空載運行數(shù)控機床空載運行時節(jié)能決策模型及實用方法

根據(jù)數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)功率方程，建立了數(shù)控機床工步間空載運行時停機節(jié)能的理論決策模型。為解決理論模型求解困難的問題，采用了一種通過建立測試數(shù)據(jù)表和進行曲線擬合的方法，求得理論模型三個關鍵參數(shù)的實用計算公式，從而得到各機床的實用決策模型和實際運行方法。

空載運行數(shù)控機床工步間能耗分析

數(shù)控機床相對于普通機床在工步間空載運行時有一個重要特點：[t3，t4] 在數(shù)控加工程序中已確定，即空載時間 T_o =t4 -t3 是確定的。從節(jié)能角度，不難想到：工步間機床空載運行時，采用停機處理，能否節(jié)能"sup--normal" data-sup="1" data-ctrmap=":1,"> [1]

空載運行數(shù)控機床停機節(jié)能決策模型

建立了一種變頻數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)的功率方程，如果用P_e(ω)來表示數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)在某一轉速下電動機無機械負載時的損耗功率(P_e(ω)=ΔPP₀，其中，ΔP 為變頻器功率損耗，P₀為電動機的空 載功率)，而不管其具體構成，式中，P_in為數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)總輸入功率；b₀為電動機的載荷系數(shù)；α_i為機床主傳動系統(tǒng)的載荷損耗系數(shù)；P_c為切削功率；M₀為機床主傳動系統(tǒng)等效到電動機軸的等效非載荷庫侖摩擦力矩；ω為電動機輸出軸的角速度；B為機床主傳動系統(tǒng)等效到電動機軸的等效黏性阻尼系數(shù)；J 為機床主傳動系統(tǒng)的轉動慣量系數(shù)；t為時間變量。

由于啟動瞬間電動機電磁場突變的特殊性，因此 P_e(ω)不僅與 ω有關，而且在啟動瞬間有突變。由于這種突變過程是時間的瞬間變化過程，因此P_e(ω)可以表示為P_e(ω，t)。

空載運行實用決策模型的建立

停機節(jié)能理論決策模型中，空載時間T_o是數(shù)控程序中的已知數(shù)，K₀是根據(jù)實際情況事先給定的一個常數(shù)。為求解P_u、E_s和T_s，提出了一種通過建立測試數(shù)據(jù)表得到擬合曲線公式的快速和較準確的處理方法。

空載運行實際停機節(jié)能過程的運行步驟

根據(jù)數(shù)據(jù)編程中的工步間空載運行時間T_o、前一工步結束時刻t_j、后一工步的開始時間t_j 1和轉速n_j，進行決策，若應進行停機，則在數(shù)控程序中編入在t_j 時刻停機的代碼，在t_j 1 -T_oj 時刻開始啟動，就會自然產(chǎn)生停機節(jié)能效果。操作過程簡單方便。

變壓器空載運行時，雖然二次側沒有功率輸出，但一次側仍然從電網(wǎng)吸取一部分的有功功率，來補償因為磁通飽和，在鐵芯內引起的磁滯損耗和渦流損耗簡稱鐵耗。磁滯損耗的大小取決于電源的頻率和鐵芯材料磁滯回線的面積；渦流損耗與最大磁通密度和頻率的平方成正比。另外還存在空載電流引起的銅耗。對于不同容量的變壓器，空載電流和空載損耗的大小是不同的。

隨行著高電壓大容量變壓器的日益增多，空載運試驗作為檢驗鐵心磁路設計、制造是否可靠的試驗項目越來越多地受到用戶重視。在GB/T6451—2008《油浸電力變壓器技術參數(shù)和要求》的附錄A中明確要求進行12h，1.1倍額定電壓的空載運行試驗，試驗后油中應無乙炔，總烴含量無明顯變化，無明顯局部放電的聲、電信號。

大多數(shù)500kV及以上等級變壓器合同中都明確要求進行12h或長時間空載運行試驗。進行空載運行試驗將占用大量的試驗時間和試驗場地，而且大型變壓器的空載運行必須使用大容量發(fā)電機組，要消耗大量的能源。因此，開展對兩臺同型號、同規(guī)格的變壓器并聯(lián)進行空載運行以縮短試驗時間的研究具有重大的現(xiàn)實意義。

空載運行空載運行試驗的理論分析

變壓器的空載運行試驗通常從低壓側施加額定頻率的正弦波額定電壓，高壓（或其他）繞組開路，中性點（如果引出）接地。在此條件下測量變壓器電壓、電流和損耗，記錄油溫，并在試驗結束后進行油色譜分析。

空載運行試驗電源的選擇：

空載運行試驗電源的容量一般由變壓器空載電流決定。計算

S₀=0.01i₀S_n

式中S₀——由空載電流計算出的空載試驗容量；

i₀——變壓器的空載電流，%；

S_n——被試變壓器額定容量，kV·A。

對小容量變壓器取i₀=2%，則空載試驗電源的容量S₀=0.01i0，S_n=0.02S_nkV·A

對大容量變壓器取i₀ =1%，則空載試驗電源的容量為0.01S_nkV·A。

在GB1094·1 標準中要求空載試驗時平均值電壓表（方均根值刻度）的讀數(shù)U′，和方均根值電壓表的讀數(shù)U，兩塊表的讀數(shù)之差要<3%。按照此要求，試驗電源容量要遠遠大于由S₀=0.01i₀S_n算出的容量。根據(jù)經(jīng)驗，空載試驗電源的容量?。?.05～0.10 ）S_nkV·A，可以保證波形系數(shù)滿足要求，較小系數(shù)適用于大容量變壓器，較大系數(shù)適用于中等容量變壓器。大型變壓器的空載運行試驗通常使用≥5000kV·A的發(fā)電機組。

空載運行并聯(lián)空載運行的試驗方法與線路

長時間空載運行試驗是為了檢查鐵心磁路設計和制造是否可靠，并通過試驗后變壓器油的色譜分析發(fā)現(xiàn)有無局部缺陷。所以在試驗設備容量允許并保證試驗安全的條件下，只要滿足試驗要求，可以將兩臺變壓器并聯(lián)同時進行長時間運行試驗。

對于兩臺單相變壓器，如果額定電壓相同就可以將兩臺變壓器的低壓繞組并聯(lián)，高壓繞組開路，中性點接地，同時進行空載運行試驗。此時施加的電壓與單臺變壓器的額定電壓相同，測量的空載損耗是兩臺鐵心產(chǎn)生損耗的代數(shù)和（空載損耗為標量），測得的電流是兩臺產(chǎn)品空載電流的矢量和（空載電流是矢量）。

兩臺單相變壓器，當規(guī)格型號完全相同時，理論上兩臺產(chǎn)品的鐵心勵磁阻抗也完全一致，即Z₀₁=Z₀₂。但在實際制造過程中，由于制造和原材料的差異等原因，兩臺產(chǎn)品的鐵心不可能完全一致，也就是兩臺產(chǎn)品的勵磁阻抗不會完全相等，造成兩臺產(chǎn)品高壓端電壓的相位存在微小的差別，所以在兩臺產(chǎn)品并聯(lián)運行時，高壓端仍然需要保持一定的絕緣距離。

空載運行兩臺產(chǎn)品并聯(lián)空載運行試驗方法的經(jīng)濟效益

采用兩臺產(chǎn)品并聯(lián)進行空載運行試驗，將兩臺產(chǎn)品的試驗時間縮短為一臺產(chǎn)品的試驗時間，不僅降低了試驗人員的勞動強度，并且提高了試驗效率，降低了試驗成本，縮短了產(chǎn)品的制造和試驗周期。

如果能夠有60臺變壓器的空載運行試驗采用這種試驗方式，那么可以節(jié)省30臺產(chǎn)品的試驗時間，以每臺節(jié)約試驗時間12h計算，30臺可節(jié)約30天的時間，相當于在不增加試驗人員、試驗設備和試驗場地的情況下，可以多增加一個月的試驗時間，同時減少了大容量機組一個月的大負荷使用時間，可見該方法的經(jīng)濟效益非?？捎^。 2100433B

《電力名詞》第三版。

電壓源直流換流站已充電,所有的絕緣柵雙極型晶體管已解鎖,但電壓源直流換流站與其相連的交流系統(tǒng)無有功功率或無功功率交換的運行狀態(tài)。