Energiekarakteristieken van de aandrijving en methoden om deze te verhogen

De bedrijfsomstandigheden van elektromotoren worden geëvalueerd door de activerings- en belastingsbedrijfsfactoren. Schakelverhouding van de machine

waarbij ∑tр de totale werktijd van een ploeg is; T is de wisseltijd; ∑t0 — totale hulptijd en tijd van werkonderbrekingen.

De meeste moderne machines worden gestopt door de elektromotor los te koppelen van het net. Onder deze omstandigheden zijn de schakelfactoren van de machine en de elektromotor gelijk. Voor machines met wrijving koppeling in het hoofdaandrijfcircuit draait de elektromotor meestal continu. Het wordt alleen uitgeschakeld tijdens lange werkonderbrekingen.

Als we aannemen dat onder verschillende bedrijfsomstandigheden van de universele machine ∑tр elke waarde kan aannemen (van 0 tot T) en dat alle waarden van ∑tр binnen de gespecificeerde limieten even waarschijnlijk zijn, dan

De bezettingsgraad van machines wordt gekenmerkt door een bezettingsgraad

waarbij Psr het gemiddelde vermogen van de elektromotoras is; Пн — nominaal vermogen van de elektromotor.

Als alle belastingen van universele werktuigmachines die onder verschillende omstandigheden werken even waarschijnlijk zijn, is het gemiddelde vermogen

Met de gemeenschappelijke verhouding Px.x = 0,2Pn hebben we bijvoorbeeld γav = 0,6.

Het product van de inschakelduur en de belastingsfactor wordt de benuttingsfactor van de elektromotor genoemd:

waarbij arab de mechanische energie is die daadwerkelijk door de elektromotor aan de machine wordt geleverd; An is de energie die zou worden afgegeven tijdens continue werking van de elektromotor bij nominaal vermogen.

Met de bovengemiddelde waarden van de insluit- en beladingsfactoren krijgen we bsr = 0,3.

De verhouding tussen de energie die wordt gebruikt om onderdelen te verwerken en de energie die de machine zou kunnen gebruiken bij continu gebruik bij nominale belasting, wordt de bezettingsgraad van de machine genoemd:

De werkelijke gemiddelde waarden van de schakel- en belastingsfactoren van elektromotoren die metaalsnijmachines aandrijven, zijn lager dan aangegeven. Dit toont het overwicht aan van werk met lage lasten en aanzienlijke hulptijd.

De waarden van werkfactoren die dicht bij de echte liggen, kunnen worden verkregen door de belastingen van het stroomvoorzieningsnetwerk van industriële ondernemingen te analyseren. De belasting van het elektrische netwerk dat een bepaalde werkplaats voedt, wordt aanzienlijk lager gekozen dan de som van de nominale vermogens van de elektromotoren die in deze werkplaats werken.

Om overmatig koperverbruik te voorkomen, wordt bij het bepalen van de doorsnede van de draden die de werkplaats van elektriciteit voorzien, rekening gehouden met de gelijktijdige belasting van verbruikers, evenals met hun onderbelasting. Door de analyse van de belastingen van het voedingsnetwerk van de fabrieken kunnen we vaststellen dat de gemiddelde waarde van de schakelfactor ~ 0,3 is en de belastingsfactor ~ 0,37. De gemiddelde bezettingsgraad van machines is ~ 12%. Al het bovenstaande duidt op de beschikbaarheid van grote middelen op het gebied van het gebruik van het machinepark.

De verhouding tussen de energie die Ares aan het snijproces besteedt en de energie A die tijdens de cyclus door de elektromotor wordt verbruikt, wordt de cyclische efficiëntie van het systeem genoemd:

Het kenmerkt niet alleen de structurele perfectie van de werktuigmachine en de elektromotor, maar ook de rationaliteit van het geselecteerde technologische proces in termen van energieverbruik en het gebruik van geïnstalleerd vermogen. Efficiëntiewaarden van machines met meerdere cycli die werken met lange periodes van stationair draaien en aanzienlijke onderbelasting zijn klein (5-10%).

Onderbelasting van elektromotoren leidt tot onvoldoende recuperatie van geïnvesteerde middelen in elektromotoren, elektriciteitsnet en onderstations. Door de onderbelasting van elektromotoren nemen hun efficiëntie en cosφ af. Een afname van het rendement leidt tot energieverlies. Een afname van cosφ bij verbruik van constant actief vermogen leidt tot een toename van de stroomsterkte. Naarmate de stroomsterkte toeneemt, nemen de netverliezen toe en wordt het geïnstalleerde vermogen van transformatoren en generatoren niet volledig benut.

Als de installatie veel elektromotoren heeft die in deellast werken, stijgt de elektriciteitsrekening omdat er een bepaalde vergoeding in rekening wordt gebracht voor elke kilovolt-ampère van de transformatorcapaciteit die in de installatie is geïnstalleerd, die niet afhankelijk is van het werkelijke energieverbruik. Bovendien nemen bij lage waarden van cosφ de kosten per eenheid verbruikte energie toe.

Het gebruik van apparatuur en de organisatie van de productie kunnen ook worden beoordeeld aan de hand van de operationele coëfficiënten van het inschakelen en opladen van elektromotoren. Kennis van de coëfficiënten die kenmerkend zijn voor de werking van de machine helpt bij het identificeren van de ongebruikte middelen van het machinepark en de organisatie van de rationele werking van de metaalsnijmachines.

Om de werking van metaalsnijmachines te regelen, zijn speciale apparaten ontwikkeld, waarvan sommige zijn bevestigd aan metaalsnijmachines, andere worden gebruikt voor gecentraliseerde controle van werkplaatsen en productie in het algemeen.

Bij elke wijziging van het verwerkingsproces om de productiviteit te verhogen, nemen de energie-indicatoren van de machine en de elektrische aandrijving in de regel toe. Dit verwijst naar toenemende snijsnelheden, toenemende voedingen, een combinatie van bewerkingsovergangen, verkorting van hulptijd, enz. Een effectief middel om de energiekarakteristieken van de elektrische aandrijving van de hoofdbeweging van de machines te vergroten, is de automatisering van het aan- en uittrekken van het gereedschap, klemmen van het werkstuk, metingen, etc.

De mogelijkheden voor een dergelijke rationalisatie van technologische processen zijn echter vaak beperkt.Bij het bewerken van een onderdeel op een machine moeten de nodige nauwkeurigheid, netheid van de verwerking en een hoge arbeidsproductiviteit worden gewaarborgd, wat het type bewerkings- en snijmodi bepaalt en de voorbewerkings- en nabewerkingsbewerkingen uit één installatie per onderdeel dwingt.

Bij machines met een wrijvingskoppeling in de hoofdaandrijfketting worden vaak zogenaamde stationaire remmen gebruikt. De stationair toerentalbegrenzer is een schakelaar die de elektromotor uitschakelt wanneer de koppeling wordt ontkoppeld. Dit uitschakelen van de elektromotor resulteert in een besparing van actieve en reactieve energie. Dit verhoogt echter het aantal starts van de elektromotor, wat gepaard gaat met enig extra energieverbruik.

Bovendien kan door verslechtering van de motorkoeling tijdens pauzes in sommige gevallen oververhitting optreden. Ten slotte neemt bij gebruik van een stationair toerentalbegrenzer door de toename van het aantal starts van de elektromotor de slijtage van de apparatuur toe. Met deze omstandigheden kan rekening worden gehouden door middel van speciale berekeningen. Bevredigende resultaten worden verkregen door de elektromotor automatisch uit te schakelen met pauzes langer dan een bepaalde ingestelde duur.

Er zijn veel speciale technische middelen om de cosφ van elektrische aandrijvingen te verhogen. Deze omvatten het gebruik van statische condensatoren die parallel met de motor zijn aangesloten, synchronisatie van asynchrone motoren, vervanging van asynchrone motoren door synchrone motoren. Maatregelen om de energieprestaties van metaalsnijmachines te verbeteren zijn niet wijdverspreid.

Aangezien de elektrische aandrijvingen van universele metaalbewerkingsmachines in de meeste gevallen werken met lange pauzes, zal de complexe en dure installatie niet voldoende worden gebruikt en daarom zal het te lang duren voordat het geld dat eraan is besteed, is hersteld. Meest voorkomend blindvermogen compensatie op een winkel of algemene schaal. Voor deze doeleinden worden statische condensatorbanken gebruikt.