Підвищення завантаження робочих машин і виключення холостого ходу

Коефіцієнт завантаження двигуна розраховується за формулою

k_з = ,

де Р_ф – фактична потужність, що розвивається приводом; Р_с – потужність, споживана з мережі. Визначається за показниками приладів за період часу як потужність, споживана двигуном з мережі при даному навантаженні. Тоді за номінальну беруть потужність, споживану двигуном з мережі при номінальному завантаженні

Р_нс= ,

де η - ККД системи електропривода.

Нормативні документи Міністерства палива й енергетики України рекомендують:

·при 0 k_з< (0,4...0,5) - необхідна установка двигуна меншої потужності;

при (0,4...0,5) k_з<(0,7...0,75) - доцільність зниження встановленої потужності привода повинна бути підтверджена розрахунками;

·при (0,7...0,75) k_з 0,9 - потужність привода вибрана, вірно.

Середня залежність ККД від коефіцієнта завантаження наведена на рис. 3.5

Рис. 3.5

Обмеження максимального значення k_з величиною 0,9 дозволяє запобігти можливому перевантаженню двигуна у випадку спадання напруги живильної мережі.

На рис. 3.5 зображена усереднена залежність ККД від коефіцієнта завантаження, що показує, наскільки небажана робота привода з малим коефіцієнтом завантаження.

Залежність зміни енергії kW від коефіцієнта завантаження двигуна

Рис. 3.6

Значення економії електроенергії, одержуване в результаті підвищення завантаження машин, можна визначити з рис 6.6. Тут k - коефіцієнт збільшення питомої витрати електричної енергії

k = ,

де: W_y - фактичне значення питомої витрати електроенергії за фіксований проміжок часу, кВт∙ год./(година, доба, і т.д.); W_yо - питома витрата енергії при відсутності холостого ходу й завантаженні k_з = 1, кВт∙ год./(година, доба, і т.д.) Коефіцієнт використання робочої машини

k_т = ,

де: t_н - час роботи під навантаженням, год.; t_x - час холостої роботи, годин.

Приклад. Конвеєрна лінія складається із чотирьох послідовних конвеєрів з потужністю двигуна кожного 100 кВт, працює зі значенням k_Т = 0,5 і k_З = 0,25, добове споживання електроенергії одним конвеєром склало 1000 кВт-год/добу.

У результаті прибудування проміжного бункера після першого конвеєра виключилася робота вхолосту інших трьох конвеєрів (k_Т = 1), і підвищилося завантаження двигунів до k_З = 0,8. Визначити річну економію електроенергії, якщо число днів роботи лінії в році становить 300.

При k_З1 = 0,25 і k_Т1 = 0,5 за графіком k_W1 =2,02.

При k_З2 = 0,8 і k_Т2 = 1,0 за графіком k_W2 = 1,04.

звідки тобто

, кВт-год/доба.

Очікувана річна економія електроенергії

т. е.

, кВт-ч/рік.

Це становить 21795 доларів США на рік при вартості електроенергії 0,05 доларів США за 1 кВт-год.

Виходячи з вартості бункера й зекономленої енергії, можна визначити строк окупності установки бункера.

Режим холостого ходу привода є економічно недоцільним, оскільки призводить до необґрунтованого споживання активної енергії

W = P_х t_х,

де P_х – потужність, споживана з мережі на холостому ходу за час t_х.

Крім того, збільшуються втрати енергії при передачі зайвої реактивної потужності. Орієнтовне споживання реактивної енергії Q у функції коефіцієнта завантаження при Q_х = 0,4 P_н представлено на рис. 6.9.

Орієнтовне споживання реактивної енергії в функції коефіцієнта завантаження при

Q_х = 0,4 P_н показано на рис. 3.7

Рис. 3.7

Для виключення холостого ходу роботи двигунів використовуються таймери, що відключають двигун через заданий проміжок часу режиму холостого ходу.

На обробних верстатах при часі холостого ходу в міжопераційний час 10с і більше відключення двигуна завжди економічне. У випадку, коли тривалість роботи на холостому ходу менше 10с, ефективність обмежувачів холостого ходу визначається розрахунком.

Годинна економія електроенергії (кВт-год)

де Р_х - потужність холостого ходу двигуна; Z - число циклів роботи, цикл/год.