מאפייני האנרגיה של הכונן ושיטות להגדלתם

תנאי ההפעלה של מנועים חשמליים מוערכים על ידי גורמי ההפעלה והעומס. יחס העברה של המכונה

כאשר ∑tр הוא זמן העבודה הכולל של משמרת; T הוא זמן השינוי; ∑t0 - סך כל זמן העזר וזמן הפסקות העבודה.

רוב המכונות המודרניות נעצרות על ידי ניתוק המנוע החשמלי מהרשת. בתנאים אלה, גורמי המיתוג של המכונה והמנוע החשמלי זהים. למכונות עם מצמד חיכוך במעגל ההנעה הראשי, המנוע החשמלי מסתובב בדרך כלל ברציפות. הוא נכבה רק בהפסקות ארוכות בעבודה.

אם נניח שבתנאי הפעלה שונים של המכונה האוניברסלית ∑tр יכול לקחת כל ערכים (מ-0 עד T) ושכל הערכים של ∑tр בתוך הגבולות שצוינו סבירים באותה מידה, אז

מידת הניצול של המכונות מאופיינת בגורם עומס

כאשר Psr הוא ההספק הממוצע של ציר המנוע החשמלי; Пн — הספק נומינלי של המנוע החשמלי.

אם כל העומסים של כלי מכונות אוניברסליים הפועלים בתנאים שונים סבירים באותה מידה, ההספק הממוצע

לדוגמה, עם היחס המשותף Px.x = 0.2Pn יש לנו γav = 0.6.

המכפלה של גורם החובה ומקדם העומס נקרא גורם הניצול של המנוע החשמלי:

כאשר ערבית היא האנרגיה המכנית שנותנת בפועל המנוע החשמלי למכונה; An היא האנרגיה שתינתן במהלך פעולה רציפה של המנוע החשמלי בהספק נקוב.

עם הערכים הממוצעים לעיל של גורמי ההכללה והעומס, נקבל bsr = 0.3.

היחס בין האנרגיה המשמשת לעיבוד חלקים לאנרגיה שהמכונה יכולה להשתמש בה במקרה של פעולה רציפה בעומס מדורג נקרא קצב הניצול של המכונה:

הערכים הממוצעים בפועל של גורמי המיתוג והעומס של מנועים חשמליים המניעים מכונות חיתוך מתכת נמוכים מאלה שצוינו. זה מראה את הדומיננטיות של עבודה עם עומסים נמוכים וזמן עזר משמעותי.

ניתן לקבל את הערכים של גורמי עבודה קרובים לאלו האמיתיים על ידי ניתוח העומסים של רשת אספקת החשמל של מפעלים תעשייתיים. העומס של רשת החשמל המספקת בית מלאכה מסוים נבחר פחות מסכום ההספקים הנומינליים של המנועים החשמליים הפועלים בבית מלאכה זה.

על מנת להימנע מצריכה מופרזת של נחושת, בעת קביעת החתך של חוטים המספקים חשמל לבית המלאכה, נלקחים בחשבון העומס הבו-זמני של הצרכנים, כמו גם העומס שלהם. ניתוח העומסים של רשת אספקת החשמל של המפעלים מאפשר לנו לגלות שהערך הממוצע של מקדם המיתוג הוא ~ 0.3 ומקדם העומס הוא ~ 0.37. שיעור ניצול מכונות ממוצע הוא ~ 12%. כל האמור לעיל מצביע על זמינותם של משאבים גדולים בתחום השימוש בפארק הכלים.

היחס בין האנרגיה של ארס המושקע בתהליך החיתוך לאנרגיה A הנצרכת על ידי המנוע החשמלי במהלך המחזור נקרא היעילות המחזורית של המערכת:

הוא מאפיין לא רק את השלמות המבנית של כלי המכונה והמנוע החשמלי, אלא גם את הרציונליות של התהליך הטכנולוגי הנבחר מבחינת צריכת אנרגיה ושימוש בכוח מותקן. ערכי היעילות של מכונות רב-מחזוריות הפועלות עם תקופות ארוכות של סרק ועומס נמוך משמעותיים קטנים (5-10%).

עומס נמוך של מנועים חשמליים מוביל להחזר לא מספק של כספים שהושקעו במנועים חשמליים, רשתות חשמליות ותחנות משנה של מפעלים. עקב עומס נמוך של מנועים חשמליים, היעילות והמחיר שלהם יורדים. ירידה ביעילות מובילה לאובדן אנרגיה. ירידה ב-cosφ בעת צריכת הספק פעיל קבוע מובילה לעלייה בחוזק הזרם. ככל שעוצמת הזרם עולה, הפסדי הרשת גדלים והקיבולת המותקנת של השנאים והגנרטורים אינה מנוצלת במלואה.

אם למפעל יש מנועים חשמליים רבים הפועלים בעומס חלקי, חשבון החשמל גדל מכיוון שנגבית תשלום מסוים עבור כל קילו-וולט-אמפר של קיבולת השנאי המותקן במפעל, שאינה תלויה בצריכת האנרגיה בפועל. בנוסף, בערכים נמוכים של cosφ, העלות ליחידת אנרגיה נצרכת עולה.

ניתן להעריך את השימוש בציוד וארגון הייצור גם לפי המקדמים התפעוליים של הפעלה וטעינת מנועים חשמליים. הכרת המקדמים המאפיינים את פעולת המכונה עוזרת לזהות את המשאבים הלא מנוצלים של פארק המכונות וארגון הפעולה הרציונלית של מכונות חיתוך המתכת.

לשליטה בהפעלת מכונות חיתוך מתכת פותחו מכשירים מיוחדים שחלקם מחוברים למכונות חיתוך מתכת, אחרים משמשים לבקרה מרוכזת של בתי מלאכה וייצור בכלל.

עם כל שינוי של תהליך העיבוד על מנת להגדיל את הפרודוקטיביות, מדדי האנרגיה של המכונה והכונן החשמלי, ככלל, גדלים. הכוונה היא להגדלת מהירויות החיתוך, הגדלת הזנות, שילוב של מעברי עיבוד, צמצום זמן עזר וכו'. אמצעי יעיל להגדלת מאפייני האנרגיה של ההנעה החשמלית של התנועה הראשית של המכונות הוא אוטומציה של הגישה והנסיגה של הכלי, הידוק חומר העבודה, מידות וכו'.

עם זאת, האפשרויות לרציונליזציה כזו של תהליכים טכנולוגיים מוגבלות לעתים קרובות.בעת עיבוד חלק במכונה, יש להבטיח את הדיוק הדרוש, ניקיון העיבוד ותפוקת העבודה הגבוהה, מה שקובע את סוג מצבי העיבוד והחיתוך ומאלץ את פעולות החיספוס והגימור מהתקנה אחת לכל חלק.

במכונות עם מצמד חיכוך בשרשרת ההינע הראשית, משתמשים לעתים קרובות במה שנקרא בלמי סרק. מגביל מהירות הסרק הוא מתג שמכבה את המנוע החשמלי כאשר המצמד מנותק. כיבוי זה של המנוע החשמלי מביא לחיסכון באנרגיה אקטיבית ותגובתית. עם זאת, זה מגדיל את מספר ההתחלות של המנוע החשמלי, הקשור לצריכת אנרגיה נוספת.

בנוסף, עקב הידרדרות של קירור המנוע בהפסקות, במקרים מסוימים הוא עלול להתחמם יתר על המידה. לבסוף, בעת שימוש במגביל מהירות סרק, עקב העלייה במספר ההתחלות של המנוע החשמלי, השחיקה של הציוד עולה. נסיבות אלה יכולות להילקח בחשבון על ידי חישובים מיוחדים. תוצאות משביעות רצון מתקבלות על ידי כיבוי אוטומטי של המנוע החשמלי עם הפסקות ארוכות יותר מאשר משך מוגדר מסוים.

ישנם אמצעים טכניים מיוחדים רבים להגדלת העלות של כוננים חשמליים. אלה כוללים שימוש בקבלים סטטיים המחוברים במקביל למנוע, סנכרון של מנועים אסינכרוניים, החלפת מנועים אסינכרוניים לסינכרונים. אמצעים לשיפור הביצועים האנרגטיים של מכונות חיתוך מתכת אינם נפוצים.

מכיוון שברוב המקרים הכוננים החשמליים של מכונות עיבוד מתכת למטרות כלליות עובדים עם הפסקות ארוכות, המתקן המורכב והיקר לא ינוצל מספיק, ולכן הכספים שהושקעו עליה ייקח יותר מדי זמן להתאושש. לרוב פיצוי כוח תגובתי בחנות כללית או בקנה מידה כללי. למטרות אלו משתמשים בבנקים של קבלים סטטיים.