Energijske lastnosti pogona in načini njihovega povečanja

Obratovalni pogoji elektromotorjev so ovrednoteni s faktorji delovanja in obremenitve. Prestavno razmerje stroja

kjer je ∑tр skupni delovni čas izmene; T je čas spremembe; ∑t0 — skupni pomožni čas in čas odmorov pri delu.

Večino sodobnih strojev ustavite tako, da elektromotor izključite iz omrežja. Pod temi pogoji sta preklopna faktorja stroja in elektromotorja enaka. Za stroje z torna sklopka v glavnem pogonskem krogu se elektromotor običajno vrti neprekinjeno. Izklopi se le med daljšimi prekinitvami dela.

Če predpostavimo, da lahko v različnih delovnih pogojih univerzalnega stroja ∑tр sprejme poljubne vrednosti (od 0 do T) in da so vse vrednosti ∑tp v določenih mejah enako verjetne, potem

Stopnjo izkoriščenosti strojev označuje faktor obremenitve

kjer je Psr povprečna moč gredi elektromotorja; Пн - nazivna moč elektromotorja.

Če so vse obremenitve univerzalnih obdelovalnih strojev, ki delujejo pod različnimi pogoji, enako verjetne, je povprečna moč

Na primer, s skupnim razmerjem Px.x = 0,2Pn imamo γav = 0,6.

Zmnožek delovnega faktorja in faktorja obremenitve se imenuje faktor izkoriščenosti elektromotorja:

kjer je arab mehanska energija, ki jo elektromotor dejansko prepusti stroju; An je energija, ki bi bila dana pri neprekinjenem delovanju elektromotorja pri nazivni moči.

Pri zgornjih povprečnih vrednostih faktorjev vključitve in obremenitve dobimo bsr = 0,3.

Razmerje med energijo, porabljeno za obdelavo delov, in energijo, ki bi jo stroj lahko porabil v primeru neprekinjenega delovanja pri nazivni obremenitvi, imenujemo stopnja izkoriščenosti stroja:

Dejanske povprečne vrednosti preklopnih in obremenitvenih faktorjev elektromotorjev, ki poganjajo stroje za rezanje kovin, so nižje od navedenih. To kaže na prevlado dela z majhnimi obremenitvami in precejšnjim pomožnim časom.

Vrednosti faktorjev dela, ki so blizu dejanskim, je mogoče dobiti z analizo obremenitev napajalnega omrežja industrijskih podjetij. Obremenitev električnega omrežja, ki napaja določeno delavnico, je izbrana bistveno manjša od vsote nazivnih moči elektromotorjev, ki delujejo v tej delavnici.

Da bi se izognili prekomerni porabi bakra, se pri določanju prereza žic, ki napajajo delavnico z električno energijo, upošteva hkratna obremenitev porabnikov in njihova podobremenitev. Analiza obremenitev napajalnega omrežja tovarn nam omogoča, da ugotovimo, da je povprečna vrednost preklopnega faktorja ~ 0,3, faktor obremenitve pa ~ 0,37. Povprečna stopnja izkoriščenosti stroja je ~ 12 %. Vse navedeno kaže na razpoložljivost velikih virov na področju uporabe strojnega parka.

Razmerje med energijo Ares, porabljeno za postopek rezanja, in energijo A, ki jo porabi elektromotor med ciklom, se imenuje ciklični izkoristek sistema:

Ne označuje samo konstrukcijske dovršenosti obdelovalnega stroja in elektromotorja, temveč tudi racionalnost izbranega tehnološkega procesa z vidika porabe energije in izrabe instalirane moči. Vrednosti učinkovitosti večcikličnih strojev, ki delujejo z dolgimi obdobji prostega teka in znatno podobremenitvijo, so majhne (5-10%).

Prenizka obremenitev elektromotorjev vodi v nezadostno povračilo vloženih sredstev v elektromotorje, elektroomrežje in transformatorske postaje. Zaradi prenizke obremenitve elektromotorjev se zmanjšata njihov izkoristek in cosφ. Zmanjšanje učinkovitosti vodi do izgube energije. Zmanjšanje cosφ pri porabi stalne delovne moči povzroči povečanje tokovne moči. Z naraščanjem jakosti toka se povečujejo izgube v omrežju in instalirana moč transformatorjev in generatorjev ni v celoti izkoriščena.

Če ima naprava veliko elektromotorjev, ki delujejo z delno obremenitvijo, se račun za elektriko poveča, ker se za vsak kilovolt-amper moči transformatorja, nameščene v napravi, zaračuna določena pristojbina, ki ni odvisna od dejanske porabe energije. Poleg tega se pri nizkih vrednostih cosφ stroški na enoto porabljene energije povečajo.

Uporabo opreme in organizacijo proizvodnje lahko ocenimo tudi z obratovalnimi količniki vklopa in polnjenja elektromotorjev. Poznavanje koeficientov, ki označujejo delovanje stroja, pomaga prepoznati neporabljene vire strojnega parka in organizacijo racionalnega delovanja strojev za rezanje kovin.

Za nadzor delovanja strojev za rezanje kovin so bile razvite posebne naprave, od katerih so nekatere pritrjene na stroje za rezanje kovin, druge pa se uporabljajo za centraliziran nadzor delavnic in proizvodnje na splošno.

Z vsako spremembo procesa obdelave, da bi povečali produktivnost, se energijski kazalniki stroja in električnega pogona praviloma povečajo. To se nanaša na povečanje rezalnih hitrosti, povečanje podajanja, kombinacijo obdelovalnih prehodov, zmanjšanje pomožnega časa itd. Učinkovito sredstvo za povečanje energijskih karakteristik električnega pogona glavnega gibanja strojev je avtomatizacija pristopa in odvzema orodje, vpenjanje obdelovanca, meritve itd.

Vendar pa so možnosti za takšno racionalizacijo tehnoloških procesov pogosto omejene.Pri obdelavi dela na stroju je treba zagotoviti potrebno natančnost, čistost obdelave in visoko produktivnost dela, ki določa vrsto obdelave in načine rezanja ter prisili grobe in končne operacije iz ene namestitve na del.

Pri strojih s torno sklopko v glavni pogonski verigi se pogosto uporabljajo tako imenovane zavore v prostem teku. Omejevalnik vrtljajev v prostem teku je stikalo, ki izklopi električni motor, ko je sklopka izklopljena. S tem izklopom elektromotorja se prihrani delovna in jalova energija. S tem pa se poveča število zagonov elektromotorja, kar je povezano z nekaj dodatne porabe energije.

Poleg tega se lahko zaradi poslabšanja hlajenja motorja med odmori v nekaterih primerih pregreje. Nazadnje, pri uporabi omejevalnika vrtljajev v prostem teku se zaradi povečanja števila zagonov elektromotorja poveča obraba opreme. Te okoliščine je mogoče upoštevati s posebnimi izračuni. Zadovoljive rezultate dosežemo s samodejnim izklopom elektromotorja s premori, daljšimi od določenega nastavljenega trajanja.

Obstaja veliko posebnih tehničnih sredstev za povečanje cosφ električnih pogonov. Ti vključujejo uporabo statičnih kondenzatorjev, ki so povezani vzporedno z motorjem, sinhronizacijo asinhronih motorjev, zamenjavo asinhronih motorjev s sinhronimi. Ukrepi za izboljšanje energetske učinkovitosti strojev za rezanje kovin niso razširjeni.

Ker v večini primerov električni pogoni strojev za splošno obdelavo kovin delujejo z dolgimi premori, zapletena in draga instalacija ne bo dovolj izkoriščena, zato se bodo sredstva, porabljena za to, predolgo povrnila. Najpogosteje kompenzacijo jalove moči v trgovini z mešanim blagom ali splošnem tehtnici. Za te namene se uporabljajo statične kondenzatorske baterije.