Меню

Режимы работы основного и вспомогательного оборудования

Режимы работы оборудования

date image2015-03-27
views image4257

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Турбогенераторы. Различают нормальные и аварийные режимы работы турбогенераторов. Под нормальными понимают такие режимы, которые допускаются длительно, без каких либо ограничений. К нормальным режимам генераторов относится его работа:

с различной нагрузкой от минимально возможной по технологическим условиям до номинальной;

с коэффициентом мощности, отличным от номинального;

с отклонениями напряжения на выводах генератора;

при отклонениях частоты в сети;

при отклонении температуры охлаждающей среды от номинальной температуры и другие режимы.

Допустимые границы отклонения параметров при таких режимах лимитируются нагревом различных частей генераторов (обмоток статора, ротора) и указываются в нормативных документах и инструкциях заводов-изготовителей. Так, например, допускается длительная работа турбогенераторов при отклонении напряжения статора на ±5 % от номинального; при этом длительно допустимый ток статора соответственно изменяется на 5 %.

Допустимая нагрузка турбогенераторов по активной и реактивной мощности ограничивается нормированной диаграммой мощности, показанной на рис. 1.10, где обозначено:

1 – ограничение по нагреву обмотки ротора;

2 – ограничение по нагреву обмотки статора;

3 – ограничение по мощности турбины;

4 – ограничение по нагреву других конструктивных элементов статора;

5 – ограничение по условиям устойчивости работы генератора.

К аварийным режимам работы генераторов относятся режимы, связанные со значительными перегрузками, потерей возбуждения, потерей устойчивости параллельной работы, асинхронным ходом.

Допустимые аварийные перегрузки по току статора турбогенераторов и их продолжительность указаны в табл. 1.2.

Относительно малая допустимая продолжительность аварийных перегрузок объясняется тем, что постоянная времени нагрева обмоток статора турбогенераторов очень мала. В частности, для турбогенератора мощностью 150 МВт эта постоянная составляет около 1 минуты.

Рис. 1.10. Диаграмма мощности турбогенератора

Вопросы нарушения устойчивости параллельной работы синхронных генераторов и асинхронного хода подробно рассматриваются в специальной дисциплине «Переходные процессы в электроэнергетических системах».

Силовые трансформаторы могут работать в различных режимах, характеризуемых нагрузкой, напряжением, условиями окружающей среды и другими факторами.

Т а б л и ц а 1.2

Продолжительность перегрузки, мин, не более Кратность перегрузки турбогенератора
Косвенное охлаждение Непосредственное охлаждение
водой водородом
1,1 1,1
1,15 1,15
1,1
1,2 1,2 1,15
1,25 1,25
1,3 1,3 1,2
1,4 1,35 1,25
1,5 1,4 1,3
1,5 1,5

Номинальным режимом трансформатора называется режим его работы при номинальной нагрузке, номинальном напряжении и темпе­ратуре охлаждающей среды (воздуха) +20°С.

Из приведенного определения видно, что длительный номиналь­ный режим является идеализированным (практически недостижимым) режимом. Однако считается, что в таком режиме трансформатор способен проработать установленный заводом-изготовителем срок службы 25 лет.

Нормальным режимом работы трансформатора называется режим, при ко­тором его параметры отклоняются от номинальных в пределах, допус­тимых ГОСТами, техническими условиями и другими норматив­ными документами.

Режим напряжения. При нагрузке, не превышающей номинальную, допускается про­должительная работа трансформатора при повышении напряжения на любом ответвлении любой обмотки на 10 % сверх номинального на­пряжения данного ответвления.

Режим параллельной работы. Допускается режим параллельной работы трансформаторов при условии, что ни один из них не будет перегружен. Для этого должны выполняться следующие условия:

группы соединений обмоток трансформаторов должны быть оди­наковыми;

соотношение мощностей трансформаторов не более 1:3;

отличие коэффициентов трансформации не более чем на 0,5 %;

отличие напряжений короткого замыкания не более чем на 10 %.

Поскольку при параллельной работе трансформаторов увеличиваются токи КЗ, такой режим в системах электроснабжения практически не используется.

Режим регулирования напряжения. Устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) должны работать, как правило, в автоматическом режиме. Допускается дистанционное переключение РПН с пульта управления. На трансформаторах с переключением без возбуждения (ПБВ) правильность выбора коэффициента трансформа­ции должна проверяться два раза в год — перед зимним максимумом и летним минимумом нагрузки.

Режим перегрузки. Наиболее подверженным процессу старения элементом трансформа­тора является целлюлозная изоляция обмоток, фактически определяющая ресурс (срок службы) трансформатора. Основным фактором, влияющим на старение изоляции, является ее нагрев, обусловливающий термический износ изоляции. Существует так называемое 6-градусное правило: увели­чение температуры изоляции на 6°С сокращает срок службы изоляции вдвое. Это правило справедливо в диапазоне температур 80…140°С.

Наиболее интенсивный нагрев изоляции обмоток и, следовательно, наиболее интенсивное ее старение происходят в режиме перегрузки трансформаторов. Это очень важный режим трансформатора, поэтому рассмотрим его более подробно.

Допустимость перегрузок транс­форматоров при их эксплуатации регламентируется Руководством по нагрузке силовых масляных трансформаторов (ГОСТ 14209-97).

В указанном стандарте все трансформаторы делятся на три класса:

распределительные трансформаторы – трехфазные трансформаторы номинальной мощностью не более 2500 кВ×А классов напряжения до 35 кВ включительно;

трансформаторы средней мощности – трехфазные трансформаторы номинальной мощностью до 100 МВ×А;

трансформаторы большой мощности – трехфазные трансформаторы мощностью более 100 МВ×А.

С целью ознакомления с основными положениями ГОСТ 14209-97 рассмотрим сначала режим работы трансформатора при неизменной нагрузке. Источником нагрева в трансформаторе является его актив­ная часть. Масло нагревается от обмоток, его объем увеличивается, а плотность уменьшается. Нагретое масло поднимается в верхнюю часть бака и вытесняется в радиаторы системы охлаждения трансформатора (рис. 1.11,а). Проходя через радиаторы, масло остывает и поступает в нижнюю часть бака. Так происходит естественная циркуляция масла.

На тепловой диаграмме трансформатора (рис. 1.11,б) температура охлаж­дающего воздуха Qа принята неизменной (вертикальная прямая 1). Темпера­тура масла Qо и температура обмотки Qh увеличиваются практически ли­нейно по высоте обмотки (прямые 2 и 3). В верхней части трансформатора температуры масла и обмотки достигают значений Q’о и Q’h.

Оценка допустимости работы трансформатора в каком-либо режиме определяется со­поставлением температуры масла Q’о и обмотки Q’h в верхней части трансформатора с их предельными зна­чениями Qо max и Qh max, установленными ГОСТ 14209-97.

Эти предельные значения для трансфор­маторов различной мощности приведены в табл. 1.3. Здесь же указаны предельные перегрузки трансформаторов, обусловливаю­щие предельные температуры Qо max и Qh max при температуре воздуха Qа=20 °С.

Рис. 1.11. Естественная циркуляция масла в трансформаторе (а)
и тепловая диаграмма трансформатора (б)

Т а б л и ц а 1.3

Параметры Трансформаторы
распреде- лительные средней мощности большой мощности
Режим систематических перегрузок: предельная перегрузка, о.е. предельная температура обмотки в верхних слоях, Qh max, °С предельная температура масла в верхних слоях, Qо max, °С 1,5 1,5 1,3
Режим аварийных перегрузок: предельная перегрузка, о.е. предельная температура обмотки в верхних слоях, Qh max, °С предельная температура масла в верхних слоях, Qо max, °С 1,8 1,5 1,3

При работе трансформатора с переменным суточным графиком нагрузки этот график приводится к двухступенчатому графику (рис. 1.12), эквивалентному по тепловому воздействию на изоляцию обмоток трансформатора.

На рис. 1.12 обозначено:

К1 – предшествующая нагрузка в долях от номинальной мощности трансформатора;

К2 – перегрузка в долях от номинальной мощности трансформатора;

t – длительность перегрузки.

Рис. 1.12. Двухступенчатый график нагрузки трансформатора

При работе по такому графику определяются температура масла Qоt и обмотки Qht в верхней части трансформатора к концу интервала перегрузки t. Оценка допустимости перегрузки трансформатора определяется со­пос-тавлением значений Qоt и Qht с их предельными зна­чениями Qо max и Qh max.

Действительная температура воздуха изменяется в течение суток, сезона, года. При одной и той же нагрузке трансформатора увеличение температуры воздуха вызовет увеличение температуры масла и об­мотки. Таким образом, термический износ изоляции определяется как нагрузкой трансформатора, так и температурой окружающего воздуха. При инженерных расчетах режимов перегрузки трансформаторов используется эквивалентная температура воздуха. Это условно по­стоянная температура, которая в течение рассматриваемого периода времени вызывает такой же износ изоляции, как и действительная из­меняющаяся температура за тот же период времени. Для разных районов страны эквивалентные сезонные (летние и зимние) и годовые температуры рассчитаны и приведены в ГОСТ 14209-97.

В табл. 1.3 указаны два режима с циклическими изменениями нагрузки (цикл, как правило, равен суткам):

режим систематической нагрузки;

режим аварийной перегрузки.

Для пояснения этих режимов введем понятие «скорость относительного износа изоляции». В отмеченном выше номинальном режиме работы трансформатора скорость относительного износа изоляции равна единице. При перегрузке трансформатора эта скорость будет больше единицы, при нагрузке, меньшей номинальной, эта скорость будет меньше единицы.

Режим систематической нагрузки — это такой режим, в течение части суток которого перегрузка со скоростью относительного износа изоляции больше единицы компенсируется в течение другой части суток недогрузкой со скоростью износа изоляции меньше единицы. Однако при перегрузке трансформатора предельные параметры не должны превышать значений, указанных в табл. 1.3. Такой режим важен для оценки допустимости нагрузки трансформаторов на однотрансформаторных подстанциях.

Режим аварийной перегрузки — это такой режим, который возникает при продолжительном выходе из строя некоторых элементов электрической сети. Предполагается, что такой режим трансформатора будет возникать редко, но будет достаточно длительным и вызовет значительный термический износ изоляции. Тем не менее, такой режим не должен быть причиной аварии вследствие термического повреждения или снижения электрической прочности изоляции трансформатора. Такой режим важен для оценки допустимости нагрузки трансформаторов двухтрансформаторных подстанций, на которых один из трансформаторов может аварийно отключиться, а оставшийся в работе трансформатор возьмет на себя всю нагрузку подстанции.

В ГОСТ 14209-97 приводятся аналитические выражения для расчета температур масла и обмотки в верхней части трансформатора, а также приводятся многочисленные таблицы и графики, позволяющие оценить допустимость перегрузки трансформаторов с различными системами охлаждения (М, Д, ДЦ, при различных графиках нагрузки (К1, К2, t) и различной температуре окружающей среды (-40 . +40°С) без выполнения аналитических расчетов.

Читайте также:  Оборудование для варки карамели

Контрольные вопросы к разделу 1

1. В каких случаях схемы ТЭЦ строятся с ГРУ?

2. В каких случаях схемы ТЭЦ строятся по блочному принципу?

3. Как определяется мощность трансформаторов связи с системой на ТЭЦ с ГРУ?

4. Как определяется мощность блочных трансформаторов ТЭЦ?

5. С какой целью шины секций ГРУ соединяются в кольцо?

6. Какова роль реакторов, устанавливаемых на ТЭЦ?

7. Какой эффект дает применение на ТЭЦ сдвоенных реакторов?

8. Как определяется мощность генераторов ТЭЦ с ГРУ?

9. Как определяется мощность генераторов блочной ТЭЦ?

10. Дать классификацию подстанций по способу присоединения к сети.

11. Назвать основные требования, предъявляемые к схемам подстанций.

12. Привести типовые схемы РУ напряжением 35 кВ и выше.

13. Привести типовые схемы РУ напряжением 6-10 кВ.

14. Назвать основные преимущества комплектных трансформаторных подстанций блочного типа.

15. Назвать основные конструктивные элементы турбогенератора.

16. Назвать основные конструктивные элементы трансформатора.

17. Каков шаг шкалы номинальных мощностей трансформаторов?

18. Перечислить виды систем охлаждения трансформаторов.

19. Пояснить буквенно-цифровое обозначение трансформатора.

20. Пояснить, что такое схема и группа соединений обмоток трансформатора?

21. Как определяется коэффициент трансформации?

22. Какие конструктивные особенности имеет автотрансформатор?

23. Какие достоинства и недостатки имеют открытые и закрытые РУ?

24. Как выполняются элегазовые РУ? Каковы их преимущества?

25. Каково назначение силовых выключателей?

26. Каково назначение разъединителей?

27. Каково назначение выключателей нагрузки и плавких предохранителей?

28. Каковы недостатки масляных и воздушных выключателей.

29. Каковы преимущества вакуумных и элегазовых выключателей.

30. Какими факторами ограничивается допустимая нагрузка турбогенераторов по активной и реактивной мощности?

31. Перечислить режимы работы трансформатора.

32. Дать пояснение режиму систематической перегрузки трансформатора.

33. Дать пояснение режиму аварийной перегрузки трансформатора.

34. При каком изменении температуры в диапазоне 80-140°С срок службы

изоляции трансформатора изменяется вдвое?

35. Для каких элементов трансформатора ГОСТ 14209-97 устанавливает

Источник



Режимы работы электрооборудования

Режимы работы электрооборудования (ЭО) отличаются по характеру и длительности рабочих циклов, по значениям нагрузок и температурным режимам, по величине потерь, особенностям пуска и работы в установившихся режимах. Особое внимание уделяют номинальным режимам, для которых рассчитывается серийное оборудование. Данные, содержащиеся в паспорте ЭО, относятся именно к номинальному режиму и называются номинальными данными. Заводы-изготовители дают гарантии при условии работы ЭО в номинальном режиме, при номинальной нагрузке и полном соответствии теплового состояния нормативным значениям. Для более точного определения нагрузок электроприемника (ЭП) их подразделяют по группам по сходству графиков эксплуатации.

Режим S1 – продолжительный номинальный (рис. 1, а), длительность (N) которого такая, что при неизмененных значениях нагрузки (P), потерь (∆Р) и при практически неизменной температуре окружающей среды превышение температуры (θmax) всех частей машины достигает установившихся значений. То есть температура при неизменных внешних условиях практически не меняется, а если изменяется, то не более чем на 1 ºС в час при газообразной охлаждающей среде и на 0,5 ºС – при жидкой.

Режим S2 – кратковременный номинальный (рис.1, б). В этом режиме периоды постоянной нагрузки ЭО чередуются с периодами отключения. Все периоды нагрузки — непродолжительны, и температура всех частей машины не успевает достичь установившегося значения, а периоды пауз столь продолжительны, что все части машины успевают остыть до температуры, отличающейся от температуры окружающей среды не более чем на ± 3 ºС, т.е. машина находится практически в холодном состоянии. Стандартные значения периодов работы ЭО – 15, 30, 60 и 90 мин, но могут быть и меньше.

Режим S3 – повторно-кратковременный номинальный (рис. 1, в). В этом режиме цикл работы равен сумме рабочего периода (время работы ЭО, час) и паузы tп (время паузы, час). При этом пусковой ток не успевает вызвать превышения температуры.

Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия и не превышает 10 мин.

Режим характеризуется продолжительностью включения (ПВ):

Режимы работы электродвигателей S1-S10 по ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1-2004) Машины электрические вращающиеся

Рисунок 1 – Режимы работы электрооборудования S1 – S8

Стандартными считаются ПВ = 15; 25; 40 и 60 %. Продолжительность цикла 15 % принимается равной 10 мин. В период паузы машина должна быть отключена и остановлена. Испытания проводятся до достижения практически повторяющейся температуры частей машины, т.е. такой температуры, изменения которой в моменты включения или отключения не превышают 2 ºС в 1 час.

Режим S4 – повторно-кратковременный режим работы с влиянием пусковых процессов – это номинальный повторно — кратковременный режим с частыми пусками (см. рис. 3.1, г), который состоит из последовательности идентичных циклов работы. Каждый цикл включает: время пуска, достаточное, чтобы пусковые потери оказывали влияние на температуру частей машины; время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры; время останова, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

Режим S5 – повторно-кратковременный номинальный с частыми пусками и электрическим торможением (с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением) (см. рис. 3.1, е). В этом режиме каждый рабочий период заканчивается отключением машины и ее электрическим торможением длительностью tП. Для этого режима характерны одинаковые циклы работы.

Каждый цикл содержит:

  • достаточно длительное время пуска;
  • время работы, за которое машина не нагревается до установившейся температуры;
  • время быстрого электрического торможения и время останова, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

Режим S6 – перемежающийся номинальный (см. рис. 3.1, ж). В этом режиме рабочие периоды с неизменной номинальной кратковременной нагрузкой чередуются с периодами холостого хода (ХХ), причем длительность этих периодов такова, что температура машины не достигает установившегося значения. Режим характеризуется относительной продолжительностью нагрузки (ПН), которая определяется, как отношение продолжительности рабочего периода N к продолжительности tц полного цикла:

Обычно ПН = 15; 25; 40 и 60 %, а продолжительность одного цикла составляет 10 мин (см. рис. 3.1, е).

Режим S7 – перемежающийся номинальный с влиянием пусковых процессов, с частыми реверсами и электрическим торможением (см. рис. 3.1, з). Режим не содержит пауз, имеет идентичные циклы, каждый из которых включает достаточно длительный пуск, работу с постоянной нагрузкой и быстрое электрическое торможение, а затем без перерыва производится реверс и начинается следующий рабочий период. Число реверсов достигает 30÷360 циклов в час.

Режим S8 – перемежающийся номинальный с двумя частотами и больше (например, для электродвигателя (ЭД) с периодически изменяющейся частотой вращения, см. рис. 3.1, и). Режим не содержит пауз и включает идентичные циклы, каждый из которых имеет время работы с неизменной нагрузкой и неизменной частотой вращения, затем следует один или несколько периодов при других нагрузках, каждому из которых соответствует своя частота вращения (например, это работа асинхронного двигателя (АД) с переключением числа пар полюсов). Состоит из непрерывно чередующихся циклов (количество циклов в час – 30; 60; 120; 240), каждый из которых имеет несколько рабочих периодов N1÷N3, разные частоты вращения (n1÷n3) и нагрузки. Режим S8 иногда называют «кратковременный».

В последние годы дополнительно рассматривают еще два режима:

Режим S9 работа ЭД с непериодическими изменениями нагрузки и частоты вращения. Этот режим часто содержит перегрузки, которые могут значительно превышать базовую нагрузку. Для этого типа режима постоянная нагрузка, выбранная соответствующим образом и основанная на типовом режиме S1, берется как базовая для определения перегрузки.

Режим S10 работа ЭД с дискретными нагрузками и частотами вращения. При этом каждая комбинация нагрузки/частоты вращения сохраняется достаточное время для того, чтобы машина достигла практически установившегося теплового состояния. Минимальная нагрузка в течение рабочего цикла может иметь и нулевое значение (холостой ход, покой или бестоковое состояние). Для этого режима постоянная нагрузка, выбранная в соответствии с режимом S1, принимают за базовую для дискретных нагрузок. Дискретные нагрузки являются, как правило, эквивалентной нагрузкой, интегрированной за определенный период времени. Нет необходимости, чтобы каждый цикл нагрузки точно повторял предыдущий, однако каждая нагрузка внутри цикла должна поддерживаться достаточное время для достижения установившегося теплового состояния, и каждый нагрузочный цикл должен интегрировано давать ту же вероятность относительного ожидаемого термического срока службы изоляции машины.

Знание режима работы определяет выбор ЭД для конкретных ЭП. Мощности двигателей, указанные в каталогах, показаны для режима S1 и нормальных условий работы, кроме двигателей с повышенным скольжением. Если двигатель работает в режиме S2 или S3, он нагревается меньше, чем в режиме S1, и поэтому он допускает большую мощность на валу. Так, при работе в режиме S2 допустимая мощность может быть повышена на 50 % при длительности нагружения 10 мин, на 25 % при длительности нагружения 30 мин, на 10% при длительности нагружения 90 мин, [32].

Источник

Режимы работы технологического оборудования и электроприводов АТК

1. Основные режимы работы технологического оборудования

Читайте также:  Триколор все оборудование бесплатно

2. Основные режимы работы электроприводов

3.1 Основные режимы работы технологического оборудования

Любой технологический процесс, связанный с производством материалов и изделий, стремятся, руководствуясь экономической целесообразностью, сделать непрерывным. В соответствии с этим технологические комплексы и агрегаты могут длительное время работать непрерывно. Примерами непрерывных технологических комплексов являются бумаго- и картоноделательные машины, не­прерывные станы холодной прокатки, конвейерные линии мно­гих производств и др. Соответственно агрегаты и механизмы этих комплексов работают в непрерывном режиме. Наряду с этим мно­гие технологические агрегаты и их механизмы работают в цикли­ческом режиме со сменой скоростей и нагрузок. В их работе могут быть перерывы. Такие агрегаты и механизмы называются агрегата­ми и механизмами циклического действия. К ним относятся разно­образные подъемно-транспортные машины (мостовые, козловые краны), экскаваторы, металлообрабатывающие станки, промыш­ленные манипуляторы и др. Среди механизмов выделяются меха­низмы циклического и условно циклического режимов. Последние работают с изменяющимися параметрами цикла (ускорения, ско­рости, время от цикла к циклу). Имеются и механизмы кратко­временного режима работы, выполняющие, как правило, вспо­могательные функции.

Режимы работы комплексов, агрегатов и механизмов учитыва­ются при выборе автоматизированных электроприводов и систем управления с точки зрения реализации заданных технологических функций и соответствия номинальным режимам работы электро­двигателей.

3.2 Основные режимы работы электроприводов

Под номинальным режимом работы электродвигателя понимает­ся режим, который был предусмотрен для электродвигателя пред­приятием-изготовителем. Для этого режима в каталогах и паспорте двигателя указываются: номинальная полезная механическая мощ­ность на валу; номинальное напряжение; номинальный ток; номинальная частота вращения или номинальная уг­ловая скорость; номинальный КПД; номинальный коэффициент мощности.

В соответствии со стандартом установлено восемь номиналь­ных режимов работы электрических машин, которые имеют ус­ловные обозначения S1 . S8. Соответствующие этим режимам ди­аграммы изменения нагрузки М (полезного механического мо­мента на валу двигателя), мощности тепловых потерь Рт и темпе­ратуры показаны на рисунках 3.1, 3.2. Режимы определяются следующим образом.

S1 – режим продолжительной нагрузки: работа при постоянной нагрузке, достаточно длительная для достиже­ния теплового равновесия, т.е. температура всех частей электри­ческой машины достигает установившегося значения mах.

S2 – режим кратковременной нагрузки: работа при постоянной нагрузке в течение заданного времени, меньшего, чем требуется для получения теплового равновесия, с последующим отключенным неподвижным состоянием, имеющим достаточную продолжительность для достижения машиной температуры окружа­ющей среды . Характерным параметром является продолжитель­ность кратковременной работы, предпочтительные значения ко­торой составляют 10; 30; 60 и 90 мин.

S3 – режим повторно-кратковременной нагруз­ки: последовательность идентичных рабочих циклов, каждый из которых состоит из периодов работы при постоянной нагрузке и отключенного неподвижного состояния; длительность этих пе­риодов недостаточна для достижения теплового равновесия за время одного рабочего цикла, а наличие пускового тока суще­ственно не влияет на нагревание.

Для режима S3 характерным параметром является относитель­ная продолжительность работы ПВ = (tР/Tц)100 %, где tр – период работы при номи­нальных условиях; Tц = tР + t – продолжительность цикла; t – период отключенного со­стояния (паузы). Предпочтительными являются следующие значения относитель­ной продолжительности работы: 15; 25; 40 и 60 %. Продолжитель­ность одного цикла (если нет других указаний) принимается рав­ной 10 мин.

S4 – режим повторно-кратковременной нагрузки, включая пуск: последовательность идентичных рабочих цик­лов, каждый из которых состоит из периодов пуска, работы при постоянной нагрузке и отключенного неподвижного состояния; длительность этих периодов недостаточна для достижения тепло­вого равновесия за время рабочего цикла.

S5 – режим повторно-кратковременной нагрузки, включая электрическое торможение: последовательность идентичных рабочих циклов, каждый из которых состоит из пе­риодов пуска, работы при постоянной нагрузке, быстрого элект­рического торможения и отключенного неподвижного состояния; длительность этих периодов недостаточна для достижения тепло­вого равновесия за время одного цикла.

Для режимов работы S4 и S5 характерными параметрами явля­ются: относительная продолжительность включения, число вклю­чений в час, коэффициент инерции и постоянная кинетической энергии.

Под относительной продолжительностью включения понима­ется для режима S4 ПВS4 = [(tп + tр)/Тц ]100 %, для режима S5 ПВS5 = [(tп + tp + tт)/Тц]100%, где tп и tт – периоды, соответственно, пуска и торможения.

Продолжительность цикла Tц = 3600/ z, где z – число включе­ний (циклов) в час.

Под коэффициентом инерции понимается отношение суммы момента инерции двигателя и приведенного к валу двигателя мо­мента инерции механизма к моменту инерции двигателя:

Постоянная кинетической энергии – это отношение кинетичес­кой энергии, запасенной ротором при номинальной частоте вра­щения (угловой скорости), к номинальной полной мощности или произведению номинальных напряжения и тока в машинах по­стоянного тока.

Для режимов работы S4 и S5 предпочтительными являются сле­дующие значения: ПВ – 15; 25; 40 и 60 %; z – 30; 60; 90; 120; 180; 240 и 360 вкл./ч; kj – 1,2; 1,6; 2; 2,5 и 4.

S6 – режим продолжительной работы при пе­ременной нагрузке: последовательность идентичных ра­бочих циклов, каждый из которых состоит из периодов работы при постоянной нагрузке и на холостом ходу; длительность этих периодов недостаточна для достижения теплового равновесия за время одного рабочего цикла. Характерным параметром является продолжительность рабо­ты ПР = (tр/Тц )100%.

Предпочтительными являются следующие значения ПР: 15; 25; 40 и 60 %. Продолжительность одного цикла (если нет других ука­заний) принимается равной 10 мин.

S7 – режим продолжительной нагрузки, вклю­чая электрическое торможение: последовательность идентичных рабочих циклов, каждый из которых состоит из пе­риодов пуска, работы при постоянной нагрузке и электрического торможения; длительность рабочего периода недостаточна для до­стижения теплового равновесия за время одного цикла.

Для режима работы S7 характерными параметрами являются чис­ло включений в час, коэффициент инерции и постоянная ки­нетической энергии. Предпочтительными являются следующие значения: z — 30; 60; 90; 120; 180; 240 и 360 вкл./ч; kj – 1,2; 1,6; 2; 2,5; 4.

S8 – режим работы при периодическом изме­нении частоты вращения и нагрузки: последова­тельность идентичных рабочих циклов, каждый из которых состо­ит из периодов ускорения, работы при постоянной нагрузке, со­ответствующей заданной частоте вращения, затем одного или не­скольких периодов работы при других постоянных значениях на­грузки, соответствующих другим частотам вращения; длительность каждого рабочего периода недостаточна для достижения теплово­го равновесия за время одного рабочего цикла.

Для режима работы S8 характерными параметрами являются число включений в 1 ч, относительная продолжительность рабо­ты при каждой внешней нагрузке и соответствующей ей частоте вращения, а также коэффициент инерции и постоянная кинетической энергии. Относительная продолжительность работы в данном случае при каждой из нагрузок ПРj= [(tп.пj + tp.j)/ Тц]100 %, гдe tp.j – период работы при постоянной j-й нагрузке; tп.пj – период переходного процесса (ускорения или замедления) при пе­реходе к j-му значению частоты вращения (угловой скорости) и соответствующей ей нагрузке.

Для режима работы S8 предпочтительными являются следую­щие значения параметров:z 30; 60; 90; 120; 180; 240 и 360 вкл./ч; kj – 1,2; 1,6; 2; 2,5; 4; ПР –15, 25, 40 и 60 %.

В каталогах электрических машин приводятся данные для номи­нальных режимов S1, S2 и S3. Задача выбора электрической маши­ны по мощности заключается в том, чтобы правильно сопоставить ее рабочий режим с номинальным, обеспечив максимальное ис­пользование выбранного двигателя по условиям нагрева.

Рекомендуемая литература

1. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: учебник для вузов / М.П. Белов, В.А. Новиков, Л.Н. Рассудов. – М.: Академия, 2004. – С. 80-86.

2. Родионов В.Д., Терехов В.А., Яковлев В.Б. Технические средства АСУ ТП: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.Б. Яковлева. – М.: Высш.шк., 1989.

Источник

§ 1. Основное и вспомогательное оборудование.

Основное оборудование. Учебные мастерские и предприятия оснащены основным и вспомогательным оборудованием. К основному относят оборудование, предназначенное для выполнения основных технологических операций (резка заготовок, токарная обработка, штамповка и др.). К вспомогательному относят оборудование, занятое на выполнении вспомогательных операций (перевозка, упаковка и др.).

В зависимости от характера выполняемых работ и типа применяемых инструментов оборудование подразделяется на группы.

Группа 1 -токарные станки, включает станки, которые предназначаются для обработки поверхностей вращения. Объединяющим признаком данной группы является использование вращательного движения заготовки в качестве движения резания.

Группа 2 — сверлильно-расточные станки, включает также и расточные. Объединяющим признаком группы сверлильных станков является их назначение — обработка круглых отверстий. Движением резания служит вращение инструмента, которому обычно сообщается движение подачи. В горизонтально-расточных станках подача может осуществляться также перемещением стола с заготовкой.

Группа 3 — шлифовальные станки, объединяются по признаку использования в качестве режущего инструмента абразивных шлифовальных кругов. В эту группу входят также полировальные и доводочные станки, на которых в качестве режущего инструмента используются абразивные бруски, абразивные ленты, порошки и пасты.

Группа 4 — зубообрабатывающие станки, включает все станки, служащие для обработки зубьев колес.

Группа 5 — фрезерные станки, объединяет все станки, использующие в качестве режущего инструмента многолезвийные инструменты — фрезы.

Группа 6 — строгальные и долбежные станки, объединяет станки, у которых общим признаком является использование в качестве движения резания прямолинейного возвратно-поступательного движения резца или изделия.

Группа 7 — протяжные станки, включает станки с общим признаком; использование в качестве режущего инструмента специальных многолезвийных инструментов — протяжек.

Читайте также:  Газовое оборудование для ваз воронеж

Группа 8 — электрофизические и электрохимические станки.

Группа 9 — отрезные и разные станки.

Группа 10 — станки, изготовляемые другими министерствами и ведомствами, предназначены для различных видов обработки (токарной, фрезерной и др.).

В СССР принята единая система обозначений станков, основанная на присвоении каждой модели станка шифра (номера). Номер, присваиваемый каждой модели станка, может состоять из трех или четырех цифр и букв, причем буквы могут стоять после первой цифры или в конце номера, например: 612, 1616, 6Н82, 2620.

Первая цифра показывает группу, к которой относится данный станок. Вторая цифра указывает тип станка в данной группе. Третья или третья и четвертая цифры совместно показывают условный размер станка. Например, для токарных станков третья и четвертая цифры показывают высоту центров в сантиметрах или дециметрах.

Чтобы различить конструктивное исполнение станков одного и того же размера, но с разной технической характеристикой, между первой и второй цифрами вводится буква. Например, все станки моделей 162, 1А62, 1Б62, 1К62 — токарные с высотой центров 200 мм. Однако модель 162 имеет максимальную частоту вращения 600 об/мин, модель 1А62 — 1200, 1Б62- 1500, а модель 1К62-2000 об/мин. Буквы, стоящие в конце номера, означают различные модификации станков одной и той же базовой модели. Например, горизонтально-фрезерный станок 6Н82Г представляет собой упрощенный тип базового универсально — фрезерного станка 6Н82.

Станки классифицируются также по универсальности, по степени автоматизации, по точности и массе.

Назначением основного технологического оборудования является изготовление деталей машин, т. е. обработка заготовок этих деталей.

Любое технологическое оборудование состоит из корпуса, привода и исполнительных органов. Ниже описан универсальный вертикально-сверлильный станок (рис. 249).

Вертикально-сверлильный станок

Рис. 249. Вертикально-сверлильный станок:

1 — стол, 2 — инструмент, 3 — шпиндель, 4-шпиндельная головка, 5 — электродвигатель, 6 — шпиндельная бабка, 7 -колонна, 8—штурвал, 9 — фундаментная плита

На фундаментной плите 9 смонтирована колонна 7 коробчатой формы. В ее верхней части смонтирована шпиндельная головка 4, несущая электродвигатель 5, шпиндель 3 с инструментом 2. На вертикальных направляющих колонны установлена шпиндельная бабка 6, внутри которой размещен механизм подачи, осуществляющий вертикальное перемещение шпинделя. Поднимать и опускать шпиндель можно механически и вручную при помощи штурвала 8.

Условное изображение механизмов, соединенных в определенной последовательности в кинематические цени, называют кинематической схемой. Кинематические цепи, обеспечивающие исполнительные движения рабочих органов, называют структурными.

Простейшая кинематическая схема станка показана на рис. 250. Здесь три исполнительных движения: вращение вала I — шпинделя с инструментом, вала IV — шпинделя, изделия и прямолинейная подача стола вместе с заготовкой II. В соответствии с этим имеем три структурные кинематические цепи: первая состоит из ременной передачи со шкивами 1-2, вторая — из передачи 3-4, червячной пары 5-6, колес а-b, с-d и винтовой пары 9-10.

Простейшая кинематическая схема станка

Рис. 250. Простейшая кинематическая схема станка:

1,2 — шкивы, 3,4 — ременная передача, 5, 6 — червячная пара, 7, 8, а-b-с-d — зубчатые колеса, 9, 10 — винтовая пара

Вспомогательное оборудование. К вспомогательному оборудованию относят краны, тельферы, тележки, конвейеры, укладчики, кантователи, оборудование для консервации и упаковки и др.

Источник

Определение режима работы оборудования

Различают сменный, суточный и годовой режимы работы оборудования.

При сменном режиме работы оборудования сменное время распределяют на отрезки времени в часах и минутах, в течение которых оборудование выполняет свои основные функции и не работает по тем или иным причинам. Его разрабатывают для рабочих парков оборудования.

Рабочий парк – количество единиц одновременно работающего оборудования. Среднее количество единиц оборудования рабочего парка N p по маркам за отчетный период определяют по формуле

,

где п – число групп оборудования с одинаковым временем работы за отчетный период; N i – количество единиц оборудования в i-й группе; t – фактическое время работы оборудования i-й группы, рабочие дни; D p — число рабочих дней за отчетный период.

При разработке сменного режима работы оборудования учитывают перерывы в работе оборудования по следующим причинам: конструктивно-технологическим t кт, технологическим t т, организационным t o и метеорологическим t м, а также по причинам, определяемым организацией труда и отдыха операторов или машинистов t от .

К конструктивно-технологическим перерывам относят время, затрачиваемое на выполнение ЕТО, подготовку оборудования к работе в начале смены и его передачу в конце смены. Перерывы в работе по технологическим причинам определяются технологией и организацией выполнения работ (перемещение оборудования с одной позиции на другую, очистка рабочих органов и т. д.). К перерывам, связанным с организацией труда операторов или машинистов, относят время, затрачиваемое на получение задания и ознакомление с чертежами и объектом, оформление нарядов, сменных рапортов и другой документации, а также время на отдых и личные надобности.

Простои по организационным причинам могут возникать из-за отсутствия фронта работ, несвоевременного обеспечения топливосмазочными материалами, устранения мелких неисправностей, перехода оборудования из одной рабочей зоны в другую и т. д.

Перерывы по метеорологическим причинам входят в сменный режим оборудования только в том случае, если они не включены в годовой режим работы.

При определении сменных режимов различают время чистой работы оборудования внутри смены t ч, время работы оборудования внутри смены t р и полезное рабочее время t п.

Время чистой работы оборудования внутри смены находят из соотношения

где t см – продолжительность смены, ч.

Время работы оборудования внутри смены определяют по формуле

Полезное рабочее время оборудования внутри смены вычисляют следующим образом

В зависимости от назначения среднесменные режимы работы оборудования составляют без привязки к определенным организациям и объектам (применительно к средним условиям работы оборудования внутри усредненной в течение года смены), с привязкой к ним и, наконец, с привязкой к определенному объекту и с учетом конкретных условий использования оборудования на объекте. Первые составляют при разработке сметных норм выработки оборудования с учетом усредненных условий применительно к отрасли промышленности в целом, вторые – в организациях при назначении для оборудования планово-расчетных норм выработки применительно к усредненным условиям его работы в данной организации и третьи – для определения возможного перевыполнения в данных конкретных условиях норм выработки, предусмотренных в нормативно-технической документации.

Коэффициент внутрисменного использования оборудования К вопределяют из отношения числа часов полезной работы оборудования в течение смены t п к общей установленной продолжительности смены t см

Рекомендуется определять фактическое значение К в на основе наблюдений за работой оборудования в течение смены.

При суточном режиме работы оборудования распределяют суточное календарное время на сменное (когда оборудование находится в работе) и несменное (когда оборудование не работает). Показателем исполнения суточного режима работы оборудования служит коэффициент сменности.

Коэффициент сменности К см показывает среднее число рабочих смен среднесписочной единицы оборудования в сутки и определяется из отношения среднего числа часов работы t сф средне-списочной единицы оборудования в сутки к продолжительности смены t см, т. е.

Списочный парк оборудования представляет собой инвентарное количество единиц оборудования, состоящего на балансе предприятия. Если парк оборудования за отчетный период изменялся, то среднесписочное количество единиц оборудования по маркам N c определяют по формуле

,

где n – число групп оборудования с одинаковой длительностью пребывания на предприятии за отчетный период; N с– количество единиц оборудования в i-й группе; t i– длительность пребывания оборудования i-й группы на предприятии, календарных дней; d к – число календарных дней за отчетный период.

Фактический средневзвешенный коэффициент сменности находят по формуле

где Т чф – фактически отработанные часы группой оборудования за отчетный период; N с– среднесписочное количество единиц оборудования в группе, для которой определяется коэффициент сменности; D p – число рабочих дней за отчетный период.

Плановый коэффициент сменности устанавливают с учетом фактического средневзвешенного его значения по оборудованию данной марки или данного типа за отчетный период.

При годовом режиме работы оборудования распределяют годовое календарное время на рабочее и время, когда оно не работает по тем или иным причинам. Годовые режимы разрабатывают на среднесписочную единицу оборудования по каждой группе или каждому виду оборудования для определения продолжительности его рабочего времени в течение года. Их применяют при разработке годовых производственных планов организаций, использующих оборудование; определении потребности в оборудовании для выполнения планируемых объемов работ; составлении годовых планов ТО и ремонта оборудования; определении планово-расчетных цен на эксплуатацию оборудования; расчетах экономической эффективности средств механизации; анализе фактического использования оборудования и разработке мероприятий по улучшению эксплуатации и повышению выработки оборудования.

Годовой (квартальный) режим работы оборудования устанавливают в часах и днях (сутках) рабочего времени.

Число часов работы оборудования в году (Т ч) рассчитывают по формуле

где D p – число рабочих дней оборудования в году.

При расчете D p учитывают следующие перерывы в работе оборудования: праздничные и выходные дни d пв, по метеорологическим условиям d м„ и по организационным (непредвиденным) причинам d o, при выполнении периодических ТО и ремонтов d p и перебазировании оборудования с одного объекта на другой d пб.

Источник