IEC 61800-9-2-2023Amd 1-2025《修改单1-调速电气电力传动系统（PDS）-第9-2部分：电机系统生态设计-能效确定与分级》标准立项发展报告

IEC61800-9-2-2023/Amd1-2025《修改单1——调速电气电力传动系统（PDS）——第9-2部分：电机系统生态设计——能效确定与分级》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Amendment1-Adjustablespeedelectricalpowerdrivesystems(PDS)-Part9-2:Ecodesignformotorsystems-Energyefficiencydeterminationandclassification摘要随着全球碳中和进程加速推进，电机系统作为工业领域能耗占比最大的终端用能设备，其能效提升已成为各国节能减排战略的核心抓手。国际电工委员会（IEC）于2023年发布IEC61800-9-2:2023，建立了完整的调速电气电力传动系统（PDS）能效确定与分级方法体系。在此基础上，IEC于2025年12月正式发布IEC61800-9-2-2023/Amd1-2025修改单，对原标准中的若干技术条款进行了细化和修正，以更好地适应功率半导体技术快速发展、系统集成度不断提高的行业现状，并与欧盟《生态设计指令》及相关能效法规的最新修订保持协同一致。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术架构、核心内容与行业影响，重点分析了修改单对PDS能效等级划分边界条件、损耗测定方法及合规判定程序的优化。报告指出，该修改单的发布将进一步增强电机系统能效评价的科学性与可操作性，为全球工业电机系统生态设计提供更加精准的技术基准，对推动高效电机与变频传动技术的规模化应用具有重要的指导意义。关键词调速电气电力传动系统；生态设计；能效等级；IEC61800-9-2；修改单；电机系统；国际标准Keywords:Adjustablespeedelectricalpowerdrivesystems;Ecodesign;Energyefficiencyclassification;IEC61800-9-2;Amendment;Motorsystems;Internationalstandard一、引言：电机系统能效标准化的时代使命电机系统是工业领域的基础动力装备，据统计，电机系统用电量约占全球工业总用电量的70%左右，约占全社会总用电量的45%以上。在当前全球能源转型和碳中和战略的双重驱动下，电机系统能效提升被公认为最具成本效益的碳减排路径之一。欧盟委员会在《能源效率指令》（EU/2023/1791）修订版中明确提出，应通过生态设计要求持续提升电机与变频驱动系统的能效水平，预计到2030年电机系统能效提升可实现等效减排约3亿吨二氧化碳当量。在此背景下，国际电工委员会IEC/SC22G（调速电气传动系统标准化分技术委员会）负责制定的IEC61800-9系列标准，为电机系统的生态设计提供了国际化技术框架。其中，IEC61800-9-2作为核心标准，首次在IEC框架内建立了涵盖完整调速电气电力传动系统（PDS，包含变频器、电动机及辅助组件）的能效确定方法、损耗测定程序和能效分级体系，打破了以往仅针对电机本体能效进行评价的技术局限，实现了从“单一设备评价”向“系统能效评价”的范式跃迁。IEC61800-9-2:2023发布后，IEC/SC22G根据技术演进和产业反馈，启动了修改单制定程序。经过多轮国际专家会议讨论，IEC61800-9-2-2023/Amd1-2025修改单于2025年12月23日正式发布生效，标志着电机系统能效标准化进入更加精细化的新阶段。二、标准概览与系统架构2.1标准基本信息IEC61800-9-2-2023/Amd1-2025（以下简称“本修改单”）是IEC61800-9-2:2023的官方修订文件，标准状态为现行，实施日期为2025年12月23日。作为对主标准的修订补充，本修改单延续了IEC61800-9-2确立的技术框架，并针对若干关键技术细节进行了修订完善。2.2标准的适用范围IEC61800-9-2标准的适用范围涵盖额定电压不超过1000V、额定功率范围覆盖0.12kW至若干兆瓦的调速电气电力传动系统，包括：-完整传动系统（PDS：PowerDriveSystem）：包含变频驱动装置（CDM）、电动机和辅助装置；-变频驱动装置（CDM：CompleteDriveModule）：包含整流器、直流母线、逆变器及相关控制单元；-电动机（Motor）：符合IEC60034系列标准要求的各类交流电动机；-扩展传动系统（ExtendedProduct）：PDS与从动设备（泵、风机、压缩机等）的组合系统。2.3能效分级体系IEC61800-9-2建立了一套双层级能效评价框架：-电机能效等级（IE等级）：依据IEC60034-30-1，将电机能效划分为IE1（标准效率）、IE2（高效率）、IE3（超高效率）、IE4（超超高效率）和IE5（最高效率）五个等级；-PDS能效等级（IES等级）：引入IES0、IES1、IES2三个等级，依据PDS在特定工况下的功率损耗相对于参考PDS（ReferencePDS）的损耗比值确定。其中IES2为最高效率等级，要求PDS损耗比参考PDS低20%以上。该双层级体系使得制造商可以通过标准化方法对完整驱动系统进行能效标识，终端用户可以在系统层面进行能效对比选型，为绿色采购和系统优化提供了量化依据。三、修改单技术内容分析3.1制定背景IEC61800-9-2:2023发布后，IEC/SC22G专家组在标准推广实践和能效法规对标过程中发现以下需要修改完善的技术问题：第一，随着新一代宽带隙半导体功率器件（如SiC、GaN）在变频器中的规模化应用，PDS的损耗特性较传统Si基器件发生了显著变化，原有标准中的参考PDS损耗计算公式在不同开关频率下的适用性需要修正；第二，IEC61800-9-2中部分能效分级边界条件在不同冷却方式（自然冷却、强制风冷、液冷）下的适用口径存在进一步明确的空间；第三，欧盟生态设计法规（EU）2019/1781的修订进程中，对变频器内置电机（即电机与驱动一体化产品）的能效评价提出了新的要求，需要与IEC标准保持协调；第四，电机轻负载工况下的能效表现日益受到关注，部分用户反映原标准中部分负载损耗插值方法的精度有待提升。3.2修改单的主要技术修订根据IEC/SC22G发布的修改单文件说明，本修改单主要涉及以下几个方面的技术内容调整：（1）参考PDS损耗计算模型的精度修正：对IEC61800-9-2:2023中参考PDS的损耗计算公式进行了修正，引入更精确的开关频率相关损耗修正系数，使参考模型在低开关频率（≤2kHz）和高开关频率（≥8kHz）两种典型工况下的计算精度得到显著改善；（2）能效分级边界条件的澄清：明确了在特殊冷却条件和环境温度范围（扩展温度等级）条件下IES等级的判定规则，消除了原标准在实际应用中可能出现的歧义；（3）部分负载能效评价方法的完善：引入了更细致的部分负载损耗插值方法，将原标准中线性插值方法修正为基于实测损耗特征的分段线性插值方法，提高了20%-80%部分负载区间能效计算的准确度；（4）技术勘误与文本规范化：对原标准文本中若干公式符号、图表标注进行了勘误和规范化处理，提升了标准文本的严谨性和可操作性。3.3修改单的立项审议过程按照IEC标准制定程序，IEC61800-9-2-2023/Amd1-2025修改单的立项经历了以下关键节点：-2024年初，IEC/SC22G瑞典国家委员会（SAC）向IEC提交修改建议，并获得委员会内部多数支持；-2024年5月，IEC/SC22G正式启动修改单制定工作组，任命项目负责人（ProjectLeader），组建由德国、日本、中国、美国、意大利等国专家构成的工作组；-2024年7月，完成委员会草案（CD）编制并分发各国家委员会征求意见；-2024年11月，召开国际工作组会议，逐条审议各国反馈意见；-2025年3月，形成最终国际标准草案（FDIS）并进入投票阶段；-2025年9月，FDIS以高赞成率通过最终投票；-2025年12月23日，修改单正式发布。四、标准创新性与国际对标4.1填补系统级能效标准化空白IEC61800-9-2系列标准的核心创新在于将能效评价对象从单一的电机本体或变频器拓展至完整调速传动系统。传统能效标准（如IEC60034-30-1）仅评价电机本体的能效水平，但实际系统中，电机与变频器的匹配关系对整体能耗具有重要影响。IEC61800-9-2首次给出了可在全球范围内统一执行的PDS系统能效测试和分级方法，为系统级生态设计奠定了标准基础。4.2与国际法规和政策的协同该标准及其修改单与欧盟生态设计法规（EU）2019/1781紧密衔接。欧盟委员会在该法规的修订影响评估中，明确将IEC61800-9-2作为PDS能效合规评定的参考标准。日本、韩国、澳大利亚等国在制定电机系统能效法规时，也将其纳入技术法规的引用文件体系。修改单中对损耗计算模型的修正，将直接影响各主要经济体电机能效法规中变频器能效评定条款的实施精度。4.3与IEC61800-9-1的协同关系IEC61800-9-1作为生态设计框架性标准，规定了电机系统的能效优化设计指南；IEC61800-9-2则提供了量化的能效确定与分级方法。两个标准共同构成完整的电机系统生态设计标准体系。本修改单在保持与IEC61800-9-1协调一致的前提下，进一步细化了能效测定的技术规程。五、修改单对各利益相关方的影响5.1对电机制造商本修改单的实施将促使电机企业在产品设计阶段更加注重变频驱动特性对电机实际运行能效的影响。尤其是对于IE4、IE5等级的高效电机产品，需要基于修改单修正后的损耗计算模型重新评估在典型变频工况下的实际能效表现。这要求制造商建立更完善的变频损耗仿真与测试能力。5.2对变频器制造企业对于变频器企业而言，修改单中参考PDS损耗模型的修正将直接影响其产品IES等级评定结果。采用新型功率半导体器件的变频器产品，在修正后的计算模型下有望获得更准确的能效等级评价，从而在市场竞争中体现技术优势。同时，PDS能效分级也为变频器产品提供了差异化的生态设计标识，有助于推动高效变频产品的市场渗透。5.3对终端用户与行业采购对于石油化工、电力、水处理、冶金等高耗能行业用户，该系统能效标准及其修改单提供了采购决策的直接量化依据。用户可以基于IES等级对不同的PDS方案进行系统能效对比，同时结合全生命周期成本分析，实现更加科学的设备选型和系统升级。5.4对合格评定与检测认证机构本修改单对能效测定方法的精细化调整，要求检测认证机构更新测试软件和校准流程，特别是对于部分负载工况下的损耗测试程序提出了更高的准确度要求。检测机构需依据修改单更新相关操作规范和技术能力建设。六、主要参与单位介绍：全国电力电子系统和设备标准化技术委员会（SAC/TC60）在中国参与IEC61800-9-2标准制定和修改单工作中，全国电力电子系统和设备标准化技术委员会（SAC/TC60）发挥了关键性的组织协调和国内技术对口作用。SAC/TC60成立于1984年，是国家标准化管理委员会批准设立的全国性专业标准化技术组织，对口国际电工委员会IEC/SC22G（调速电气传动系统）和IEC/TC22（电力电子系统和设备）等国际标准化技术机构。秘书处设在中国电器工业协会。委员会由来自科研院所、高等院校、骨干企业和检测认证机构的权威专家组成，涵盖电力电子器件、变频调速装置、电能质量、电磁兼容及能效评价等多个专业技术领域。在IEC61800-9-2制定和修改单修订过程中，SAC/TC60组织国内相关单位深入开展研究，积极提交中国提案和技术反馈意见。中国专家重点在以下方面做出了技术贡献：一是针对PDS参考损耗模型中电机与变频器接口损耗的修正方法提出了改进建议；二是结合中国电机系统能效提升行动的实践经验，就部分负载工况下能效评价方法提出了建设性意见；三是组织国内骨干企业开展标准适用性的试验验证工作，为修改单提供了翔实的中国测试数据支撑。此外，SAC/TC60还承担着将IEC61800-9-2等国际标准转化为中国国家标准的重要职责。目前，GB/T12668.902系列国家标准已等同采用IEC61800-9-2相关条款，为中国电工行业提供了与国际接轨的系统能效评价依据。未来，SAC/TC60将继续组织国内各方深度参与IEC/SC22G国际标准化工作，积极贡献中国智慧和中国方案，推动中国电机系统能效水平与国际先进水平同步提升。七、结论与展望IEC61800-9-2-2023/Amd1-2025修改单的发布实施，是国际电机系统能效标准化进程中的重要里程碑。该修改单通过细化和完善PDS能效确定与分级方法，进一步提升了IEC61800-9-2标准的科学性与工程适用性，为全球电机系统的生态设计提供了更加精准的技术基准。展望未来，电机系统能效标准化将在以下几个方向持续深化：其一，随着数字孪生技术和人工智能在电机系统运行优化中的广泛应用，下一阶段能效标准将进一步探索将实际运行工况监测数据纳入能效评价体系的可行性，推动从“型式试验能效评定”向“实际运行能效评价”拓