Энергосбережение и экономия материальных ресурсов на операциях механической обработки проектируемого техпроцесса (Исследовательский раздел дипломного проекта)

менее одного включения в минуту следует, в целях экономии электроэнергии, отключать двигатель в межоперационные периоды. Что же касается допустимой частоты включений электродвигателей, то, при длительности межоперационного времени больше 10…20 секунд и применительно к механическим цехам, где превалирующее распространение имеют короткозамкнутые асинхронные двигатели малой и средней мощности до 30 кВт, нет никаких препятствий к отключению двигателей в межоперационные периоды. В частности, можно указать, что электродвигатели серии 4А и АИ могут включаться и  выключаться без вреда для себя не менее 150…200 раз в час.

Для автоматического выключения электродвигателя, при межоперационных  холостых ходах, применяются различные конструкции ограничителей холостого хода в зависимости от типа станка (реле времени, реле тока).

Для оценки эффективности применения ограничителей холостого хода необходимы следующие данные:

– номинальная мощность на валу электродвигателя N_н, кВт;

– мощность холостого хода N_х, кВт;

– вспомогательное время (холостого хода) Т_в, мин;

На основании этих данных определяют целесообразность отключения электродвигателя главного движения при холостом ходе:

1. Мощность холостого хода N_х, кВт

N_х =, где     η – коэффициент полезного действия электродвигателя главного движения.

2.Коэффициент а

а = N_х / N_н.

3. Коэффициент b

b = 1/(4∙60∙ Т_в).

4. По диаграмме (рисунок 7.1) определяют показатель эффективности ω. Если значение ω < 0, то отключать электродвигатель главного движения не следует, так как расход электроэнергии на запуск электродвигателя превышает экономию ее от отключения при  холостом ходе.

5. Экономия электроэнергии системы электропривода для операции ΔN_j, кВт

ΔN_j = ω∙ N_н∙ Т_в

6. Величина экономии электроэнергии системы электроприводов по всему технологическому процессу N_п, кВт

N_п =.

7. Энергозатраты в стоимостном выражении С, экономии электроэнергии электроприводов по всему технологическому процессу

С = Ц_эн∙ N_п.

3.2.2. Эффективность замены незагруженных электродвигателей электродвигателями меньшей мощности

При загрузке электродвигателей в пределах 45…75% номинальной мощности целесообразность его замены должна быть подтверждена уменьшением суммарных потерь активной мощности в электрической системе и электродвигателе [10].

Если операция проектируемого варианта технологического процесса отличается от базового только заменой модели станка с меньшей мощностью  электродвигателя, а режимы обработки и нормы времени остаются без изменения, то нет необходимости выполнять предыдущие расчеты (п. 1.2). В этом  случае необходимо рассмотреть вопрос эффективности замены ненагруженного  электродвигателя электродвигателем меньшей мощности.

Суммарные потери активной мощности ΔN_сумм, кВт [10]

ΔN_сумм = [Q_х∙(1 – К_н ) + К_н∙ Q_н]∙ К_э +ΔN_ах + К_н ∙ΔN_а,

где Q_х  – реактивная мощность, потребляемая электродвигателем из сети при холостом ходе, квар

Q_х =10 ^-3∙∙U_н∙I_х ,

U_н – номинальное напряжение питания электродвигателя, В;

I_х – ток холостого хода электродвигателя, А

;

η – коэффициент полезного действия электродвигателя главного движения ;

N_х – мощность при холостом ходе электродвигателя, кВт

N_х =;

 К_н – коэффициент нагрузки электродвигателя

К_н = N_p/N_н,

N_p – средняя нагрузка электродвигателя (мощность резания), кВт;

N_н – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Q_н – реактивная мощность электродвигателя при номинальной нагрузке, квар

Q_н =tqφ,

tqφ – производная от номинального коэффициента мощности электродвигателя (угол φравен углу φ в коэффициенте мощности cosφ, а cosφ ≈ η);

К_э – коэффициент повышения потерь, принимается К_э = 0,1…0,15;

ΔN_ах – потери активной мощности при холостом ходе электродвигателя, кВт

ΔN_ах = N_н()∙();

γ – коэффициент, зависящий от конструкции электродвигателя

γ = ;

ΔN_а – прирост активной мощности при холостом ходе электродвигателя