Kern der Sache sind die Klimaziele der EU, die zuletzt im September 2020 unter dem Begriff „Green Deal“ noch einmal angezogen wurden und im ersten Schritt bis 2030 umgesetzt werden sollen. Derzeit lauten diese:

• 55 % Reduzierung von Treibhausgasen gegenüber 1990,
• ein Anteil von mindestens 32 % erneuerbaren Energien im Energiemix und
• mindestens 32.5 % bessere Energieeffizienz.

Bis 2050 soll so eine Klimaneutralität der EU erreicht werden.

Um diese Ziele zu erreichen, wurde die ErP (Energy-releated Products) – Richtlinie erschaffen, oft auch EcoDesign-Richtlinie genannt. Sie setzt einen Rahmen, enthält jedoch keine produktspezifischen Anforderungen, da diese so vielfältig sind, dass sie von nur einer Richtlinie unmöglich abgedeckt werden können. Folglich wurden ausgehend von der ErP-Richtline Durchführungsrichtlinien (lose) definiert, die Anforderungen an die Energieeffizienz von Produkten regeln.
So gibt es inzwischen für alle möglichen Geräte im Haushalt Richtlinien, welche uns die allseits bekannte Kennzeichnung der Effizienzklasse auf Fernsehgeräten, Waschmaschinen, Kühlschränken, Lampen usw. bescheren. Für Industrieanwendungen wie Kompressoren, Lüfter, Pumpen usw. gibt es ähnliche Regelungen und Kennzeichnungen und auch vor Elektromotoren, die schätzungsweise die Hälfte der in der EU erzeugten Elektroenergie verbrauchen, wurde nicht Halt gemacht. Es wurde allerdings erkannt, dass sich durch Drehzahlregelung von elektrischen Motoren noch viel mehr Energie einsparen ließe und so wurde die Verordnung (EU) 2019/1781 veröffentlicht, die nun die Effizienz der zu den Motoren gehörenden Frequenzumrichter reguliert. 

Der Geltungsbereich der Richtlinie ist zunächst beschränkt auf Asynchronmaschinen und Antriebsregler, die zur Regelung dieser Motoren geeignet sind. Das heißt, alle anderen Motorenarten (z.B. Synchron-Reluktanz, Permanentmagnet) und Frequenzumrichter, die ausschließlich für die Regelung solcher Motoren vorgesehen sind, fallen nicht in den Geltungsbereich.
Weiterhin ist der Anwendungsbereich der Richtlinie auf Geräte mit einem 3-phasigen Eingang und einer Leistung von 0.12 bis 1000 kW beschränkt.
Rückspeisefähige oder einphasige Geräte oder Geräte mit Oberwellendämpfung und dergleichen sind derzeit explizit ausgenommen.
Auf das Produktportfolio von Yaskawa bezogen bedeutet das, dass Servo-Antriebe wie die Sigma-Reihe und die dazugehörigen Motoren ebenso wie rückspeisefähige Regler wie U1000, D1000 oder R1000 nicht betrachtet werden müssen. Es geht ausschließlich um Frequenzumrichter wie z.B. J, V und A1000 sowie deren Derivate oder GA500 und GA700. Für genau diese sind nun bestimmte Effizienzwerte bindend und auch anzugeben.

Um die Effizienz eines Umrichters zu bestimmen, werden die Verlustwerte in acht definierten Lastpunkten und in Standby entsprechend der Norm IEC 61800-9-2 gemessen. Der Verlustwert im Lastpunkt (90, 100) (90% Drehzahl, 100% Last) wird mit einem definierten Referenzwert verglichen. Sollte er unter 75 % des Referenzwertes liegen, so entspricht das Gerät der höchsten Effizienzklasse IE2. Frequenzumrichter, die nur die Klassen IE0 oder IE1 einhalten, dürfen generell nicht mehr in Verkehr gebracht werden.

Wenige Maschinen werden tatsächlich immer bei Volllast betrieben, so dass die Effizienz im Teillastbereich viel wichtiger für die Bewertung eines Systems sein kann und der (90, 100) Punkt in den Hintergrund rückt. Außerdem muss man, will man die Effizienz von Maschinenteilen und ganzen Maschinen bewerten und vergleichen, alle Komponenten betrachten. Die Vereinfachung genau dessen verfolgt der sogenannte „erweiterte Produktansatz“ (Extended Product Approach).
So müssen die o. g. Verlustwerte nicht nur für Frequenzumrichter publiziert werden, sondern in den gleichen Arbeitspunkten auch für Motoren. Mit entsprechenden Formeln aus der Norm kann der Maschinenbauer daraus die Verluste in jedem beliebigen Betriebspunkt berechnen. Addiert man die Verluste von Umrichter (CDM) und Motor, erhält man die Verluste des Antriebssystems (PDS). Setzt man dies nun mit den Verlustwerten für andere elektrische und auch mechanische Komponenten fort, gelang man zur den Gesamtverlusten des Systems in den verschiedenen Lastpunkten und kann dessen Effizienz bewerten und auch mit anderen vergleichen.
Mit dem (90, 100) Punkt des Systems lässt sich analog zur Komponente die Systemeffizienz (Motor System oder Extended Product) errechnen und klassifizieren (IES0 bis IES2).

Aus technischer Sicht ändert sich überhaupt nichts. Yaskawa-Frequenzumrichter waren schon immer effizient und sind es auch weiterhin in gleichem Maße. Sie übertreffen die Anforderungen der Effizienzklasse IE2 ohne weitere Maßnahmen.
Dennoch gibt es einige Änderungen in Bezug auf die Produktkennzeichnung und Dokumentation.

Zunächst werden die Effizienzklasse und der relative Verlustwert für den Lastpunkt (90, 100) in die Angaben auf dem Typenschild unserer Wechselrichter aufgenommen.

Neue Konformitätserklärungen (DoC) sind verfügbar, da die Einhaltung der Ökodesign-Richtlinie nun auch Voraussetzung für die Anbringung des CE-Zeichens ist. Die neuen DoCs liegen den meisten Produkten bei, sind aber natürlich auch im Downloadbereich auf www.yaskawa.eu.com verfügbar.

Schließlich müssen die Verlustwerte an allen Messpunkten zusammen mit anderen spezifizierten technischen Daten veröffentlicht werden, was über diese Website erfolgt.