Энергетические показатели работы привода и методы их повышения

Энергетические показатели работы приводаУсловия работы электродвигателей оценивают посредством эксплуатационных коэффициентов включения и загрузки. Большинство
современных станков останавливают путем отключения электродвигателя от
сети. В этих условиях коэффициенты включения станка и электродвигателя
совпадают. У станков с фрикционной муфтой в цепи главного движения
электродвигатель обычно непрерывно вращается. Его отключают только при
длительных перерывах в работе. Если считать, что при различных условиях работы универсального станка …

Условия работы электродвигателей оценивают посредством эксплуатационных коэффициентов включения и загрузки. Коэффициент включения станка

где tр — суммарное время работы за смену; Т — время смены; t0 — суммарное вспомогательное время и время перерывов в работе.

Большинство современных станков останавливают путем отключения электродвигателя от сети. В этих условиях коэффициенты включения станка и электродвигателя совпадают. У станков с фрикционной муфтой в цепи главного движения электродвигатель обычно непрерывно вращается. Его отключают только при длительных перерывах в работе.

Если считать, что при различных условиях работы универсального станка tр может принимать любые значения (от 0 до T) и что все значения tр в указанных пределах равновероятны, то

Степень загрузки станков характеризуется коэффициентом загрузки

где Рср — средняя мощность на валу электродвигателя; Рн — номинальная мощность электродвигателя.

Если все нагрузки универсальных станков, работающих в различных условиях, равновероятны, средняя мощность

Например, при часто встречающемся соотношении Рх.х = 0,2Рн имеем ср = 0,6.

Произведение коэффициента включения на коэффициент загрузки называют коэффициентом использования электродвигателя:

где Aраб — механическая энергия, фактически отданная электродвигателем станку; Ан — энергия, которая была бы отдана при непрерывной работе электродвигателя с номинальной мощностью.

При приведенных выше средних значениях коэффициентов включения и загрузки получим бср = 0,3.

Отношение энергии, использованной на обработку деталей, к той энергии, которую станок мог бы использовать в случае непрерывной работы его с номинальной нагрузкой, называют коэффициентом использования станка:

Действительные средние значения коэффициентов включения и загрузки электродвигателей, приводящих в движение металлорежущие станки, меньше указанных. Это говорит о преобладании работы с малыми нагрузками и значительным вспомогательным временем.

Значения эксплуатационных коэффициентов, близкие к действительным, могут быть получены путем анализа нагрузок электрической сети питания промышленных предприятий. Нагрузку электрической магистрали, питающей тот или иной цех, выбирают значительно меньшей, чем сумма номинальных мощностей электродвигателей, работающих в этом цехе.

Во избежание излишнего расхода меди при определении сечения проводов, подводящих электроэнергию в цех, учитывают неодновременность нагрузки потребителей, а также их недогрузку. Анализ нагрузок электрической сети питания заводов позволяет установить, что среднее значение коэффициента включения составляет ~ 0,3, а коэффициента загрузки ~ 0,37. Среднее значение коэффициента использования станка составляет ~ 12%. Все изложенное указывает на наличие больших ресурсов в области использования парка металлорежущих станков.

Отношение энергии Aрез, затраченной на процесс резания, к энергии A, потребляемой электродвигателем за время цикла, называют цикловым к. п. д. системы:

Он характеризует не только конструктивное совершенство станка и электродвигателя, но и рациональность выбранного технологического процесса с точки зрения расхода энергии и использования установленной мощности. Значения цикловых к. п. д. многих станков, работающих с продолжительными периодами холостого хода и значительной недогрузкой, малы (5—10%).

Недогрузка электродвигателей приводит к тому, что недостаточно возмещаются средства, вложенные в электродвигатели, электрическую силовую сеть и заводские подстанции. Вследствие недогрузки электродвигателей понижаются их к. п. д. и cos. Понижение к. п. д. приводит к непроизводительному расходу энергии. Понижение cos