Taajuusmuuttajan energiaominaisuudet ja menetelmät niiden lisäämiseksi

Sähkömoottoreiden käyttöolosuhteet arvioidaan aktivointi- ja kuormituskäyttökertoimien avulla. Koneen siirtosuhde

missä ∑tр on työvuoron kokonaistyöaika; T on muutosaika; ∑t0 — ylimääräinen aika ja työtaukojen aika yhteensä.

Useimmat nykyaikaiset koneet pysäytetään irrottamalla sähkömoottori verkkovirrasta. Näissä olosuhteissa koneen ja sähkömoottorin kytkentäkertoimet ovat samat. Koneille, joissa kitkakytkin pääkäyttöpiirissä sähkömoottori pyörii yleensä jatkuvasti. Se sammuu vain pitkien työtaukojen aikana.

Jos oletamme, että yleiskoneen erilaisissa käyttöolosuhteissa ∑tр voi saada mitä tahansa arvoja (0 - T) ja että kaikki ∑tр:n arvot määritetyissä rajoissa ovat yhtä todennäköisiä, niin

Koneiden käyttöasteelle on ominaista kuormituskerroin

jossa Psr on sähkömoottorin akselin keskimääräinen teho; Пн — sähkömoottorin nimellisteho.

Jos kaikki eri olosuhteissa toimivien yleistyöstökoneiden kuormat ovat yhtä todennäköisiä, keskimääräinen teho

Esimerkiksi yhteisellä suhteella Px.x = 0.2Pn meillä on γav = 0.6.

Käyttökertoimen ja kuormituskertoimen tuloa kutsutaan sähkömoottorin käyttökertoimeksi:

jossa arabi on mekaaninen energia, jonka sähkömoottori todella antaa koneelle; An on energia, joka annettaisiin sähkömoottorin jatkuvan käytön aikana nimellisteholla.

Yllä olevilla sisällyttämis- ja kuormituskertoimien keskiarvoilla saamme bsr = 0,3.

Osien käsittelyyn käytetyn energian suhdetta energiaan, jonka kone voisi käyttää jatkuvassa käytössä nimelliskuormalla, kutsutaan koneen käyttöasteeksi:

Metallinleikkauskoneita käyttävien sähkömoottoreiden kytkentä- ja kuormituskertoimien todelliset keskiarvot ovat ilmoitettua pienemmät. Tämä osoittaa alhaisilla kuormituksilla ja merkittävällä apuajalla tehtävän työn hallitsevan.

Työtekijöiden arvot, jotka ovat lähellä todellisia, saadaan analysoimalla teollisuusyritysten sähkönsyöttöverkon kuormia. Tiettyä konepajaa syöttävän sähköverkon kuormitus valitaan huomattavasti pienemmäksi kuin tässä konepajassa toimivien sähkömoottoreiden nimellistehojen summa.

Liiallisen kuparin kulutuksen välttämiseksi työpajaan sähköä toimittavien johtojen poikkileikkausta määritettäessä otetaan huomioon kuluttajien samanaikainen kuormitus sekä heidän alikuormitus. Tehtaiden tehonsyöttöverkon kuormituksia analysoimalla voidaan todeta, että kytkentäkertoimen keskiarvo on ~ 0,3 ja kuormituskerroin ~ 0,37. Keskimääräinen koneen käyttöaste on ~ 12 %. Kaikki edellä mainitut viittaavat suurten resurssien saatavuuteen työstökonepuiston käytön alalla.

Leikkausprosessiin käytetyn Ares-energian suhdetta sähkömoottorin syklin aikana kuluttamaan energiaan A kutsutaan järjestelmän sykliseksi hyötysuhteeksi:

Se ei kuvaa vain työstökoneen ja sähkömoottorin rakenteellista täydellisyyttä, vaan myös valitun teknologisen prosessin rationaalisuutta energiankulutuksen ja asennetun tehon käytön kannalta. Pitkällä joutokäynnillä ja merkittävällä alikuormituksella toimivien monitahtikoneiden hyötysuhdearvot ovat pieniä (5-10 %).

Sähkömoottoreiden alikuormitus johtaa riittämättömään sähkömoottoreihin, sähköverkkoon ja laitosten sähköasemiin sijoitettujen varojen takaisinperintään. Sähkömoottoreiden alikuormituksen vuoksi niiden hyötysuhde ja cosφ laskevat. Tehokkuuden heikkeneminen johtaa energian menetykseen. Cosφ:n lasku jatkuvaa aktiivista tehoa kulutettaessa johtaa virranvoimakkuuden kasvuun. Virran voimakkuuden kasvaessa verkkohäviöt kasvavat ja muuntajien ja generaattoreiden asennettu kapasiteetti ei ole täysin hyödynnetty.

Jos laitoksella on useita osakuormalla toimivia sähkömoottoreita, sähkölasku kasvaa, koska jokaisesta laitokseen asennetun muuntajakapasiteetin kilovolttiampeerista peritään tietty maksu, joka ei riipu todellisesta energiankulutuksesta. Lisäksi alhaisilla cosφ-arvoilla hinta kulutetun energian yksikköä kohti nousee.

Laitteiden käyttöä ja tuotannon organisointia voidaan arvioida myös sähkömoottoreiden käynnistyksen ja latauksen toimintakertoimilla. Koneen toimintaa kuvaavien kertoimien tuntemus auttaa tunnistamaan konepuiston käyttämättömät resurssit ja organisoimaan metallinleikkuukoneiden järkevän toiminnan.

Metallinleikkauskoneiden toiminnan ohjaamiseksi on kehitetty erikoislaitteita, joista osa on kiinnitetty metallinleikkauskoneisiin, toisia käytetään työpajojen ja yleensä tuotannon keskitettyyn ohjaukseen.

Jokaisella prosessointiprosessin muutoksella tuottavuuden lisäämiseksi koneen ja sähkökäytön energiaindikaattorit pääsääntöisesti kasvavat. Tämä tarkoittaa kasvavia leikkausnopeuksia, kasvavia syöttöjä, prosessointisiirtymien yhdistelmää, apuajan lyhentämistä jne. Tehokas tapa lisätä koneiden pääliikkeen sähkökäytön energiaominaisuuksia on koneen lähestymisen ja vetäytymisen automatisointi. työkalu, työkappaleen kiinnitys, mitat jne.

Mahdollisuudet tällaiseen teknologisten prosessien rationalisointiin ovat kuitenkin usein rajalliset.Osaa koneella käsiteltäessä on varmistettava tarvittava tarkkuus, työstön puhtaus ja korkea työn tuottavuus, mikä määrää työstö- ja leikkaustapojen tyypin ja pakottaa rouhinta- ja viimeistelytoimenpiteet yhdestä asennuksesta osaa kohti.

Koneissa, joissa pääkäyttöketjussa on kitkakytkin, käytetään usein ns. joutokäyntijarruja. Tyhjäkäyntinopeuden rajoitin on kytkin, joka sammuttaa sähkömoottorin, kun kytkin vapautetaan. Tämä sähkömoottorin sammuttaminen säästää aktiivista ja loisenergiaa. Tämä kuitenkin lisää sähkömoottorin käynnistysten määrää, mikä liittyy jonkin verran ylimääräiseen energiankulutukseen.

Lisäksi moottorin jäähdytyksen heikkenemisen vuoksi taukojen aikana se saattaa joissain tapauksissa ylikuumentua. Lopuksi joutokäyntinopeuden rajoitinta käytettäessä sähkömoottorin käynnistysten lisääntymisen vuoksi laitteiden kuluminen lisääntyy. Nämä olosuhteet voidaan ottaa huomioon erityisillä laskelmilla. Tyydyttävät tulokset saadaan sammuttamalla sähkömoottori automaattisesti tietyn asetetun keston pitemmillä tauoilla.

On olemassa monia erityisiä teknisiä keinoja sähkökäyttöjen kustannusten lisäämiseksi. Näitä ovat staattisten kondensaattoreiden käyttö, jotka on kytketty rinnan moottorin kanssa, asynkronisten moottoreiden synkronointi, asynkronisten moottoreiden korvaaminen synkronisilla. Toimenpiteet metallinleikkauskoneiden energiatehokkuuden parantamiseksi eivät ole yleisiä.

Koska useimmissa tapauksissa yleiskäyttöisten metallintyöstökoneiden sähkökäytöt toimivat pitkillä tauoilla, monimutkaista ja kallista asennusta ei käytetä tarpeeksi, ja siksi siihen käytettyjen varojen palautuminen kestää liian kauan. Useimmiten loistehon kompensointi sekatavaraliikkeessä tai yleisessä mittakaavassa. Näihin tarkoituksiin käytetään staattisia kondensaattoripankkeja.