot weniger effizienter Motoren

Mit Inkrafttreten der Ökodesign-Richtlinie dürfen Motoren unterhalb der Effizienzklasse IE3 (mit einigen Ausnahmen) in der EU nicht mehr verkauft oder in Verkehr gebracht werden. Dies zwingt Hersteller von Elektromotoren, ihre Produktion auf effizientere Modelle umzustellen.

Langfristige Energieeinsparungen

Die Einführung von Motoren mit höherer Effizienzklasse führt zu deutlichen Energieeinsparungen in der Industrie. Dies trägt zur Erreichung der Klimaziele bei und reduziert langfristig die Betriebskosten.

Marktveränderungen

Durch die neuen Vorgaben der Richtlinie wurden sowohl der Markt für Hochleistungselektromotoren als auch für Frequenzumrichter stark beeinflusst. Immer mehr Unternehmen müssen auf effizientere Technologien umstellen.

Kosten und Investitionen

Obwohl Motoren mit höheren Effizienzklassen in der Anschaffung teurer sind, amortisieren sich die Mehrkosten aufgrund der Energieeinsparungen über den Betrieb hinweg. Die höhere Anfangsinvestition wird durch langfristige Einsparungen bei den Betriebskosten ausgeglichen.

Auswirkungen

Die Ökodesign-Richtlinie ist ein zentrales Instrument, um den Energieverbrauch in Europa zu senken und einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Die neuen Mindestanforderungen an die Energieeffizienz von Elektromotoren fördern den Einsatz von energieeffizienteren Geräten und verringern langfristig die Betriebskosten für Unternehmen. Zudem wird der Markt zu einem höheren Standard geführt, der den Einsatz von modernen Technologien und Lösungen in der Industrie fördert.

Der IM-Code

IM-Code:

Der IM-Code (Internationale Motoren-Code) ist ein standardisiertes Kennzeichnungssystem, das von der International Electrotechnical Commission (IEC) entwickelt wurde, um die Ausführung und Ausstattung von Elektromotoren zu beschreiben. Der IM-Code ermöglicht eine einfache Identifizierung der Motorbauweise und der zugehörigen Schutzart. Er hilft dabei, den Motor für den vorgesehenen Einsatzort und die spezifischen Anforderungen korrekt auszuwählen.

 

Im Code enthalten sind

  • Lage der Motorwelle
  • Art der Lagerschilde
  • Befestigung der Maschine
  • Aufstellungsart
  • Ausführung des Wellenendes

Der IM-Code ist entscheidend, um sicherzustellen, dass der Elektromotor den spezifischen Anforderungen seiner Anwendung gerecht wird. Er vereinfacht die Auswahl des richtigen Motors für verschiedene Umgebungsbedingungen und Anwendungen, minimiert das Risiko von Fehlkäufen und trägt zur Betriebssicherheit und Langlebigkeit der Motoren bei.

Der IM-Code besteht aus einer Kombination von Buchstaben und Zahlen, die verschiedene Aspekte des Motors beschreiben, darunter:

  • Bauart des Motors
  • Wellenkonfiguration
  • Montage- und Installationsart

Struktur des IM-Codes

Der IM-Code setzt sich aus einer Zahl und einem oder mehreren Buchstaben zusammen, die die folgenden Merkmale des Motors spezifizieren:
  • Erste Zahl: Gibt die Bauart des Motors und die Wellenkonfiguration an.
  • Buchstabe/n: Zeigen die Montageart des Motors an, z. B. Fußmontage oder spezielle Aufstellung.

Beispiel für einen IM-Code und deren Bedeutung

Kennzeichnung nach DIN EN 600347

Code 1  und Code 2: Es handelt sich vielmehr um standardisierte, beschreibende Codes, die aus der IM-Codierung hervorgehen und eine Kombination aus der Wellenposition und der Montageart eines Motors darstellen.

Der Unterschied zwischen Codes wie IMB3 und IM1001 liegt in den spezifischen Merkmalen des Motors, die die Wellenkonfiguration und Montageart betreffen. 

Beispiel nach Norm: Bauform IMB3 / IM1001

Bedeutung Code 1: IMB3

  • I: Bezieht sich auf die Bauart des Motors und beschreibt, dass es sich um einen Standard-Elektromotor handelt.
  • M: Bezieht sich auf die Motorwelle, die in diesem Fall horizontal ist.
  • B3: Zeigt die Montageart an – in diesem Fall ist es eine Fußmontage (d.h., der Motor wird auf einem Sockel oder einer Basis montiert).

Bedeutung Code 2: IM1001

  • 1: Der Code 1 bezieht sich hier auf die Position der Welle, z. B. horizontal oder vertikal.
  • 00: In diesem Fall beschreibt dieser Code oft eine besondere Installationsart.
  • 1: Weitere Zusatzmerkmale (zum Beispiel eine spezielle Motorbauart oder -anordnung).

Die Bauart eines Elektromotors, wie sie im IM-Code spezifiziert ist, beschreibt die physikalische Konstruktion und die Art und Weise, wie der Motor gebaut und montiert wird. Diese Angaben sind entscheidend für die Auswahl des Motors in Bezug auf die Installation, den Schutzgrad und die Einsatzumgebung.

Grundbauformen von IEC-Elektromotoren

IM B3

Fußausführung

IM B35

Flanschausführung mit Durchgangs-löchern und Füßen

IM B5

Flansch mit Durchgangslöchern

IM B14

Flansch mit Gewindelöchern

IM B34

Flanschausführung mit Gewinde-löchern und Füßen

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