Anleitung zur Analyse eines Elektromotorparks im Rahmen des

Merkblätter Topmotors
Übersicht
Merkblatt Seiten-Nr. PDF-Seite
Vorgehen – Merkblatt 1
Motor-Check: Vorgehensplan
Vorgehen – Merkblatt 2
1.1–1.2 2–3
Software-Tool SOTEA: Potenzialabschätzung
Vorgehen – Merkblatt 3
2.1–2.3 4–6
Intelligente Motorenliste – ILI: Grobanalyse
Vorgehen – Merkblatt 4
3.1–3.2 7–8
Energieeffizienz in der Ausschreibung: Ausschreibung
Messung + Auswertung – Merkblatt 8
4.1–4.2 9–10
Verlässliche Daten durch Messungen: Antriebe messen
Messung + Ausrüstung – Merkblatt 9
8.1–8.3 11–13
Auswirkung von Teillast: Teillastfaktor
Kosten – Merkblatt 10
9.1–9.2 14–15
Motorpreise
Kosten – Merkblatt 11
10.1 16
FU-Preise
Technische Daten – Merkblatt 13
11.1 17
Effizienzklassen IE1, IE2 und IE3: Wirkungsgrade
Technische Daten – Merkblatt 14
13.1–13.2 18–19
Kennzeichnung von Motoren: Typenschilder
Verzeichnisse – Merkblatt 15
14.1–14.2 20–21
Beschaffung von effizienten Elektromotoren:
Motorenhersteller
15.1 22
Merkblätter Topmotors: Übersicht � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 0. 1

Vorgehen – Merkblatt 1
Motor-Check
Vorgehensplan
Der Motor-Check besteht aus zwei Phasen:
�] Grobanalyse: Rascher Überblick über Effizienzpotenzial,
Aufbau intelligente Motorenliste und Auswahl
wichtiger Ersatzkandidaten
Schritt Thema Inhalt Beachten Hilfsmittel
1 Auswahl
Untersuchungsobjekt
2 Erstkontakt
mit Geschäftsleitung
3 Grobanalyse
GA
Elektrizitätsverbrauch mehr als 10 GWh/a
und Weiterbestand der Anlage für mehr als 5
Jahre gesichert
Potenzialabschätzung mit SOTEA;
Ziele: Auslösung GA
Motorenliste: bereits vorhandene ergänzen
oder neu erstellen, ILI bearbeiten mit
Typenschild und Betriebsangaben der
Betriebstechniker,Ermitteln von Hauptver-
]
� Feinanalyse: Analyse der Ersatzanlagen, Bestimmung
Pay-back für nötige Investitionen nach Dringlichkeit,
Investitionsplan
Der Ablauf mit 10 Teilschritten sieht im Einzelnen aus,
wie in der Tabelle beschrieben.
Zugang zu Strommessdaten des Lieferwerks,
vorhandene Motorenlisten
beschleunigen den Motor-Check
Vorher elektrischer Gesamtverbrauch
und Gesamtkosten von Lieferwerk
ermitteln lassen
Beschaffung Lastgang von Lieferwerk:
Tag/Woche/Monate
ILI: Liste hat Priorität bei «wichtigsten»
Antrieben: Langläufer, grosse
und alte Motoren
Abstimmen von ILI- und SOTEA-
Potenzialen, Kontrolle FU-Einsatz
und Altersersatzquote
SOTEA und Merkblatt
Nr. 2: SOTEA
ILI und Merkblatt
Nr. 3: ILI, und
Nr. 14: Typenschild
4 Auswertung GA
brauchsgruppen: Infrastruktur und Prozesse
Update SOTEA Ergebnis mit ILI-Mittelwerten
(Alter der Motoren, Anteil FU, etc.).
Bestimmung Dringlichkeit: rot/orange.
Kontrolle Plausibilität von Gesamtleistung
und Gesamtverbrauch
5 Feinanalyse FA Weitere Untersuchung der Antriebe mit rot, Beizug Betriebselektriker oder Unter- Merkblatt Nr. 13:
teilweise auch mit orange.
haltsspezialist für elektrische Mes- Wirkungsgrad,
Elektrische Messung vor Ort zur Bestimmung sungen
und Nr. 9: Teillast-
Lastfaktor
faktor
6 Auswertung FA Bestimmung Ersatz der elektrischen Antriebe Beizug Motorenlieferant, Service- Merkblatt Nr. 15:
und Kernsysteme (Frequenzumformer, Transmission,
Getriebe, Drosseln). Auswirkung auf
Pumpe/Ventilator/Kompressor, etc.)
firma, evtl. auch Maschinenbauer Motorenhersteller
7 Investitions- Ermittlung sofort und kurzfristige Investiti- Bestimmung Strompreisteuerung, Merkblatt Nr. 10:
planonspakete
mit bestem Pay-back
Einsatz FU, weitergehende Verbesse- Motorenpreise,
rungen (Pumpen, Ventilatoren, Kom- und Nr. 11: FUpressoren)
Preise
8 Bericht Empfehlungen für Investitionsentscheid,
Merkblatt Nr. 4:
Input für Ausschreibung von Neuanlagen
Ausschreibung,
sowie weitere Untersuchungen (orange)
Template,
Schlussbericht
9 Monitoring Jährliche Erfassung der Massnahmen samt
Investitionen und gemessenem Verbrauch
10 Präventiver Update ILI, Priorität für Ersatzmaschinen Voraussetzung ist ein Unterhaltskon-
Unterhalt
zept aller Maschinen des Betriebes.
Vorgehen – Merkblatt 1: Motor-Check: Vorgehensplan � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 1. 1

Integraler Motor-Check
EVU Gesamtverbrauch, Gesamtkosten und Lastgang (IST-
Zustand)
Top-down-Potenzialschätzung Fachgespräch Moderator mit Betriebsleiter
Plausibilität Resultat: Potenzial und Pay-back
Erste Grobschätzung
Co-Finanzierung EVU Go / No go Geschäftsleitung
Motorenliste im IST-Zustand
Untersuchter Teil
Geschätzter Rest
Plausibilität Resultat: Dringlichkeit und Potenzial
Motorenliste im IST-
respektive SOLL-
Zustand
Messtechnische Überprüfung
Leistung
Ersatz Plan: Kosten und
Nutzen
Resultat: Investitionsplan
und Pay-back
Go / No go
Umsetzung
Monitoring
Betrieb erstellt Liste
Unterstützung durch Moderator
Zustandsinformation Betrieb unterstützt durch Motorenspezia-
Einbau in Anlagen
listen
Rest-Nutzungsdauer
Standard/Spezialmotoren
Neue Motorenleistung, Messtechniker
FU-Einsatz, Modifikation
weiterer Teile
Künftiger Strompreis Unterstützung durch Moderator
Standardformat Bericht und Empfehlung an Geschäftsleitung
Offerte, Bestellung, Inbetriebsetzung,
Abnahme
Messtechnische Überprüfung
Präventiver Unterhalt
Vorgehen – Merkblatt 1: Motor-Check: Vorgehensplan � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 1.2

Vorgehen – Merkblatt 2
Software-Tool SOTEA
Potenzialabschätzung
�] Mit dem Software-Tool SOTEA lässt sich das
Potenzial von elektrischen Antrieben grob ab -
schätzen.
Mit dem auf Excel basierenden Tool SOTEA (Software-
Tool für Potenzialabschätzung effizienter Antriebe)
lässt sich mit wenigen betrieblichen Kenndaten wie
dem Elektrizitätsverbrauch und den Stromkosten
das Potenzial zur Energieeinsparung bei elektrischen
Antrieben in einem Industrie- oder Gewerbebetrieb
ermitteln.
Die Abschätzung mit SOTEA beim ersten Gespräch mit
dem Chef bildet eine rasche und einfache Entscheidungsgrundlage,
ob ein Motor-Check sinnvoll ist. Später
können einzelne Daten genauer in die Berechnung
eingefügt werden. Dieses stufenweise Vorgehen verhindert
unnötigen Aufwand.
Das Tool arbeitet mit einfach erhältlichen Daten.
Berechnung
Die Berechnungen basieren auf hinterlegten Referenzanlagen,
auf aktuellen Preisen (für 4-polige Motoren,
Frequenzumrichter und Installation) sowie auf der
aktuellen Norm IEC 60034-30:2008.
Die Bestimmung des Effizienzpotenzial [kWh/a], der
Ersatzinvestition zur Realisierung des Effizienzpotenzials
[CHF] und der Payback-Zeit zur Realisierung des
Effizienzpotenzials [a] basiert auf folgenden Regeln:
�] Motoren sind eine Leistungsstufe kleiner (Rasterung
gemäss Norm).
�] Bestehende Motoren werden durch IE3-Motoren
ersetzt.
�] Über 25-jährige Motoren werden zu 80% ersetzt.
�] 20-jährige Motoren werden zu 60% ersetzt.
�] 10-jährige Motoren werden zu 40% ersetzt.
�] 5-jährige Motoren werden zu 20% ersetzt.
�] Motoren, die weniger als 5 Jahre in Betrieb sind,
werden nicht ersetzt.
�] Die rechnerische Rate für den Ersatz folgt einer
linearen Approximation.
�] X % der ersetzten Motoren werden mit FU ausgerüstet
(siehe Benutzerannahmen).
Einzelne Tabellenblätter
Eingaben
Dienen der Erfassung der Eingabegrössen. Die Berechnungen
erfolgen nach Betätigung der Befehlsschaltfläche
«Berechnen». Wenn die Eingabedaten keine
groben Fehler aufweisen, erscheint das Tabellenblatt
«Resultat», ansonsten werden entsprechende Validierungsmeldungen
ausgegeben. Mithilfe der Befehlsschaltfläche
«Zurücksetzen» kann das Tool in den
Anfangszustand versetzt werden.
Vorgehen – Merkblatt 2: Potenzialabschätzung mit SOTEA � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 2. 1

SOTEA
Allgemein
Elektrizität
Beta2b-Version
Copyright: topmotors 2009
Software-Tool
des Effizienzpotenzials
bei elektrischen Antrieben
Datum
Firma
Objekt
Lieferndes EW
PLZ und Ort
Ansprechpartner Firma
Energieberater
Umsatz [CHF/a]
Anzahl Arbeitsplätze
Anteil Büroarbeitsplätze [%]
Branche, Anlagentyp
Anzahl Monate
1-Schichtbetrieb Produktion
Anzahl Monate
2-Schichtbetrieb Produktion
Anzahl Monate
3-Schichtbetrieb Produktion
22.4.2009
Muster AG
Hauptanlage
BKW
3457 Wasen i.E.
Heinz Marti
Topmotors
10
50000000
220
Weitere
0
0
12
Kosten elektrische Energie [CHF/a]
Verbrauch Elektrizität [kWh/a]
Preis elektrische Energie
(Typischer Arbeitspreis)
[CHF/kWh]
1500000
14000000
0.11
Maximale elektrische Leistung
Eigenerzeugung
(in Stromrechnung)
[kW]
2200
Elektrische Energie [kWh/a]
Elektrische Leistung
Spezialverbraucher
[kW]
0
0
Elektrische Warmwasser-erwärmung
Prozesswärme
Elektrische Dampferzeuger
Rechenzentrum
Restaurant/Kantine
Wann wurde zum letzten Mal der grosse
Teil des Maschinenparks erneuert
[Jahreszahl]
Wann ist nächste Erneuerung geplant? [Jahre]
1
Künftige Veränderung der Produktion
Jahresbudget für Ersatz, Erneuerung und
Reparatur
Zurücksetzen
Wichtige Anmerkungen
1990
Vergrösserung
70000
�] Anzahl Monate 1-, 2- oder 3-Schichtbetrieb in der
Produktion: Summenprodukt mit den Faktoren 8, 16,
24 dient der Bestimmung der Betriebsstunden.
�] Verbrauch Elektrizität: Wenn eine Zahl verfügbar ist,
wird diese verwendet, ansonsten wird die Zahl aus den
Eingaben «Kosten elektrische Energie» und «Preis elektrische
Energie (Typischer Arbeitspreis)» berechnet. Priorität
hat also die Eingabe «Verbrauch Elektrizität».
�] Maximale elektrische Leistung: nur zur Information,
keine Berechnungsgrösse.
�] Eigenerzeugung (in Stromrechnung), Elektrische
Energie: Wenn eine Zahl vorhanden ist, wird dieser Wert
verwendet, ansonsten wird er aus der Eingabe «Elektrische
Leistung» multipliziert mit 8760 h berechnet. Prio-
Berechnen
[CHF/a]
Das Tabellenblatt Eingaben
rität hat also die Eingabe «Elektrische Energie».
�] Wann ist nächste Erneuerung geplant? Nur zur
Information, keine Berechnungsgrösse.
�] Künftige Veränderung der Produktion: Nur zur Information,
keine Berechnungsgrösse.
�] Jahresbudget für Ersatz, Erneuerung und Reparatur:
Nur zur Information, keine Berechnungsgrösse.
Resultat
Hier wird das (schreibgeschützte) Resultat ausgegeben
und kann anschliessend ausgedruckt werden. Zusatzkosten
sind: Die Mehrkosten (bei einer abgeschriebenen
Investition) effizienterer Motoren und FU gegenüber
einem Ersatz ohne energetische Verbesserung.
Vorgehen – Merkblatt 2: Potenzialabschätzung mit SOTEA � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 2. 2

SOTEA-Resultat
Eingabe-Protokoll
Allgemein
Datum 22.4.2009
Firma Muster AG
Objekt Hauptanlage
Lieferndes EW BKW
PLZ und Ort 3457 Wasen i.E.
Ansprechpartner Firma Heinz Marti
Energieberater Topmotors
Umsatz 50'000'000 [CHF/a]
Anzahl Arbeitsplätze 220
Anteil Büroarbeitsplätze 10 [%]
Branche, Anlagentyp Weitere
Anzahl Monate 1-Schichtbetrieb Produktion 0
Anzahl Monate 2-Schichtbetrieb Produktion 0
Anzahl Monate 3-Schichtbetrieb Produktion 12
Elektrizität
Kosten elektrische Energie 1'500'000 [CHF/a]
Verbrauch Elektrizität 14'000'000 [kWh/a]
Preis elektrische Energie
(Typischer Arbeitspreis)
0,11 [CHF/kWh]
Maximale elektrische Leistung 2'200 [kW]
Eigenerzeugung
(in Stromrechnung)
keine
Gesamtverbrauch Elektrizität (inkl. Eigenerzeugung) 14'000'000 [kWh/a]
Spezialverbraucher Prozesswärme
Jahr letzte grosse Anlagenerweiterung 1990 [Jahreszahl]
Wann ist nächste Erneuerung geplant? 1 [Jahre]
Künftige Veränderung der Produktion Vergrösserung
Jahresbudget für Ersatz, Erneuerung und Reparatur 70'000 [CHF/a]
Berechnungen
Effektiver Elektrizitätsverbrauch der Antriebe 8,307 [GWh/a]
Anteil effektiver Elektrizitätsverbrauch der Antriebe 59,3 [%]
Anteil zu erneuernde Motoren 58,0 [%]
Anteil Motoren mit FU 30,0 [%]
Verbesserter Elektrizitätsverbrauch der Antriebe 7,298 [GWh/a]
Effizienzpotential (Energie) 1,008 [GWh/a]
Effizienzpotential (in Franken) 0,111 [Mio CHF/a]
Effizienzpotential (in Prozent) 12,1 [%]
Zusatzinvestition zur Realisierung des Effizienzpotentials 0,113 [Mio CHF]
Payback-Zeit zur Realisierung des Effizienzpotentials 1,0 [a]
9,000
8,000
7,000
6,000
[GWh/a]
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
0,000
8,307
Beta2b-Version
Copyright: topmotors 2009
Weitere Angaben
7,298
Topmotors SOTEA
1,008
0,177493766
Summen pro Jahr
0,63
Effektiver Elektrizitätsverbrauch
der Antriebe
Verbesserter
Elektrizitätsverbrauch der
Antriebe
Effizienzpotential (Energie)
�] Benutzerannahmen: Hier lassen sich die grau hinterlegten
Werte je nach Erfordernissen anpassen.
�] Hilfe: Gibt einen Überblick über die Berechnungsvoraussetzungen
und hilft bei der Bedienung.
�] Nutzungsbedingungen: Nur zur Information
�] Konstanten Motoren, Kosten, Referenzanlagen: Die
Daten dienen nur der Information. Nicht verändern.
�] Abkürzungen: FU = Frequenzumrichter
Nutzungsbedingungen
SOTEA ist ein Programm von Topmotors und wurde im
Auftrag von S.A.F.E. durch hematik entwickelt.
SOTEA darf nur an dazu berechtigte Personen abgegeben
werden. Das Copyright liegt bei S.A.F.E.
Das Tabellenblatt Resultate
Haftung
Die Genauigkeit der Ergebnisse wird im Wesentlichen
von den Eingabedaten bestimmt.
Allfällige Fehlbeurteilungen aufgrund der Defaultwerte
sind möglich.
Die Verantwortung für falsche Eingaben, nicht zutreffende
Defaultwerte und Rechenfehler des Tools lehnt
S.A.F.E. ab.
S.A.F.E. und hematik lehnen jegliche Haftung, welche
mit dem Gebrauch des Tools SOTEA im Zusammenhang
steht, strikte ab.
Vorgehen – Merkblatt 2: Potenzialabschätzung mit SOTEA � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 2. 3

Vorgehen – Merkblatt 3
Intelligente Motorenliste – ILI
Grobanalyse
�] Die «Intelligente Motorenliste» (ILI) dient
der Grobanalyse des bestehenden Motorenparks
hinsichtlich der Energieeffizienz.
Das auf Excel basierende Tool «Intelligente Motorenliste»
ILI dient der Grobanalyse des bestehenden Motorenparks
im Hinblick auf Energieeffizienz und zeigt
Schwachstellen und Verbesserungspotenziale im Sinne
eines Bottom-up-Approaches auf. Das Tool arbeitet mit
einfach erhältlichen Daten. Die wichtigsten Eingabegrössen
sind:
�] Alter des Motors (Jahrzahl auf Typenschild)
�] Nennleistung (kW auf Typenschild)
�] Betriebsstunden (Schätzung der Stunden pro Jahr
durch Betriebspersonal)
�] Anwendungstyp (Pumpe, Ventilator, Kompressor, Förderanlage,
etc.; Frequenzumrichter vorhanden)
Als Resultat der Grobanalyse ergibt sich eine Grobabschätzung
des elektrischen Energieverbrauches aller
Antriebe, das Effizienzpotenzial der zu verbessernden
Anlagen und ein Verzeichnis der wichtigen, weiter zu
untersuchenden Antriebssysteme. Ein besonderer
Intelligente Motorenliste (ILI)
Untersuchte Anlage: Couverturen Produktion
BearbeiterIn: Bruno Keller
Bearbeitungsdatum: 03.07.2008
Markers ein/aus Details ein/aus
Beispielzeile ein/aus
Fokus wird dabei auf das Reduktionspotenzial über
einen Lebenszyklus gelegt. Dabei wird auch gezeigt,
welche Motoren das grösste Einsparpotenzial ausweisen.
Aufbau der Motorenliste
Dieses Tabellenblatt verfügt über einen (schreibgeschützten)
Kopfteil mit den Spaltenbezeichnungen
und den Umschaltfunktionstasten «Markers ein/aus»,
«Details ein/aus» und «Beispielzeile ein/aus».
Durch das Einschalten der Beispielzeile wird einerseits
gezeigt, wie eine vollständig ausgefüllte Motorenzeile
aussehen könnte und andererseits werden alle
notwendigen Funktionen offen gelegt, welche in den
unteren Arbeitsbereich kopiert werden können.
Besonderes zu den einzelnen Spalten kann aus den
eingefügten Kommentaren entnommen werden.
Die Markerfunktion «Markers ein/aus» färbt die Spalten
Alter, Betriebsstunden, Lastfaktor und Dringlich-
Basisinformationen Ausgabeteil Bemerkungen
IdentBetriebs-
FU vor-
mech.
NennLastEffizienz- Verbrauch Verbrauch ReduktionsReduktions- Nr Anlagenbezeichnung Motorbezeichnung Hersteller nummer Baujahr Alter stunden Anwendung* handen*leistungfaktor Polzahl* klasse* Dringlichkeitskategorien effektiv optimiert potentialpotential [a] [h/a] [kW] [%] [kWh/a] [kWh/a] [kWh/a] [CHF/LZ]
1 Bühler SCS 7 Rotor 1 ABB 206 2004 4 1250 Nibsvermahlung nein 37 47 2 keine Vorkehrungen nötig 24'978 24'653 324 663
2 Bühler SCS 7 Rotor 2 ABB 206 1993 15 1250 Nibsvermahlung nein 45 49 4 keine Vorkehrungen nötig 31'748 30'883 865 1'875
3 Bühler SCS 7 Zufuhrschleuse Dietz 206 1993 15 1250 Schleuse nein 0,55 40 4 genauer überprüfen 430 368 62 93
4 Bühler SCS 7 Zufuhrschnecke SEW 206 1993 15 1250 Dosierschnecke nein 1,5 40 4 genauer überprüfen 1'056 956 100 150
5 Bühler SCS 7 Abtransportschleuse SEW 206 1993 15 1250 Schleuse nein 0,55 40 4 genauer überprüfen 430 368 62 93
6 Bühler SCS 7 Verflüssiger SEW 206 1993 15 1250 Rührwerk nein 1,5 40 4 genauer überprüfen 1'056 956 100 150
7 Bühler SCS 7 Pumpe Abtransport Bauer 206 1993 15 1250 Pumpe nein 1,1 40 4 genauer überprüfen 797 711 86 129
8 Bühler SCS 7 Vakuumpumpe ABB 206 1993 15 1250 Vakuumpumpe nein 8,6 42 2 genauer überprüfen 5'630 5'387 242 391
9 Rührwerksbehälter Antrieb Rührwerk SEW 205 1993 15 1500 Rührwerk nein 2,6 40 4 genauer überprüfen 2'101 1'944 157 240 1993 neu gewickelt Fa.Eichenberger
10 Bühler Nova 2000 Hauptmotor Siemens 415 1993 15 1250 Nibsvermahlung nein 55 51 6 keine Vorkehrungen nötig 40'038 39'098 940 2'178
11 Bühler Nova 2000 Wasserpumpe Heizung Rütschi 415 1992 16 1250 Pumpe nein 0,9 40 4 genauer überprüfen 665 587 78 117
12 Bühler Nova 2000 Zufuhrpumpe AMK 415 1993 15 1250 Pumpe ja 1,6 40 2 genauer überprüfen 896 823 72 109
13 Bühler Nova 2000 Pumpe Abtransport Siemens 415 1993 15 1250 Pumpe nein 7,5 41 4 genauer überprüfen 4'840 4'605 235 376
14 Rührwerksbehälter Antrieb Rührwerk SEW 204 2004 4 2500 Rührwerk nein 1,5 40 4 Eff2 keine Vorkehrungen nötig 2'111 1'912 199 300
15 Rührwerksbehälter Antrieb Produktepume SEW 204 2005 3 125 Pumpe nein 4 41 4 keine Vorkehrungen nötig 257 251 6 9
16 Rührwerksbehälter Antrieb Rührwerk SEW 413 1998 10 2500 Rührwerk nein 1,5 40 4 genauer überprüfen 2'111 1'912 199 300
17 Rührwerksbehälter Antrieb Produktepume SEW 413 1998 10 125 Pumpe nein 2,2 40 4 keine Vorkehrungen nötig 150 138 12 18
18 Rührwerksbehälter Antrieb Rührwerk SEW 414 1993 15 2500 Rührwerk nein 4 41 4 genauer überprüfen 5'346 5'012 334 517
In der «Intelligenten Motorenliste» ist auf einen Blick ersichtlich, welche Antriebe eine genauere Untersuchung benötigen.
Vorgehen – Merkblatt 3: Potenzialabschätzung mit ILI � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 3. 1

keitskategorien ein, damit wird rasch eine Gesamtschau
über kritische Grössen im Hinblick auf die
Energieeffizienz möglich. Hinweis: Die Befehlsschaltfläche
«Markers ein/aus» muss bei Dateneingaben
zur Aktualisierung wiederholt betätigt werden. Die drei
Dringlichkeitskategorien werden mit einem einfachen
Punktesystem bestimmt (siehe Tabelle rechts). Mittels
Markerfunktionen für die Spalten Alter, Betriebsstunden,
Lastfaktor und Dringlichkeitskategorien gelingt
eine rasche Klassifizierung. Darüber hinaus werden für
jeden Motor der effektive elektrische Energieverbrauch
und das Reduktionspotenzial berechnet. Diese Berechnungen
basieren alle auf der neuen Norm IEC 60034-
30:2008. Damit können 2-polige, 4-polige und 6-polige
Motoren im Leistungsbereich ab 0.75 kW auf Energieeffizienz
untersucht werden. Der zurzeit vorhandene
Ausbaustand beschränkt sich auf 50-Hz-Motoren.
Resultat von ILI
Dieses Tabellenblatt fasst den gesamten Motorenpark
zusammen. Mittels der Funktion «Grobanalyse»
kann die Anzahl der Motoren ermittelt werden, welche
das entsprechende Reduktionspotenzial ausweisen.
Die Startnummer und Endnummer bezieht sich auf die
Spalte «Nr» im Motorenverzeichnis.
Detaillierte Hinweise
�] Benutzerannahmen: Hier kann der Preis pro kWh eingesetzt
werden.
�] Motorendaten und Schwellenwerte: Die Daten dienen
nur der Information. Nicht verändern.
�] Abkürzungen: FU = Frequenzumrichter; ILI = Intelligente
Motorenliste; LZ = Lebenszyklus des Antriebs in
Jahren
Nutzungsbedingungen
ILI ist ein Programm von Topmotors und wurde im Auftrag
von S.A.F.E. durch hematik entwickelt. ILI darf nur
an dazu berechtigte Personen abgegeben werden. Das
Copyright liegt bei S.A.F.E.
Haftung
Topmotors dient der Ordnung einer Motorenliste zur
weiteren Beurteilung. Die Genauigkeit der Ergebnisse
wird im Wesentlichen von den Eingabedaten bestimmt.
Allfällige Fehlbeurteilungen aufgrund der Defaultwerte
sind möglich. Die Verantwortung für falsche Eingaben,
nicht zutreffende Defaultwerte und Rechenfehler des
Tools lehnt S.A.F.E. ab. S.A.F.E. und hematik lehnen jegliche
Haftung, welche mit dem Gebrauch des Tools «ILI»
im Zusammenhang steht, strikte ab.
Dringlichkeitskategorien
Folgerung Markierung
5 keine Vorkehrungen nötig grün
10 genauer überprüfen orange
15 unbedingt überprüfen rot
Die Zuordnung zu den Dringlichkeitskategorien erfolgen mit
einem einfachen Punktesystem.
Resultat
Elektrizität Summen pro
Jahr
Summen pro
Lebenszyklus
Verbrauch effektiv [kWh] 1'309'036 19'896'986
Verbrauch optimiert [kWh] 1'248'153 19'055'095
Reduktionspotenzial
[kWh]
60'883 841'891
Kosten Summen pro
Jahr
Summen pro
Lebenszyklus
Verbrauch effektiv [CHF] 196'355 2'984'548
Verbrauch optimiert [CHF] 187'223 2'858'264
Reduktionspotenzial
[CHF]
9'132 126'284
3'500'000
3'000'000
2'500'000
CHF2'000'000
1'500'000
1'000'000
500'000
0
Startnummer 1 Endnummer 125
Motoren Stück Leistung Elektrizitäts-
verbrauch
Einsparpotenzial
kW kWh/a CHF/Lebenszyklus
Beste 10% 2 220 216'603 13'748
Bester Drittel 5 449 535'349 48'462
Hälfte 11 751 797'220 68'232
Alle 125 1'354 1'309'036 126'275
Untersuchte Anlage: Couverturen Produktion
BearbeiterIn: Bruno Keller
Bearbeitungsdatum: 03.07.2008
Release 2
Copyright: topmotors
2008
Topmotors Grobanalyse
2'984'548 2'858'264
ILI ist ein Programm von Topmotors und wurde im Auftrag von S.A.F.E. durch hematik entwickelt.
ILI darf nur an dazu berechtigte Personen abgegeben werden.
Das Copyright liegt bei S.A.F.E.
Vorgehen – Merkblatt 3: Potenzialabschätzung mit ILI � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 3.2
126'284
Summen pro Lebenszyklus
Tabellenblatt Nutzungsbedingungen Resultat
Verbrauch effektiv [CHF]
Verbrauch optimiert [CHF]
Reduktionspotenzial [CHF]

Vorgehen – Merkblatt 4
Energieeffizienz in der Ausschreibung
Ausschreibung
�] Hinweise für Besteller zur Vorgabe von
Effizienzkriterien in Ausschreibungen.
In den Ausschreibungen von industriellen Anlagen und
Maschinen werden Effizienzkriterien bisher oft nicht
explizit aufgeführt. Damit bleibt die Deklaration von
Effizienz-Eigenschaften dem Anbieter überlassen und
ist bei verschiedenen Angeboten kaum vergleichbar.
Mit den folgenden Hinweisen lassen sich in Ausschreibungen
differenzierte Effizienz-Eigenschaften vorgeben.
Normen
Die neue IEC Norm IEC 60034-30:2008
(www.topmotors.ch/IEC_Effizienzklassen) zur Wirkungsgraddeklaration
für elektrische Motoren zwischen
0.75 kW und 375 kW ermöglicht, dass Anbieter
von Maschinen und Anlagen heute in der Lage sind, die
Effizienzklasse von Normmotoren präzis zu deklarieren.
�] IE3 Premium Effizienz
�] IE2 Hohe Effizienz (alt: Eff1)
�] IE1 Standard Effizienz (alt: Eff2)
Energie- bzw. Effizienz-Messungen sind immer
auf Prüfnormen oder andere normative Grundlagen
abzustützen. Bei Elektromotoren ist die neue IEC
60034-2-1:2007 gültig. Dabei ist zu beachten, dass die
neue Prüfnorm um 1 % bis 3 % tiefere Wirkungsgrade
ergibt, weil die Streuverluste nun vollständig erfasst
werden.
Bei Pumpen, Ventilatoren und anderen haustechnischen
Anlagen sind fallweise auch in einschlägigen
SIA-Normen Grundlagen und Hinweise zu finden:
�] SIA 380/4 Elektrische Energie im Hochbau
�] SIA 382/1 Lüftungs- und Klimaanlagen – Allgemeine
Grundlagen und Anforderungen
Standardnutzung
Der Energieverbrauch von industriellen Maschinen
und Anlagen soll auf der Basis von Standardnutzungen
deklariert werden. Der Besteller kann eine solche auf
Grund von Mess- oder Erfahrungswerten vorgeben;
energiebewusste Anbieter werden selber eine definieren.
Textbausteine für Effizienz-Anforderungen
zu Antrieben
�] Die Effizienzanforderungen der europäischen Ecodesign-Richtlinien
(Energy-using Products Directive)
für Motoren, Pumpen und Ventilatoren sollen bereits
vor der formellen Inkraftsetzung eingehalten werden.
Ausnahmen sind zu begründen und die effektiven Wirkungsgrade
anzugeben.
Motoren
�] Alle zur Anlage gehörigen Normmotoren müssen der
Energieeffizienzklasse IE3 nach IEC 60034-30 entsprechen.
Wenn kein solcher Motor erhältlich ist oder
die jährliche Laufzeit des Motors bei der vorgesehenen
Anlagennutzung unter 1000 Stunden pro Jahr liegt, ist
dies für den entsprechenden Antrieb zu deklarieren.
Vorgehen – Merkblatt 4: Ausschreibung � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 4. 1

�] Sonder-Motoren müssen grundsätzlich einen Wirkungsgrad
entsprechend der Energieeffizienzklasse
IE3 aufweisen. Abweichungen sind zu begründen.
�] Für Motoren mit Leistungen zwischen 50 W und
750 W und Laufzeiten über 500 Stunden pro Jahr bei
typischer Anlagennutzung sind Angaben zum Wirkungsgrad
und gegebenenfalls zur effizienten Steuerung
zu machen (z. B. Frequenzumformer).
Maschinen zur Medienförderung
�] Pumpen, Ventilatoren, etc. sollen den Wirkungsgrad-
Anforderungen der entsprechenden Haustechnik-
Normen genügen (SIA 380/4, SIA 382/1). Die Bauart
der Pumpe und des Ventilators soll nach optimalem
Wirkungsgrad bestimmt werden; ggf. sind Rohr- und
Kanalquerschnitte innerhalb des Lieferbereiches für
optimale Gesamt-Effizienz anzupassen. Ausnahmen
sind zu begründen und die effektiven Wirkungsgrade in
solchen Fällen anzugeben.
Kraftübertragung
�] Getriebe: Effiziente Getriebe einsetzen (keine Schneckengetriebe).
�] Transmission: wenn möglich Direktantrieb ohne
Transmission, keine Keilriemen (allenfalls Flach- oder
Zahnriemen).
Steuerung
�] Energieeffiziente Anlagensteuerung: Besondere Effizienzfunktionen
der Anlagensteuerung sollen deklariert
werden, möglichst mit der Energieeinsparung
gegenüber einer üblichen Steuerung.
�] Frequenzumformer: Für Anlagen mit stark schwankender
Belastung können elektronische Frequenzumformer
eingesetzt werden. Damit können Drosseln,
Klappen, Beipässe vermieden werden. Die Frequenzumformer
weisen zusätzliche Verluste bei Volllast (2 %
bis 5 %) und bei Teillast auf. Für Pumpen in geschlossenen
Kreisläufen und Ventilatoren sind sie immer zu
prüfen. Die Planung erfordert eine Angabe der Verteilung
der Lastzustände pro Jahr, die bei bestehenden
Anlagen gemessen werden kann.
�] Standby, Leerlauf (Betrieb ohne Nutzen): Der Energieverbrauch
in diesen Betriebszuständen ist zu
deklarieren. Wenn besondere Effizienzfunktionen die
entsprechenden Verluste reduzieren, ist dies mit den
jeweiligen Werten der Leistungsaufnahme bzw. des
Energieverbrauches zu belegen.
Planung von Neuanlagen
Bei der Planung und Erstellung ganz neuer Anlagen
bestehen ideale Voraussetzungen, die effizientesten
Konzepte und Komponenten zu berücksichtigen. Damit
die Effizienz-Ziele von den Anlageplanern und Anbietern
auch ernsthaft berücksichtigt werden, können
folgende «Leitplanken» zu den (internen oder externen)
Aufträgen gegeben werden:
�] Bei der konzeptionellen Planung und der Komponentenwahl
für Produktionsanlagen sind die gesamten
Kosten inkl. Betrieb (Energie!) und Wartung über eine
Anlagen-Betriebsdauer von x Jahren (z. B. 5) zugrunde
zu legen (Total Cost of Ownership).
�] Der Wirtschaftlichkeitsrechnung sind deutlich steigende
Energiepreise zugrunde zu legen, zum Beispiel
mit Basiswerten 2009 und Teuerungsraten für Elektrizität:
Arbeitspreis: x Fr./kWh Teuerung pro Jahr x %
Leistungspreis: x Fr./kW, Jahr Teuerung pro Jahr x %
�] Wenn für Technologien oder Komponenten neue, effizientere
Varianten verfügbar sind, die aber aktuell noch
unwirtschaftlich scheinen, soll eine Planungs-/Angebots-Variante
mit solchen erarbeitet werden.
Bei der Neuplanung oder Gesamt-Erneuerung von
Infrastrukturanlagen wie Raumheizung, Raum-
Lüftung/-Klimatisierung, Betriebswasser-/Kühlwasser-/Warmwasserversorgung,
Druckluft, Transportanlagen
sind folgende Besonderheiten zu beachten:
�] Die Wirtschaftlichkeit dieser Anlagen soll in der Regel
mit längeren Amortisationszeiten als Produktionsanlagen
berechnet werden, z. B. 10 bis 15 Jahre.
�] Bei allen Anlagen zur Medienförderung sind die effizienten
Regelungstechnologien mit Drehzahlregelung
bzw. Frequenzumformer einzusetzen. Drosseln oder
Beipässe sind Energieverschwender.
Vorgehen – Merkblatt 4: Ausschreibung � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 4.2

Messung + Auswertung – Merkblatt 8
Verlässliche Daten durch Messungen
Antriebe messen
�] Entscheidungsgrundlagen sind häufig nur
über Messungen verfügbar. Notwendig sind:
Konzept, Messungen, Auswertung.
Wozu sind Messungen erforderlich?
Messungen vor Ort liefern Infos über die Betriebsweise
von elektrischen Antrieben. Aufgrund der Grobanalyse
(SOTEA, ILI) zeigt sich, welche Motoren bzw. Antriebssysteme
genauer untersucht werden sollen.
Messungen elektrischer Werte (elektrische Wirkleistungsaufnahme)
sind einfach zu bewerkstelligen und
auszuwerten.
Messungen mechanischer Werte dagegen (Volumenstrom,
Druck, Mediengeschwindigkeiten, Drehzahlen
etc.) bedingen aufwändige Einrichtungen, vor allem
wenn Flüssigkeits- oder Luftkreisläufe geöffnet werden
müssen. Mittels Ultraschall lässt sich auch der
Durchfluss aussen an Rohren messen. Drehzahlen sind
einfach zu messen, Drehmomente sehr aufwändig. Die
Genauigkeit von üblichen Drehmoment- und Drehzahlmessungen
genügt aber nicht für eine Wirkungsgradbestimmung.
Bei Messaufträgen ist sorgfältig zu definieren, was
genau (und wann, wie lange) zu messen ist und was der
Nutzen der Messung ist. Oft genügen einfache (elektrische)
Messungen zur Beurteilung z. B. des Arbeitspunktes
einer Pumpe oder eines Ventilators.
1. Schritt: Messkonzept
Was soll aus den Messungen resultieren?
Aus der Grobanalyse und der Auswertung der Intelligenten
Motorenliste (ILI) geht hervor, welche Motoren
respektive Maschinen auszumessen sind und in welchem
Zeitraum. Für jede zu messende Maschine ist
festzuhalten, was die Messung zeigen soll:
�] Momentan-Leistungsaufnahme
�] Kurzzeit-Verhalten (Minuten, Stunden)
≥ Damit kann der momentane Lastfaktor bestimmt
werden und allenfalls auf eine kleinere Motorengrösse
hingewiesen werden.
�] Lastgang, Teillast-Faktor
Über welche Zeitdauer? Erforderliche zeitliche Auflösung?
≥ Damit kann die Regelung überprüft und gegebenenfalls
der Einsatz eines Frequenzumformers empfohlen
werden. Wichtig ist, den Betriebspunkt der Anlage zur
Zeit der Messung festzuhalten (z. B. voll oder halb).
�] Welche weiteren Grössen müssen neben der elektrischen
Leistung gemessen werden?
Gibt es einfach messbare oder verfügbare Hilfsgrössen:
Betriebsstunden, Produktionswerte, etc.
≥ Damit kann die Momentanmessung auf einen
typischen oder maximalen Jahreszustand zurückgeführt
werden.
Messung + Auswertung – Merkblatt 8: Antriebe messen � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 8. 1

Betriebliche Randbedingungen
Je nach Art der Anlagen sind für die Messungen Ma -
schi nen oder Anlagen anzuhalten, stillzulegen oder
bei besonderen Parametern zu betreiben, was Einschränkungen
des Betriebs zur Folge haben kann. Die
Zugänglichkeit zum Messobjekt ist zu klären (Motor?
Elektrotableau?) und Sicherheitsaspekte (Stromschlag,
Explosionsbereich, Blockierung von Fluchtwegen) sind
zu berücksichtigen.
Messausrüstung
Viele Industriebetriebe verfügen über eigene Messausrüstungen
zur Erfassung der Drehstrom-Wirkleistung
mit Stromzangen, oft sogar mit Datalogger, um zeitliche
Abläufe zu erfassen. Mit Stromzangen kann durch eine
äussere Umfassung der Kabel (ohne Demontage von
elektrischen Leitungen) der Strom gemessen werden.
Falls die Messausrüstung ungenügend ist oder wenn
komplexere Messungen und Auswertungen vorgesehen
sind, kann die Motorenservice-Firma des Betriebes
oder der Motorenlieferant damit beauftragt werden.
Für rasche Messungen ohne hohe Genauigkeitsansprüche
lässt sich die Leistungsaufnahme mit einem
einphasigen Leistungsmessgerät mit Stromzange
ermitteln (Annahme einer symmetrischen Drehstromversorgung).
In speziellen Fällen können mit Drehzahlmessungen
zusätzliche Hinweise zum Arbeitspunkt
eines Motors gewonnen werden.
2. Schritt: Messungen durchführen
Vorbereitung, Auftrag
Um Störungen des Betriebes und falsche oder nicht
aussagekräftige Messungen zu vermeiden, ist der
Ablauf einer Messung sorgfältig zu planen und betroffenes
Personal zu informieren. Bei komplexen Messreihen
kann ein «Drehbuch» hilfreich sein. Wichtig
ist auch, dass die Messanordnung und der Ablauf im
Nachhinein genau dokumentiert werden können, z.B.
mittels Fotos. Deshalb soll für jedes Messprojekt ein
Auftrag definiert werden, ob es intern oder extern zu
vergeben sei. Im Messauftrag sind, neben Kosten und
Terminen, Ziel, zu messende Grössen, Genauigkeit,
Randbedingungen und Art der Berichterstattung festzuhalten.
Vorsichtsmassnahmen gegen Stromschlag
Das Manipulieren an elektrischen Anlagen unter Spannung
ist nur ausgebildeten Fachleuten erlaubt. Auch
die Feststellung und Gewährleistung von Spannungsfreiheit
erfordert Fachkenntnisse. Fehler hierbei sind
Ursache der meisten Elektrounfälle. Messungen sollen
Oben: 3-phasiges Messgerät mit Stromzangen und Loggerfunktion.
Unten: Messkoffer mit 1-phasigem Messgerät.
Messung + Auswertung – Merkblatt 8: Antriebe messen � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 8. 2

deshalb durch Betriebselektriker mit eigener oder gut
bekannter Messausrüstung vorgenommen werden.
Anschlüsse und Fühler auf Richtigkeit prüfen
Bei allen Messungen müssen die Anschlüsse und Fühlerpositionen
sorgfältig geprüft werden; vertauschte
Phasen oder Stromflussrichtungen sind im Nachhinein
schwierig zu deuten. Oft lohnt es sich, eine Pilotmessung
auszuwerten, bevor eine längere Messreihe
gestartet wird oder bevor die Einrichtung abgebaut
wird.
3. Schritt: Auswertung
Berichterstattung
Aus den gewonnenen Messdaten sind die gemäss
Zielsetzung bzw. Messkonzept gewünschten Resultate
zu ermitteln. Die Rechenmethoden und Berechnungsschritte
sind zu dokumentieren. Die Ergebnisse
des Messprojekts sollen zusammen mit den Messprotokollen
(Anhang) in einem Bericht zusammengefasst
werden.
Teillast-Faktor aus Leistungsmessung
Da sich die Leistungsaufnahme im Nennbetrieb aus
den Typenschild- oder Datenblatt-Daten ermitteln
lässt, kann mit einer Messung der momentane Teillast-
Faktor bestimmt werden. Der Quotient der elektrischen
Grössen ergibt die elektrische Teillast; zur Bestimmung
der mechanischen Teillast müssen zusätzlich die Wirkungsgrade
eingerechnet werden.
Die Leistungsangabe auf dem Typenschild (vgl. Merkblatt
Typenschild) und dem Datenblatt von Elektromotoren
ist die vom Motor abgegebene mechanische
Wellenleistung P2. Die vom Motor aufgenommene elektrische
Leistung wird mit P1 bezeichnet.
Messung + Auswertung – Merkblatt 8: Antriebe messen � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 8. 3

Messung + Ausrüstung – Merkblatt 9
Auswirkung von Teillast
Teillastfaktor
�] Läuft ein Motor im Teillastbetrieb, ist sein
Wirkungsgrad in der Regel tiefer. Bei älteren
Motoren ist dieser Effekt besonders ausgeprägt.
Der Teillastfaktor ist das Verhältnis der effektiven
Leistungsaufnahme des Motors zur Nennleistungsaufnahme.
Er ist im Prinzip eine zeitabhängige Grösse,
die der jeweiligen Leistungsaufnahme des Motors folgt
(siehe Merkblatt Lastgang). Für Analysen wird der Teillastfaktor
über die Untersuchungsperiode gemittelt,
zum Beispiel über einen Monat oder ein Jahr. Gemittelt
wird über die Betriebszeit – nicht berücksichtigt werden
Zeitpunkte, zu denen der Motor ganz abgeschaltet
ist.
Indikator für die Motordimensionierung
Liegt der Teillastfaktor eines Jahres weit unter 1 (z.B.
bei 0,5), ist der Motor im Jahresschnitt meist im Teillastbereich
gelaufen. Wenn keine beabsichtigte Leistungsvariation
vorliegt, ist dies ein Hinweis, dass ein zu
leistungsstarker Motor installiert wurde.
Vorsicht: Teillastbetrieb!
Teillast reduziert den Wirkungsgrad. Die Einbusse ist
je nach Motoren und Effizienzklasse erheblich. Dies ist
ein wichtiger Grund, weshalb eine Überdimensionierung
zu vermeiden ist.
Leistungsfaktor ist nicht gleich Teillastfaktor
Nicht zu verwechseln mit dem Teillastfaktor ist der Leistungsfaktor
– das Verhältnis zwischen Wirk- und Scheinleistung. Bei
Sinusform ist der Leistungsfaktor auch der Cosinus Phi (cos j).
Wirkungsgrad [%]
100%
80%
60%
40%
20%
Beispiel:
Wirkungsgradkurve
eines 11kW-Motors mit
Effizienzklasse IE2
0%
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
Teillastfaktor [-]
Beispiel: Wirkungsgradkurve eines 11 kW-Motors mit Effizienzklasse
IE2. Bei Teillastfaktoren über 0,5 ist der Verlauf relativ
flach. Im Bereich kleiner Teillast (unter 0,3) sinkt der Wirkungsgrad
massiv.
Messung + Auswertung – Merkblatt 9: Lastfaktor � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 9. 1

Vom Verhältnis von Last und Wirkungsgrad
Berechnung des Elektrizitätsverbrauchs
Wenn die effektive Leistungsaufnahme eines Motors
für eine typische Betriebsperiode aus Messungen
bekannt ist, kann damit der entsprechende Teillastfaktor
(TLF) bestimmt und eine Hochrechnung des Elektrizitätsverbrauchs
(E) vorgenommen werden (z.B. für ein
Jahr).
TLF = P eff / P N
E = P N · TLF · t
TLF Teillastfaktor einer typischen Betriebsperiode [-]
P gemessene effektive Leistungsaufnahme, gemit-
eff
telt über die typische Betriebsperiode [kW]
P Nennleistungsaufnahme des Motors [kW]
N
t Hochrechnungsperiode, z.B. 1 Jahr [h]
E Elektrizitätsverbrauch [kWh/a]
Mehr Informationen zur Leistungsmessung und zur
Auswertung von gemessenen Lastgängen finden sich
in den entsprechenden Merkblättern 4 und 5.
Dimensionierung von grossen und kleinen Motoren
�] Bei grossen Motoren scheint eine Überdimensionierung
wegen des kleineren Wirkungsgrad-Abfalls nicht so gravierend.
Allerdings ist zu bedenken, dass ein überdimensionierter
Motor entsprechend mehr kostet und dass die Auslegungsberechnungen
in der Regel bereits eine grosszügige Reserve
enthalten. In der Praxis läuft der Motor dann oft bei einem
Teillastfaktor von 0,5 statt bei geplanten 0,8 der Nennlast, mit
entsprechenden Folgen beim Wirkungsgrad (liegt tiefer) und
den Anschaffungskosten (liegen höher).
�] Die optimale Dimensionierung der Motorenleistung ist bei
kleineren Motoren ist nicht etwa weniger wichtig – im Gegenteil.
Vor allem bei Teillast ist die Wirkungsgradeinbusse stärker
als bei grossen Motoren. In absoluten Werten, d.h. in kWh
respektive Franken, fällt dies für den einzelnen Motor nicht so
stark ins Gewicht. In der Summe für viele Motoren zusammen
sind die Kosten aufgrund der Überdimensionierung aber nicht
zu vernachlässigen.
Wirkungsgrad [%]
100%
80%
60%
40%
20%
Beispiel:
Wirkungsgradkurve eines
Motors mit Baujahr 2005
Beispiel:
Wirkungsgradkurve eines
Motors mit Baujahr 1970
0%
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
Teillastfaktor [-]
Bei älteren Motoren ist nicht nur der Nenn-Wirkungsgrad (bei
gleicher Leistung) in der Regel tiefer, sondern auch der Wirkungsgradabfall
hin zu kleineren Teillasten ist stärker ausgeprägt
als bei neueren Motoren.
Wirkungsgrad [%]
100%
80%
60%
40%
20%
Beispiel:
Wirkungsgradkurve
eines 11kW-Motors
Beispiel:
Wirkungsgradkurve
eines 5,5kW-Motors
0%
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
Teillastfaktor [-]
Leistungsstärkere Motoren weisen (bei gleicher Effizienzklasse)
nicht nur einen höheren Nenn-Wirkungsgrad auf, sondern
auch einen flacheren Verlauf hin zu kleineren Teillasten. Beim
11 kW-Motor fällt der Wirkungsgrad erst bei Teillastfaktoren
unter 0,4 deutlich ab, während beim 5,5 kW-Motor dieser Abfall
schon unterhalb von 0,6 beginnt.
Messung + Auswertung – Merkblatt 9: Lastfaktor � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 9. 2

Kosten – Merkblatt 10
Motorpreise
�] Rabatte und die Nennleistung sind wesentliche
Indikatoren des Motorpreises.
Preise für Motoren unterliegen einer grossen Schwankung.
So ist es üblich, dass je nach Bestellvolumen
und je nach Besteller aus unterschiedlichen Gründen
verschiedene Rabattsätze gewährt werden. Für
Lebenszyklusanalysen ist es unumgänglich, die spezifischen
Preise für Motoren und Frequenzumrichter
zu kennen. Das Diagramm zeigt die Motorenpreise in
Fr./kW in Funktion der Nennleistung für IE1-, IE2- und
IE3-Motoren. Die spezifischen Preise in Fr./kW nehmen
bei Motoren über 10 kW praktisch nicht mehr ab. Dies
bedeutet, dass eine genaue (knappe) Dimensionierung
der Motorenleistung sowohl Investitionskosten wie
auch Verluste spart.
Spezifische Preise Motoren in Fr./kW
700
600
500
400 IE1
300
200
100
0
IE3
IE2
0,75
1,1
1,5
2,2
3
4
5,5
7,5
11
15
18,5
22
30
37
45
55
75
90
Mechanische Nennleistung (kW)
Randbedingungen:
�] Aktuelle Marktpreisschätzungen von Topmotors für
die Schweiz für Standardmotoren (4 Pole) ohne spezielles
Zubehör.
�] Nettopreise inkl. Kupferzuschlag und MwSt.
�] 50% Rabatt auf Katalogpreise, d.h. für mittelgrosse
Kunden.
�] Die effektiven Rabattsätze können zwischen 30 %
und 70 % schwanken.
�] Die genauen Kosten müssen mit einer Projektsubmission
oder einer Einzelanfrage geklärt werden.
110
132
160
200
220
260
315
335
375
Spezifische Motorpreise
in Abhängigkeit der Nennleistung
für die drei Effizienzklassen
IE1, IE2 und IE3.
Angaben zu FU-Preisen sind
in Merkblatt 2 zu finden.
Kosten – Merkblatt 10: Motorenpreise � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 10. 1

Kosten – Merkblatt 11
FU-Preise
�] Nicht nur die Leistung, auch die Rabattierung
beeinflusst den FU-Preis stark.
Frequenzumformer werden zur kontinuierlichen
Anpassung des Drehmomentes und der Drehzahl an
die erforderliche mechanische Leistung eingesetzt. Sie
sind besonders bei Pumpen und Ventilatoren wirksam,
wo die Leistung mit der zweiten Potenz der Drehzahl
zunimmt und dadurch Drosseln vermieden werden
können. FU haben aber auch Verluste: 2 % bis 5 % im
Nennlastbereich und 10 % bis 30 % bei 25 % Leistung.
Da ein FU etwa gleich viel wie ein Motor kostet, ist sein
Einsatz genau zu prüfen.
Preise für Frequenzumrichter unterliegen einer grossen
Schwankung. So ist es üblich, dass je nach Bestellvolumen
und je nach Besteller aus unterschiedlichen
Gründen verschiedene Rabattsätze gewährt werden.
Für Lebenszyklusanalysen ist es unumgänglich, die
spezifischen Preise für Motoren und Frequenzumrichter
zu kennen. Das Diagramm zeigt die FU-Preise in
Spezifische Preise FU in Fr./kW
700
600
500
400
300
200
100
0
0,75
1,1
1,5
2,2
3
4
5,5
7,5
11
15
18,5
22
30
37
45
55
75
90
FU-Nennleistung (kW)
Fr./kW in Funktion der Nennleistung für Frequenzumrichter.
Die spezifischen Preise in Fr./kW nehmen bei
FU über 10 kW nur noch wenig ab. Dies bedeutet, dass
eine genaue (knappe) Dimensionierung der Motoren-
und FU-Leistung sowohl Investitionskosten wie auch
Verluste spart.
Randbedingungen:
�] Aktuelle Marktpreisschätzungen von Topmotors für
die Schweiz für Standard-FU ohne spezielles Zubehör.
�] Nettopreise inkl. MwSt.
�] 30% Rabatt auf Katalogpreise, d.h. für mittelgrosse
Kunden.
�] Die effektiven Rabattsätze können zwischen 20 %
und 50 % schwanken.
�] Die genauen Kosten müssen mit einer Projektsubmission
oder einer Einzelanfrage geklärt werden.
110
132
160
200
220
260
315
335
375
Spezifische FU-Preise in Abhängigkeit
der Nennleistung.
Angaben zu Motorpreisen
sind in Merkblatt 1 zu finden.
Kosten – Merkblatt 11: FU-Preise � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 11. 1

Technische Daten – Merkblatt 13
Effizienzklassen IE1, IE2 und IE3
Wirkungsgrade
�] Die neue Norm IEC 60034-30 definiert seit
Ende 2008 den Standard für die Wirkungsgrade
von IE1-, IE2- und IE3-Motoren.
Die Wirkungsgrade der Elektromotoren bei Nennleistung
ist gemäss der neuen Norm IEC 60034-30 in drei
Effizienzklassen eingeteilt:
�] IE3 Premium Effizienz
�] IE2 Hohe Effizienz (früher Eff1)
�] IE1 Standard Effizienz (früher Eff2)
Siehe Wertetabelle und Formel auf der Folgeseite.
Alle Werte basieren auf dem Test des Wirkungsgrades
nach der neuen Norm IEC 60034-2-1 (2007) mit «niedriger
Unsicherheit», d.h. inkl. Streuverluste.
Wirkungsgrad von Elektromotoren mit 4 Polen (in %)
100
95
90
85
80
75
70
65
60
0,75
1,1
1,5
IE2 (2000)
IE1 (1990)
2,2
3
4
5,5
7,5
11
15
18,5
22
IE3 (2010)
Eff3 (1980)
30
37
Wirkungsgrade von Elektromotoren mit 4 Polen gemäss IEC
60034-30 können mit der angegebenen Formel berechnet
werden (oben) und sind in der Grafik dargestellt (unten). Eine
Wertetabelle findet sich auf der Folgeseite.
45
55
Motorengrösse (Nennleistung in kW)
4 Pole Eff3
Koeffizienten
IE1 IE2 IE3
A Verluste: 0,5234 0,0278 0,0773
B + 20 % -5,0499 -1,9247 -1,8951
C gegenüber 17,4180 10,4395 9,2984
D IE1 74,3171
Formel
80,9761 83,7025
⎡
= A⋅
⎢log
⎣
75
⎛ PN
⎞⎤
⎡
⎜ ⎟ + B⋅
kW
⎥ ⎢log
⎝1
⎠⎦
⎣
90
Technische Daten – Merkblatt 13: Wirkungsgrade � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 13. 1
110
132
160
⎛ PN
⎞⎤
⎛ PN
⎞
⎜ ⎟ + C ⋅ ⎜ ⎟ + D
kW
⎥ log
⎝1
⎠⎦
⎝1kW⎠
ηN 10
10
10
200
220
2
260
315
335
375

IE1, IE2 und IE3: Wirkungsgrade
Nennleistung
in kW
Eff3
Wirkungsgrad
in %
IE1
Wirkungsgrad
in %
IE2
Wirkungsgrad
in %
IE3
Wirkungsgrad
in %
0,75 66,5 72,1 79,6 82,5
1,1 70,0 75,0 81,4 84,1
1,5 72,7 77,2 82,8 85,3
2,2 75,7 79,7 84,3 86,7
3 77,8 81,5 85,5 87,7
4 79,7 83,1 86,6 88,6
5,5 81,6 84,7 87,7 89,6
7,5 83,3 86,0 88,7 90,4
11 85,1 87,6 89,8 91,4
15 86,4 88,7 90,6 92,1
18,5 87,2 89,3 91,2 92,6
22 87,8 89,9 91,6 93,0
30 88,9 90,7 92,3 93,6
37 89,5 91,2 92,7 93,9
Je neuer, desto effizienter
Für die praktische Arbeit in bestehenden Industrieanlagen
ordnet Topmotors für den Motor-Check in der
Motorenliste ILI die Effizienzklassen einem Motorenalter
zu, d.h. ohne weitere Kenntnisse eines Motorenbestandes
sind Motoren vor 1980 als Eff3, vor 1990 als
IE1, vor 2000 als IE2 und ab 2010 als IE3 klassiert. Dies
basiert auf den bekannten publizierten Verkaufsstatistiken
der CEMEP. (siehe Graphik).
Marktanteile von Eff-Motoren 1998 bis 2007 (Quelle: CEMEP)
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Eff3
Eff2
Nennleistung
in kW
Eff3
Wirkungsgrad
in %
1998 1999
Eff1
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
IE1
Wirkungsgrad
in %
IE2
Wirkungsgrad
in %
IE3
Wirkungsgrad
in %
45 90,0 91,7 93,1 94,2
55 90,5 92,1 93,5 94,6
75 91,2 92,7 94,0 95,0
90 91,6 93,0 94,2 95,2
110 91,9 93,3 94,5 95,4
132 92,2 93,5 94,7 95,6
160 92,5 93,8 94,9 95,8
200 92,8 94,0 95,1 96,0
220 92,8 94,0 95,1 96,0
260 92,8 94,0 95,1 96,0
315 92,8 94,0 95,1 96,0
330 92,8 94,0 95,1 96,0
375 92,8 94,0 95,1 96,0
Wertetabelle: Wirkungsgrade
von Elektromotoren (in %) mit
4 Polen gemäss IEC 60034-30.
Marktanteile von Eff-Motoren
1998 bis 2007 (CEMEP).
Technische Daten – Merkblatt 13: Wirkungsgrade � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 13.2

Technische Daten – Merkblatt 14
Kennzeichnung von Motoren
Typenschilder
�] Der Steckbrief des Elektromotors liefert
wichtige Daten – auch zur Beurteilung der
Energieeffizienz.
Die Norm IEC 60034-1, Kapitel 10, listet auf, welche
Daten auf Typenschildern von Motoren stehen sollen.
Viele Schilder beinhalten deutlich weniger Daten,
andere liefern weitere Angaben, beispielsweise zur
Schaltung der Wicklungen. Angaben zur Effizienzklasse
oder zum Wirkungsgrad finden sich auf älteren
Motoren kaum; die Information lässt sich aber aus den
Angaben zu Leistung, Spannung, Strom und Leistungsfaktor
(cos j) berechnen. Nach einer Neuwicklung oder
Gesamtüberholung sind die aktuellen Werte auf einem
separaten Typenschild zu
Typenschild-Daten liefern Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad das Verhältnis von mechanischer
Output- und elektrischer Input-Leistung
h = P mech / P elektr. = P Welle / (U N ·I N ·√3·cos j)
h Wirkungsgrad [-]
Parbre Leistungsangabe auf dem Typenschild [kW]
UN Nenn-Spannung [V]
IN Nenn-Strom [A]
cos j Leistungsfaktor [-]
Teillast reduziert den Wirkungsgrad. Die Einbusse ist
je nach Motoren und Effizienzklasse erheblich. Dies ist
ein weiterer Grund, weshalb eine Überdimensionierung
zu vermeiden ist. Infos zum Wirkungsgradverlauf bei
Teillast finden sich auf dem Merkblatt Lastfaktor.
Technische Daten – Merkblatt 14: Typenschilder � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 14. 1

Typenschild: Beispielhafte Angaben
Anzahl Phasen
Nennleistung (in kW oder PS)
Hersteller, Marke
Maschinencode des Herstellers
Seriennummer des Herstellers
Nenn-Netzfrequenz
Temperaturklasse Schutzklasse des Gehäuses
Nennspannung
Nennstrom
Betriebsart
(z.B. Klasse S1 für Dauerbetrieb)
Lagertyp
Angaben zur Effizienz
Nennleistungsfaktor
Angabe Erläuterung
Angaben zur Effizienz
respektive
Wirkungsgrad bei
Nennbedingungen
�] Nennleistung
�] Nennspannung
�] Nennstrom
�] Nennleistungsfaktor
Baugrösse (Achshöhe)
Baujahr
Nenn-Drehzahl
Maximal zulässige Meter über
Meer (Betriebsstandort)
Maximale Umgebungstemperatur
Angaben zum elektrischen
Anschluss
Maschinengewicht
Schmiermittel, Schmierintervall
Falls auf dem Typenschild die Effizienzklasse oder der Wirkungsgrad angegeben
ist, kann die Energieeffizienz des Elektromotors direkt beurteilt werden,
wenn dieser nicht überdimensioniert ist (Teillast reduziert in der Regel
den Wirkungsgrad). Für neue Motoren gelten die Effizienzklassen IE1 (Standard),
IE2 (hoch) und IE3 (Premium), ältere sind in die Klassen Eff3 (unterhalb
Standard-Effizienz) bis Eff1 (hohe Effizienz) eingeteilt.
Bei vielen alten Motoren gibt es auf dem Typenschild keine Angaben zur
Energieeffizienz. Mit den Angaben zu den Nennbedingungen (Motorauslegung)
lässt sich der Wirkungsgrad des Elektromotors berechnen. Ist
der Motor nicht überdimensioniert, liefert der Wirkungsgrad einen guten
Anhaltspunkt zur Bewertung der Energieeffizienz.
Typenschildangaben, anhand
derer sich die Energieeffizienz
eines Elektromotors mit
wenig Aufwand abschätzen
lässt. Voraussetzung ist
der Betrieb nicht weit unter
Nennlast, d.h. ein richtig
dimensionierter Motor; siehe
Merkblatt Lastfaktor.
Technische Daten – Merkblatt 14: Typenschilder � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 14. 2

Verzeichnisse – Merkblatt 15
Beschaffung von effizienten Elektromotoren
Motorenhersteller
�] Der Lieferumfang der Firmen ABB (A), Baldor (B),
SEW-Eurodrive (E) und WEG (W) auf einen Blick.
P N
[kW]
IE2
(Eff1)
Polzahl 2 Polzahl 4 Polzahl 6
IE3
(Premium)
IE2
(Eff1)
IE3
(Premium)
IE2
(Eff1)
IE3
(Premium)
0,75 W, A W, A W, E, A W, E, A W, A W, A
1,1 W, A W, A W, E, A W, E, A W, A W, A
1,5 W, A W, A W, E, A W, E, A W, A W, A
2,2 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
3 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
4 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
5,5 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
7,5 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
11 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
15 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
18,5 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
22 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
30 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
37 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
45 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, A B, W, A B, W, A
55 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, A B, W, A B, W, A
75 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, A B, W, A B, W, A
90 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
110 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
132 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
160 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, E, A B, W, A B, W, A
200 B, W, A B, W, A B, W, E, A B, W, A B, W, A B, W
220 W, A W, A W, A W, A W, A W
260 W, A W W, A W, A W, A W
315 W, A W W, A W W, A W
335 W, A W W, A W W, A W
375 W, A W W, A W W, A W
In der Schweiz ab Lager lieferbare Motoren, je nach Nennleistung, Polzahl und Effizienzklasse (Stand: Juli 2008)
Firmen, welche die aufgeführ ten
oder weitere effiziente Pro dukte
in der Schweiz liefern können,
senden uns bitte eine E-mail an
info@topmotors.ch.
Voraussetzungen:
�] Frequenz: 50 Hz
�] Normmotoren Leistungsbereich:
von 0,75 kW bis 375 kW
�] Spannungsbereich: bis 1000 V
�] Lieferfristen: 4 bis 6 Wochen
�] IE3-Motoren in den Standardgehäusen
gemäss EN 50347
�] Getestet nach IEC 60034-2-1
(2007), Method with low uncertainty
Hersteller-Kontaktdaten
(Vertrieb Schweiz):
]
� ABB Schweiz, abb.ch,
elektrische.antriebe@ch.abb.
com
]
� Baldor Schweiz, baldor.ch,
mgottenkieny@baldor.com
]
� SEW-Eurodrive, Vertrieb durch
Alfred Imhof AG, imhof-sew.ch,
m.kamber@imhof-sew.ch
]
� WEG Schweiz, weg-schweiz.ch,
hsuter@weg-schweiz.ch
Verzeichnisse – Merkblatt 15: Motorenhersteller � Juni 2009 � www.topmotors.ch � info@topmotors.ch 15. 1