IE5等级在2014版的IEC标准中尚未明确定义，准备在下一版的标准中增加，但是制定的目标是损耗要比IE4电机降低20%。

随后，世界各国都相继发布对应的电动机能效标准，例如美国NEMA MG1 Motors and Generators-2021，和我国的GB18613-2020电动机能效限定值及能效等级。

我国的电动机能效标准经过3次修订，在2020年版本中将3级能效对应IEC的IE3 电动机 ，2级能效对应IE4电动机，1级能效对应IE5电动机。

在2024年国家发展改革委等部门关于发布《重点用能产品设备能效先进水平、节能水平和准入水平（2024年版）》的通知中，将重点用能产品设备能效水平划分为先进水平、节能水平、准入水平三档。

准入水平（能效3级）为相关产品设备进入市场的最低能效水平门槛，数值与现行强制性能效标准限定值一致。

节能水平不低于现行能效2级，与能效准入水平相比，更符合节能减排降碳工作要求。

先进水平不低于现行能效1级，是当前相关产品设备所能达到的先进能效水平。

所以说，我们现在看到很多的新建项目或改造项目基本上都是IE3高效电动机，且有的项目会选用IE4，甚至IE5电动机，统计数据表明IE3和IE4的占比在逐年上升，尤其是在中国。

高效电动机由于运行电流低，所以在电动机的整个运行周期节能效果会很显著，但是高效电动机的冲击电流和启动电流都比普通电动机高，冲击电流最高可达电动机额定电流的16倍，超过我们常说的13倍。

相比于IE1电动机，IE3/IE4电动机的冲击电流会增加30~50%，起动电流会增加10~30%，运行电流降低5~10%。

电动机起动瞬间冲击电流升高，会影响断路器的磁脱扣或瞬时保护整定。起动电流升高对接触器的额定分断能力有影响，因为堵转情况下需要接触器分断。

星三角相比于直接起动，具有起动电流低、对电网冲击小等特点，适用于不频繁、轻载起动的场合。

星三角起动主电路分为内接法和外接法，主要差异在于主接触器（如下图的KM2）的位置是处于角内还是角外。

无论是内接法还是外接法，星接触器的额定电流为电动机额定电流的1/3，角接触器的额定电流为电动机额定电流的 √ 3/3。

主接触器的额定电流则取决于内接法法还是外接法，内接法时其额定电流与角接触器相等，外接法时与电动机额定电流相等。

星接触器和角接触器转换瞬间的切换时间 t _w 非常重要，时间太长电动机转速下降厉害，角接触器闭合时相当于二次起动，引起很大的冲击电流，轻则上级断路器动作或接触器电寿命降低，重则导致星接触器和角接触器粘连。

星角转换瞬间的冲击电流，相对于直接起动时会更高，例如在三菱电机的技术文件中直接起动的冲击电流在12~14倍，而星三角起动转换瞬间的冲击电流高达16~18倍。

设计手册一般建议 t _w 为50ms比较合适，所以需要选择星三角专用的延时继电器，或在PLC控制程序中星角转换瞬间故意延时50ms，这样就可以保证星接触器主触头完全打开、电弧熄灭，角接触器再闭合。

当然也可以采用“ 闭式星三角起动 ”方式，在星角转换过程中先切换到电阻回路，避免星起动完成后直接转换到角回路，有助于降低转换瞬间的冲击电流。

在《笼型电动机闭式星三角启动的仿真研究》一文中，作者通过仿真的方式对比了开式星三角和闭式星三角起动的冲击电流，从仿真的结果看，冲击电流降低了一半左右。

简单总结下星三角起动的特点：

1、起动电流电流是直接起动时的1/3，对电网冲击小， 起动转矩比直接起动小， 适用于空载或轻载起动的场合；

2、按主接触器位置分为内接法和外接法两种，星接触器为电动机额定电流的1/3，角接触器和主接触器为电动机额定电流的√3/3（内接法）；

3、星角转换瞬间的固有延时时间建议为50ms，避免星角转换瞬间弧光短路，导致接触器粘连或上级断路器误动作；

4、相对于开式星三角起动，闭式星三角起动在星角转换时先切入电阻，有效限制了冲击电流，避免上级断路器误动作和接触器粘连。

回到文章开头的客户案例，现场为水泵负载，采用两路互为备用。

从电动机铭牌上看，其额定功率为18.5kW，额定电流为33.7A，能效等级为IE4-93.7%，启动电流和冲击电流未知。

电控柜内有两路星三角回路，主接触器和角接触器额定电流为40A，大于33.7*√3/3≈19.5A，星接触器额定电流为25A，大于 33.7*1/3≈11A，接触器选型没有问题。

两路进线断路器为D曲线63A微断，客户反馈起动过程中，该微断频繁跳闸，导致电动机起动失败。

D曲线63A微断的热保护特性为1.13*63A≈71.2A在1小时内不会脱扣，1.45*63A≈92A在1小时内会脱扣。现场反馈水泵在启动过程中断路器会频繁跳闸，起动时间不超过10秒，所以基本上可以排除热保护动作，锁定磁保护误动作。

D曲线63A微断的磁保护 特性为10~14倍，即电流低于630A磁保护不会动作，电流大于882A磁脱扣必定保护动作，当电流介于630A~882A之间，磁保护有可能动作也有可能不动作，后续我们只需要用示波器抓一下星三角起动时的冲击电流就可以做出判断。

控制回路的延时继电器为星三角专用的时间继电器，从厂家提供的资料看，其星角转换瞬间的固有延时时间为30ms~70ms，宣称值在40ms。

用示波器监控星三角起动过程中电流的变化，发现星起动完成后，在切换到角运行瞬间上级微断跳闸，其峰值电流为961A，换算成有效值为679A，落在了63A的D型微断的磁脱扣范围内，导致星角转换不成功。

不过我们还发现一个事情，就是星角转换的时间实测为160ms，远大于延时继电器30ms~70ms的宣称。

查询接触器的吸合时间范围为20ms~26ms，理论上最大的转换时间为96ms，但实际上转换时间为160ms，由于当时没有带其他型号的时间继电器，所以尚无法确定转换时间160ms对冲击电流的影响有多大。

18.5kW的IE4高效电机额定电流为33.7A，而实测星角转换瞬间的冲击电流达到了679A，679A/33.7A≈20.2倍，远远超过了我们经常在直接起动时的13倍，也超过了三菱电机文件中提到的17倍。

由于星三角回路里已经有热继电器做过载保护，而63A的微断的磁脱扣又无法躲过IE4高效电机的冲击电流，所以我们给现场的建议如下：

1、选用NSX100m-80MA的单磁断路器，其壳架电流为100A，脱扣器额定电流为80A，磁保护动作值可调范围为6~14倍，可以将磁脱扣电流整定为11*80=880A，精度范围±20%，其磁脱扣电流下限值为880*0.8=704A，大于星角转换瞬间的冲击电流679A，可以避免断路器误动作。

2、 选用 NSX 100 -10 0MA 的 单磁断路器 ，其壳架电流为100A， 脱扣器额定电流为10 0 A ， 磁保护动作值 可调 范围为 6~14 倍 ，可以 将磁脱扣电流整定为9 *10 0 =90 0A， 精度范围±2 0 % ， 其磁脱扣电流下限值为90 0* 0.8 = 720 A，大于 星角转换瞬间的冲击电流67 9 A，可以 避免断路器误动作 。

简单总结下该案例：

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