Ενεργειακά χαρακτηριστικά της κίνησης και μέθοδοι αύξησής τους

Οι συνθήκες λειτουργίας των ηλεκτροκινητήρων αξιολογούνται από τους συντελεστές ενεργοποίησης και λειτουργίας του φορτίου. Αναλογία μετατόπισης του μηχανήματος

όπου ∑ t είναι ο συνολικός χρόνος εργασίας μιας βάρδιας. T είναι ο χρόνος αλλαγής. ∑t0 — συνολικός βοηθητικός χρόνος και χρόνος διαλειμμάτων εργασίας.

Τα περισσότερα σύγχρονα μηχανήματα σταματούν με την αποσύνδεση του ηλεκτροκινητήρα από το δίκτυο. Υπό αυτές τις συνθήκες, οι συντελεστές μεταγωγής του μηχανήματος και του ηλεκτροκινητήρα είναι οι ίδιοι. Για μηχανές με συμπλέκτης τριβής στο κύριο κύκλωμα μετάδοσης κίνησης, ο ηλεκτροκινητήρας συνήθως περιστρέφεται συνεχώς. Σβήνει μόνο σε μεγάλα διαλείμματα στην εργασία.

Αν υποθέσουμε ότι κάτω από διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας του καθολικού μηχανήματος ∑tр μπορεί να πάρει οποιεσδήποτε τιμές (από 0 έως T) και ότι όλες οι τιμές του ∑t εντός των καθορισμένων ορίων είναι εξίσου πιθανές, τότε

Ο βαθμός χρήσης των μηχανών χαρακτηρίζεται από συντελεστή φορτίου

όπου Psr είναι η μέση ισχύς του άξονα του ηλεκτροκινητήρα. Пн — ονομαστική ισχύς του ηλεκτροκινητήρα.

Εάν όλα τα φορτία των εργαλειομηχανών γενικής χρήσης που λειτουργούν υπό διαφορετικές συνθήκες είναι εξίσου πιθανά, η μέση ισχύς

Για παράδειγμα, με την κοινή αναλογία Px.x = 0,2Pn έχουμε γav = 0,6.

Το γινόμενο του συντελεστή λειτουργίας και του συντελεστή φορτίου ονομάζεται συντελεστής χρήσης του ηλεκτροκινητήρα:

όπου αραβική είναι η μηχανική ενέργεια που δίνεται στην πραγματικότητα από τον ηλεκτροκινητήρα στη μηχανή. An είναι η ενέργεια που θα δίνεται κατά τη συνεχή λειτουργία του ηλεκτροκινητήρα στην ονομαστική ισχύ.

Με τις παραπάνω μέσες τιμές των συντελεστών συμπερίληψης και φορτίου, παίρνουμε bsr = 0,3.

Ο λόγος της ενέργειας που χρησιμοποιείται για την επεξεργασία εξαρτημάτων προς την ενέργεια που θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει το μηχάνημα σε περίπτωση συνεχούς λειτουργίας με ονομαστικό φορτίο ονομάζεται ρυθμός χρήσης του μηχανήματος:

Οι πραγματικές μέσες τιμές των συντελεστών μεταγωγής και φορτίου των ηλεκτροκινητήρων που οδηγούν τις μηχανές κοπής μετάλλων είναι μικρότερες από αυτές που υποδεικνύονται. Αυτό δείχνει την επικράτηση της εργασίας με χαμηλά φορτία και σημαντικό βοηθητικό χρόνο.

Οι τιμές των παραγόντων εργασίας κοντά στις πραγματικές μπορούν να ληφθούν με την ανάλυση των φορτίων του δικτύου τροφοδοσίας βιομηχανικών επιχειρήσεων. Το φορτίο του ηλεκτρικού δικτύου που τροφοδοτεί ένα συγκεκριμένο συνεργείο επιλέγεται σημαντικά μικρότερο από το άθροισμα των ονομαστικών δυνάμεων των ηλεκτροκινητήρων που λειτουργούν σε αυτό το συνεργείο.

Προκειμένου να αποφευχθεί η υπερβολική κατανάλωση χαλκού, κατά τον προσδιορισμό της διατομής των καλωδίων που παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια στο συνεργείο, λαμβάνεται υπόψη το ταυτόχρονο φορτίο των καταναλωτών, καθώς και η υποφόρτισή τους. Η ανάλυση των φορτίων του δικτύου τροφοδοσίας των εργοστασίων μας επιτρέπει να βρούμε ότι η μέση τιμή του συντελεστή μεταγωγής είναι ~ 0,3 και ο συντελεστής φορτίου είναι ~ 0,37. Ο μέσος όρος χρήσης μηχανών είναι ~ 12%. Όλα τα παραπάνω υποδηλώνουν τη διαθεσιμότητα μεγάλων πόρων στον τομέα της χρήσης του πάρκου εργαλειομηχανών.

Η αναλογία των Ares ενέργειας που δαπανάται για τη διαδικασία κοπής προς την ενέργεια A που καταναλώνει ο ηλεκτροκινητήρας κατά τη διάρκεια του κύκλου ονομάζεται κυκλική απόδοση του συστήματος:

Χαρακτηρίζει όχι μόνο τη δομική τελειότητα της εργαλειομηχανής και του ηλεκτροκινητήρα, αλλά και τον ορθολογισμό της επιλεγμένης τεχνολογικής διαδικασίας ως προς την κατανάλωση ενέργειας και τη χρήση της εγκατεστημένης ισχύος. Οι τιμές απόδοσης των μηχανών πολλαπλών κύκλων που λειτουργούν με μεγάλες περιόδους ρελαντί και σημαντική υποφόρτιση είναι μικρές (5-10%).

Η υποφόρτωση ηλεκτρικών κινητήρων οδηγεί σε ανεπαρκή ανάκτηση των κεφαλαίων που επενδύθηκαν σε ηλεκτρικούς κινητήρες, ηλεκτρικό δίκτυο και υποσταθμούς εγκαταστάσεων. Λόγω της υποφόρτισης των ηλεκτροκινητήρων μειώνεται η απόδοση και το cosφ τους. Η μείωση της απόδοσης οδηγεί σε απώλεια ενέργειας. Η μείωση του cosφ όταν καταναλώνεται σταθερή ενεργή ισχύς οδηγεί σε αύξηση της ισχύος ρεύματος. Καθώς η ισχύς του ρεύματος αυξάνεται, οι απώλειες δικτύου αυξάνονται και η εγκατεστημένη ισχύς των μετασχηματιστών και των γεννητριών δεν χρησιμοποιείται πλήρως.

Εάν η εγκατάσταση έχει πολλούς ηλεκτρικούς κινητήρες που λειτουργούν με μερικό φορτίο, ο λογαριασμός ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνεται επειδή χρεώνεται ένα συγκεκριμένο τέλος για κάθε κιλοβολτ-αμπέρ της χωρητικότητας του μετασχηματιστή που είναι εγκατεστημένο στη μονάδα, το οποίο δεν εξαρτάται από την πραγματική κατανάλωση ενέργειας. Επιπλέον, σε χαμηλές τιμές cosφ, αυξάνεται το κόστος ανά μονάδα ενέργειας που καταναλώνεται.

Η χρήση του εξοπλισμού και η οργάνωση της παραγωγής μπορούν επίσης να αξιολογηθούν από τους λειτουργικούς συντελεστές ενεργοποίησης και φόρτισης ηλεκτροκινητήρων. Η γνώση των συντελεστών που χαρακτηρίζουν τη λειτουργία του μηχανήματος βοηθά στον εντοπισμό των αχρησιμοποίητων πόρων του μηχανοστασίου και στην οργάνωση της ορθολογικής λειτουργίας των μηχανών κοπής μετάλλων.

Για τον έλεγχο της λειτουργίας των μηχανών κοπής μετάλλων, έχουν αναπτυχθεί ειδικές συσκευές, μερικές από τις οποίες συνδέονται με μηχανές κοπής μετάλλων, άλλες χρησιμοποιούνται για τον κεντρικό έλεγχο των εργαστηρίων και της παραγωγής γενικότερα.

Με κάθε αλλαγή της διαδικασίας επεξεργασίας προκειμένου να αυξηθεί η παραγωγικότητα, κατά κανόνα αυξάνονται οι ενεργειακοί δείκτες του μηχανήματος και της ηλεκτροκίνησης. Αυτό αναφέρεται σε αύξηση των ταχυτήτων κοπής, αύξηση τροφοδοσίας, συνδυασμό μεταβάσεων επεξεργασίας, μείωση του βοηθητικού χρόνου κ.λπ. Ένα αποτελεσματικό μέσο για την αύξηση των ενεργειακών χαρακτηριστικών της ηλεκτρικής κίνησης της κύριας κίνησης των μηχανών είναι η αυτοματοποίηση της προσέγγισης και η απόσυρση το εργαλείο, σύσφιξη του τεμαχίου εργασίας, μετρήσεις κ.λπ.

Ωστόσο, οι δυνατότητες για έναν τέτοιο εξορθολογισμό των τεχνολογικών διαδικασιών είναι συχνά περιορισμένες.Κατά την επεξεργασία ενός εξαρτήματος σε ένα μηχάνημα, πρέπει να διασφαλίζεται η απαραίτητη ακρίβεια, καθαρότητα επεξεργασίας και υψηλή παραγωγικότητα εργασίας, η οποία καθορίζει τον τύπο των τρόπων επεξεργασίας και κοπής και αναγκάζει τις εργασίες τραχύνσεως και φινιρίσματος από μία εγκατάσταση ανά εξάρτημα.

Σε μηχανές με συμπλέκτη τριβής στην κύρια αλυσίδα μετάδοσης κίνησης, χρησιμοποιούνται συχνά τα λεγόμενα φρένα ρελαντί. Ο περιοριστής στροφών ρελαντί είναι ένας διακόπτης που κλείνει τον ηλεκτροκινητήρα όταν ο συμπλέκτης είναι αποδεσμευμένος. Αυτή η απενεργοποίηση του ηλεκτροκινητήρα έχει ως αποτέλεσμα την εξοικονόμηση ενεργού και αντιδραστικής ενέργειας. Ωστόσο, αυτό αυξάνει τον αριθμό των εκκινήσεων του ηλεκτροκινητήρα, ο οποίος συνδέεται με κάποια πρόσθετη κατανάλωση ενέργειας.

Επιπλέον, λόγω αλλοίωσης της ψύξης του κινητήρα κατά τα διαλείμματα, σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να υπερθερμανθεί. Τέλος, όταν χρησιμοποιείται περιοριστής ταχύτητας ρελαντί, λόγω της αύξησης του αριθμού εκκινήσεων του ηλεκτροκινητήρα, αυξάνεται η φθορά του εξοπλισμού. Αυτές οι περιστάσεις μπορούν να ληφθούν υπόψη με ειδικούς υπολογισμούς. Ικανοποιητικά αποτελέσματα επιτυγχάνονται με την αυτόματη απενεργοποίηση του ηλεκτροκινητήρα με παύσεις μεγαλύτερες από μια ορισμένη καθορισμένη διάρκεια.

Υπάρχουν πολλά ειδικά τεχνικά μέσα για την αύξηση του cosφ των ηλεκτροκινητήρων. Αυτά περιλαμβάνουν τη χρήση στατικών πυκνωτών που συνδέονται παράλληλα με τον κινητήρα, συγχρονισμό ασύγχρονων κινητήρων, αντικατάσταση ασύγχρονων κινητήρων με σύγχρονους. Τα μέτρα για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των μηχανών κοπής μετάλλων δεν είναι ευρέως διαδεδομένα.

Δεδομένου ότι στις περισσότερες περιπτώσεις οι ηλεκτρικοί κινητήρες των μηχανών επεξεργασίας μετάλλων γενικής χρήσης λειτουργούν με μεγάλες παύσεις, η περίπλοκη και δαπανηρή εγκατάσταση δεν θα χρησιμοποιηθεί αρκετά και επομένως τα κεφάλαια που δαπανώνται σε αυτήν θα χρειαστούν πολύ χρόνο για να ανακτηθούν. Συχνότερα αντιστάθμιση άεργου ισχύος σε γενικό κατάστημα ή γενική κλίμακα. Για τους σκοπούς αυτούς χρησιμοποιούνται συστοιχίες στατικών πυκνωτών.