ドライブのエネルギー特性とそれを高める方法

電動機の運転状態は、起動率と負荷運転率によって評価されます。機械の変速比

ここで、∑tр はシフトの合計労働時間です。 T は変更時間です。 ∑t0 — 合計補助時間と作業休憩時間。

最新の機械のほとんどは、電気モーターを主電源から切り離すことによって停止します。これらの条件下では、機械と電気モーターのスイッチング係数は同じになります。を備えたマシンの場合 摩擦クラッチ 主駆動回路では、通常、電気モーターが連続的に回転します。仕事の長い休憩中にのみオフになります。

汎用マシンのさまざまな動作条件下で、∑tр が任意の値 (0 から T まで) を取ることができ、指定された制限内の ∑tр のすべての値が同じ確率であると仮定すると、次のようになります。

機械の稼働率は負荷率によって特徴付けられます

ここで、Psr は電気モーター シャフトの平均出力です。 Пн — 電気モーターの公称電力。

さまざまな条件下で動作する汎用工作機械のすべての負荷が同じ確率で発生する場合、平均電力は

たとえば、公比 Px.x = 0.2Pn では、γav = 0.6 となります。

デューティ比と負荷率の積は、電気モーターの利用率と呼ばれます。

ここで、 arab は電気モーターによって実際に機械に与えられる機械エネルギーです。 An は、定格出力での電気モーターの連続動作中に与えられるエネルギーです。

上記の包含係数と負荷係数の平均値を使用すると、bsr = 0.3 が得られます。

定格負荷で連続運転した場合に機械が使用できるエネルギーに対する、部品の加工に使用されるエネルギーの比率は、機械の利用率と呼ばれます。

金属切断機を駆動する電気モーターのスイッチング係数と負荷係数の実際の平均値は、示されている値よりも小さくなります。これは、負荷が低く補助時間が長い作業が優勢であることを示しています。

産業企業の電力供給ネットワークの負荷を分析することで、実際の仕事係数に近い値を取得できます。特定の作業場に電力を供給する電気ネットワークの負荷は、この作業場で動作する電気モーターの公称電力の合計よりも大幅に小さく選択されます。

銅の過剰な消費を避けるために、ワークショップに電力を供給するワイヤの断面積を決定する際には、消費者の同時負荷と不足負荷が考慮されます。工場の電源ネットワークの負荷を分析すると、スイッチング係数の平均値は約 0.3、負荷率は約 0.37 であることがわかります。平均マシン稼働率は約 12% です。上記のすべては、工作機械パークの使用分野で大きなリソースが利用可能であることを示しています。

切断プロセスに費やされるエネルギー Ares と、サイクル中に電気モーターによって消費されるエネルギー A の比は、システムのサイクル効率と呼ばれます。

これは、工作機械と電気モーターの構造の完璧さだけでなく、エネルギー消費と設置された電力の使用の観点から選択された技術プロセスの合理性も特徴付けます。長時間のアイドリングや重大な不足負荷で動作するマルチサイクル機械の効率値は小さくなります (5 ～ 10%)。

電気モーターの負荷が低いと、電気モーター、送電網、発電所の変電所に投資された資金の回収が不十分になります。電動機の過小負荷により、電動機の効率とcosφが低下します。効率の低下はエネルギーの損失につながります。一定の有効電力を消費する場合の cosφ の減少は、電流強度の増加につながります。電流強度が増加すると、ネットワーク損失が増加し、変圧器や発電機の設置容量が十分に活用されなくなります。

プラントに多くの電動機が部分負荷で動作している場合、プラントに設置されている変圧器容量のキロボルトアンペアごとに一定の料金が請求されるため、電気代が増加します。この料金は実際のエネルギー消費量には依存しません。さらに、cosφの値が低いと、消費エネルギーの単位あたりのコストが増加します。

設備の使用と生産組織は、電気モーターのスイッチを入れて充電するときの動作係数によっても評価できます。機械の動作を特徴付ける係数を知ることは、機械パークの未使用資源を特定し、金属切断機械の合理的な動作を組織するのに役立ちます。

金属切断機の動作を制御するために特別な装置が開発されており、その一部は金属切断機に取り付けられ、その他は作業場や生産全般の集中制御に使用されます。

生産性を向上させるために加工プロセスを変更するたびに、通常、機械と電気駆動装置のエネルギー指標が増加します。これは、切削速度の向上、送りの増加、加工遷移の組み合わせ、補助時間の短縮などを指します。機械の主動作の電気駆動のエネルギー特性を高める効果的な手段は、機械のアプローチと撤退の自動化です。工具、ワークのクランプ、測定など。

しかし、そのような技術プロセスの合理化の可能性は限られていることが多いです。機械で部品を加工する場合、必要な精度、加工の清浄度、および高い労働生産性を確保する必要があります。これにより、加工および切断モードの種類が決まり、部品ごとに 1 つの設備で荒加工と仕上げ作業が強制されます。

メインドライブチェーンに摩擦クラッチを備えた機械では、いわゆるアイドルブレーキがよく使用されます。アイドルスピードリミッターは、クラッチが切断されたときに電気モーターを遮断するスイッチです。この電気モーターのスイッチオフにより、有効エネルギーと無効エネルギーが節約されます。ただし、これにより電気モーターの始動回数が増加し、追加のエネルギー消費が発生します。

また、休憩時のエンジン冷却の悪化により、場合によってはオーバーヒートする可能性があります。最後に、アイドル速度リミッターを使用すると、電気モーターの始動回数が増加するため、機器の摩耗が増加します。これらの状況は、特別な計算によって考慮に入れることができます。一定の設定期間を超えて一時停止すると、電気モーターのスイッチが自動的にオフになるため、満足のいく結果が得られます。

電気ドライブの cosφ を高めるための特別な技術的手段が数多くあります。これらには、モーターと並列に接続された静電コンデンサの使用、非同期モーターの同期、非同期モーターから同期モーターへの置き換えが含まれます。金属切断機のエネルギー性能を向上させるための対策は普及していません。

ほとんどの場合、汎用金属加工機械の電気ドライブは長時間停止して動作するため、複雑で高価な設備が十分に活用されず、そのために費やした資金を回収するのに時間がかかりすぎます。よく 無効電力補償 一般的な店舗または一般的な規模で。静的コンデンサバンクはこれらの目的に使用されます。