Снижение энергопотребления универсальных швейных машин при использовании частотно-регулируемого электропривода

• Автор: Горяинов, Михаил Фёдорович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Шахты
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА
1.1 Классификация электроприводов швейных машин
1.2 Основные положения работы комплекса
«электропривод — швейная машина»
1.2.1 Анализ рабочего цикла универсальной швейной машины
1.2.2 Обоснование выбора критериев работоспособности привода швейной машины
1.3 Анализ работы электродвигателя швейной машины
при повторно-кратковременном режиме
Выводы
2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ, МОДЕЛИРОВАНИЕ
И РАСЧЁТЫ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА УНИВЕРСАЛЬНОЙ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ
2.1 Разработка структурной схемы универсальной швейной
машины с частотно-регулируемым электроприводом
2.2 Расчёт рабочего цикла универсальной швейной машины
с частотно регулируемым электроприводом
2.3 Математическое моделирование переходных процессов частотно-регулируемого электропривода
универсальной швейной машины
Выводы
3 ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
3.1 Конструкция экспериментального стенда
3.2 Методика экспериментальных исследований режимов работы универсальной швейной машины
с частотно-регулируемым электроприводом
3.3 Экспериментальные исследования взаимосвязи режимов работы универсальной швейной машины с параметрами преобразователя частоты
3.4 Экспериментальные исследования теплового режима электродвигателя в условиях повторно-кратковременной работы
Выводы
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА В УНИВЕРСАЛЬНЫХ ШВЕЙНЫХ МАШИНАХ
4.1 Рекомендации для работы с системой управления частотнорегулируемым электроприводом универсальной швейной машины
4.2 Рекомендации по внедрению частотно-регулируемого привода
в универсальные швейные машины
4.3 Экономическая эффективность от внедрения частотно-регулируемого электропривода
на универсальные швейные машины
4.4 Анализ энергопотребления фрикционного
и частотно-регулируемого электроприводов
универсальной швейной машины
Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертации. Наибольшую долю оборудования швейных предприятий, в том числе и сферы услуг, составляют универсальные швейные машины, которые в то же время являются наиболее энергозатратными в расчёте на единицу продукции. Так, по данным ранее проведённых исследований, до 70 % рабочего времени двигатель работает на холостом ходу при выполнении операций, в которых время вспомогательных приёмов значительно превышает машинное время.
В Федеральном законе № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» от 23.1 1.2009 г. в ст. 10 указано: «производимые на территории Российской Федерации и ввозимые товары должны содержать информацию о классе их энергетической эффективности». В принятом в соответствии с этим законом. Постановлении правительства РФ от 31 декабря 2009 г. № 1221 «Об утверждении правил установления требований энергетической эффективности товаров, работ и услуг» в перечне товаров, в отношении которых устанавливаются требования энергетической эффективности, указаны и приводы к швейным машинам.
Существенная экономия электроэнергии может быть достигнута при применении регулируемых электроприводов для управления технологическими процессами при шитье.
Исследования особенностей применения некоторых типов электроприводов, проведённые фирмами «Джуки» (Япония), «Римольди» (Италия), касались в основном расширения функциональных возможностей машин и их скоростного режима. При этом не учитывались потери энергии при разгоне и выбеге электродвигателей универсальных швейных машин при их остановке и пуске в процессе обработки изделий по различным технологиям и физико-механическим свойствам текстильных материалов [90, 92]. А потому исследования, ведущие к экономии электроэнергии на заготовительных и монтажных участках швейного производства, представляются своевременными и актуальными.
,, Мс,
мк =—~ момент сопротивления на главном валу машины при
установившемся движении, б) При выбеге

А в = пл.фигуры grri = шмк
Время выбега /3, полученное из уравнения (1.12), равно (если обозначить кратность момента трения при выбеге):
М М + Ш
1 = = 1
Мс2 I Ммк 3 Ммк
где В1
- 1 + Ь
С учётом уравнения (1.24) окончательно получим:

(Л1 + ”Д)<Т>"МК
Ав =

2 2 (/ + Ъ)
Время /] равно сумме времени первого и второго периода разгона. Время определяется уравнением (1.17), Ц получается из уравнения
(1.10):
// т, , СО., - СО,
/ = 7) 1п 3 1—
" а, (1 - &)
Тогда, с учётом выражений соа = со0 (1 - 5а)
_ (Т, + Л)' юо' Ба 1—1 ;2 | т
‘г~ , , > Л — м Л«

для времени разгона Г получаем окончательно