Energikarakteristika for drevet og metoder til at øge dem
Driftsforholdene for elektriske motorer evalueres af aktiverings- og belastningsdriftsfaktorerne. Maskinens skifteforhold
hvor ∑tр er den samlede arbejdstid for et skift; T er ændringstiden; ∑t0 — samlet hjælpetid og tidspunkt for arbejdspauser.
De fleste moderne maskiner stoppes ved at afbryde elmotoren fra lysnettet. Under disse forhold er omskiftningsfaktorerne for maskinen og den elektriske motor de samme. Til maskiner med friktionskobling i hoveddrevkredsløbet roterer elmotoren normalt kontinuerligt. Den slukker kun i lange pauser i arbejdet.
Hvis vi antager, at ∑tр under forskellige driftsforhold for den universelle maskine kan tage enhver værdi (fra 0 til T), og at alle værdier af ∑tр inden for de angivne grænser er lige sandsynlige, så
Udnyttelsesgraden af maskiner er karakteriseret ved en belastningsfaktor
hvor Psr er den gennemsnitlige effekt af elmotorakslen; Пн — den elektriske motors nominelle effekt.
Hvis alle belastninger af universelle værktøjsmaskiner, der arbejder under forskellige forhold, er lige sandsynlige, er den gennemsnitlige effekt
For eksempel, med det fælles forhold Px.x = 0,2Pn har vi γav = 0,6.
Produktet af driftsfaktoren og belastningsfaktoren kaldes elmotorens udnyttelsesfaktor:
hvor arabisk er den mekaniske energi, som den elektriske motor faktisk giver til maskinen; An er den energi, der ville blive givet under kontinuerlig drift af den elektriske motor ved nominel effekt.
Med ovenstående gennemsnitsværdier for inklusion og belastningsfaktorer får vi bsr = 0,3.
Forholdet mellem den energi, der bruges til at behandle dele og den energi, som maskinen kunne bruge i tilfælde af kontinuerlig drift ved nominel belastning, kaldes maskinens udnyttelsesgrad:
De faktiske gennemsnitsværdier af omskiftnings- og belastningsfaktorerne for elektriske motorer, der driver metalskæremaskiner, er mindre end de angivne. Dette viser overvægten af arbejde med lav belastning og betydelig hjælpetid.
Værdierne af arbejdsfaktorer tæt på de virkelige kan opnås ved at analysere belastningerne af strømforsyningsnetværket til industrielle virksomheder. Belastningen af det elektriske netværk, der forsyner et bestemt værksted, er valgt væsentligt mindre end summen af de nominelle kræfter af de elektriske motorer, der arbejder i dette værksted.
For at undgå for stort forbrug af kobber tages der ved bestemmelse af tværsnittet af ledninger, der leverer elektricitet til værkstedet, hensyn til forbrugernes samtidige belastning såvel som deres underbelastning. Analysen af belastningerne fra fabrikkernes strømforsyningsnetværk giver os mulighed for at finde ud af, at den gennemsnitlige værdi af omskiftningsfaktoren er ~ 0,3 og belastningsfaktoren er ~ 0,37. Den gennemsnitlige maskinudnyttelsesgrad er ~ 12%. Alt ovenstående indikerer tilgængeligheden af store ressourcer inden for brug af værktøjsmaskiner.
Forholdet mellem energien Ares brugt på skæreprocessen og energien A, der forbruges af den elektriske motor under cyklussen, kaldes systemets cykliske effektivitet:
Det karakteriserer ikke kun den strukturelle perfektion af værktøjsmaskinen og den elektriske motor, men også rationaliteten af den valgte teknologiske proces med hensyn til energiforbrug og brug af installeret strøm. Effektivitetsværdierne for flercyklusmaskiner, der arbejder med lange perioder med tomgang og betydelig underbelastning, er små (5-10%).
Underbelastning af elmotorer fører til utilstrækkelig inddrivelse af midler investeret i elmotorer, elnet og anlægstransformatorstationer. På grund af underbelastningen af elektriske motorer falder deres effektivitet og cosφ. Et fald i effektiviteten fører til et tab af energi. Et fald i cosφ ved forbrug af konstant aktiv effekt fører til en stigning i strømstyrken. Efterhånden som strømstyrken øges, øges nettabene, og den installerede kapacitet på transformere og generatorer udnyttes ikke fuldt ud.
Hvis anlægget har mange elmotorer, der kører på dellast, stiger elregningen, fordi der opkræves et vist gebyr for hver kilovolt-ampere af transformerkapaciteten installeret i anlægget, som ikke afhænger af det faktiske energiforbrug. Derudover, ved lave værdier af cosφ, stiger prisen pr. enhed forbrugt energi.
Brugen af udstyr og tilrettelæggelsen af produktionen kan også vurderes ud fra driftskoefficienterne for at tænde og oplade elektriske motorer. Kendskab til de koefficienter, der kendetegner driften af maskinen, hjælper med at identificere maskinparkens uudnyttede ressourcer og tilrettelæggelsen af den rationelle drift af metalskæremaskinerne.
For at styre driften af metalskæremaskiner er der udviklet specielle enheder, hvoraf nogle er fastgjort til metalskæremaskiner, andre bruges til centraliseret styring af værksteder og produktion generelt.
Med hver ændring af forarbejdningsprocessen for at øge produktiviteten stiger maskinens og det elektriske drevs energiindikatorer som regel. Dette refererer til stigende skærehastigheder, stigende tilspændinger, en kombination af bearbejdningsovergange, reduktion af hjælpetid osv. Et effektivt middel til at øge energiegenskaberne for det elektriske drev af maskinernes hovedbevægelse er automatiseringen af tilgangen og tilbagetrækningen af værktøjet, fastspænding af emnet, mål osv.
Imidlertid er mulighederne for en sådan rationalisering af teknologiske processer ofte begrænsede.Ved bearbejdning af en del på en maskine skal den nødvendige nøjagtighed, renhed i forarbejdningen og høj arbejdsproduktivitet sikres, hvilket bestemmer typen af forarbejdnings- og skæretilstande og tvinger skrub- og efterbehandlingsoperationerne fra én installation pr.
I maskiner med friktionskobling i hovedtrækkæden anvendes ofte såkaldte tomgangsbremser. Tomgangshastighedsbegrænseren er en kontakt, der slukker for den elektriske motor, når koblingen er udkoblet. Denne frakobling af elmotoren resulterer i en besparelse af aktiv og reaktiv energi. Dette øger dog antallet af starter af elmotoren, hvilket er forbundet med et vist ekstra energiforbrug.
På grund af forringelse af motorkølingen i pauser kan den desuden i nogle tilfælde blive overophedet. Endelig, når du bruger en tomgangshastighedsbegrænser, på grund af stigningen i antallet af starter af elmotoren, øges slitagen af udstyret. Disse forhold kan tages i betragtning ved særlige beregninger. Tilfredsstillende resultater opnås ved automatisk at slukke for elmotoren med pauser længere end en bestemt indstillet varighed.
Der er mange specielle tekniske midler til at øge omkostningerne ved elektriske drev. Disse omfatter brugen af statiske kondensatorer forbundet parallelt med motoren, synkronisering af asynkrone motorer, udskiftning af asynkrone motorer med synkrone. Foranstaltninger til forbedring af metalskæremaskiners energiydelse er ikke udbredt.
Da de elektriske drev i almindelige metalbearbejdningsmaskiner i de fleste tilfælde arbejder med lange pauser, vil den komplekse og dyre installation ikke blive brugt nok, og derfor vil de midler, der bruges på den, tage for lang tid at komme sig. Oftest reaktiv effektkompensation i en almindelig butik eller generel skala. Statiske kondensatorbanker bruges til disse formål.