m e g b í z t a az egyik tervező irodát a födémcsere tervdokumentációjának készíté sével. A z e g y é b k é n t szellemes — acélszerkezetű — „ S h e d " - r e n d s z e r ű új lefedés t e r v e a z o n b a n l é t e s í t é s i és f e n n t a r t á s i s z e m p o n t b ó l t ú l k ö l t s é g e s n e k b i z o n y u l t . A z Erdőterv olyan f o r m á b a n kapta m e g a megbízást, h o g y gazdaságosabb szer kezetet kell terveznie. A csarnok m a g a s páratartalma miatt a vasszerkezet al k a l m a z á s á t e l e v e el k e l l e t t v e t n ü n k , é s h a g y o m á n y o s m o n o l i t f ő t a r t ó s é s e l ő r e g y á r t o t t elemes szerkezetet terveztünk a régi szélső f ő f a l a k és a középső v b . pillérsor teljes m e g t a r t á s a és felhasználása mellett. Természetesen gondot f o r d í t o t t u n k a r r a is, h o g y a r é g i n é l j o b b t e r m é s z e t e s m e g v i l á g í t á s t b i z t o s í t ó t e t ő szerkezet épüljön. M e g kell említenem, h o g y a tetőcsere m u n k á i alatt az ü z e m n e k m ű k ö d n i e k e l l e t t , e z é r t o l y a n b e l s ő v é d ő - és m u n k a á l l v á n y t k e l l e t t t e r v e z n ü n k , a m i t ö k é l e t e s c s a p a d é k e l l e n i v é d e l m e t és t e l j e s b i z t o n s á g o t is n y ú j t o t t a dolgozók és a gépi berendezés s z á m á r a . I p a r á g u n k o n b e l ü l ú j s z e r ű n e k m o n d h a t ó a z Érdért pestlőrinci raktárának t e r v e . A h á r o m h a j ó s , e g y e n k é n t 18 m f e s z t á v ú m o n i t o r f e l ü l v i l á g í t ó k k a l e l l á tott, m i n t e g y 9 0 m é t e r h o s s z ú c s a r n o k , s z e r k e z e t i s z e m p o n t b ó l n e m h o z o t t ú j a t , d e a s z e r k e z e t a f e l h a s z n á l á s t i l l e t ő e n ú j s z e r ű v o l t . A f u r n é r - és f a r o s t l e m e z e k tárolási technológiáját kellett összhangba h o z n u n k e g y részben előregyártott n a g y e l e m e s lefedésű vasbeton-vázas csarnoképület adta térkihasználási lehető ségekkel. A z e l s ő r e n d ű t e h e r h o r d ó szerkezet m o n o l i t „ T " pillérei a két hossz o l d a l o n v é g i g m e n ő , a b e k ö t ő ú t és a z i p a r v á g á n y m e l l é c s a t l a k o z ó p e r o n t e t ő t tartanak. A z épület méreteit tekintve a lemezraktár egyik legnagyobb épülőfél b e n l e v ő m u n k á n k . A z e g y b e é p í t e t t m - r e v e t í t e t t e g y s é g á r 1 3 0 0 , — Ft, a l é g m á r 1 7 4 , — Ft, a z I p a r t e r v t í p u s c s a r n o k á n á l l é n y e g e s e n o l c s ó b b . 2
3
A b e m u t a t o t t példák és az előadottak alapján ú g y érezzük, h o g y sikerült m e g t e r e m t e n ü n k a z a l a p a n y a g g y á r t ó f a i p a r m a g a s é p í t é s z e t é b e n a z első — m a g y a r v i s z o n y l a t b a n is k o r s z e r ű — é p ü l e t e k e t . . E z e n a z ú t o n j á r v a s z e r e t n é n k a j ö v ő b e n is g a z d a s á g o s , e s z t é t i k u s és a t e c h n o l ó g i a i k ö v e t e l m é n y e k e t m i n d e n ben kielégítő létesítményekkel gazdagítani a faipart.
Fagyártmánytermelő üzemeink villamos gépeinek gazdaságos kiválasztása LA IN CSÁK
ISTVÁK
A z erdészeti s z a k i r o d a l o m b a n ritkán t a l á l k o z u n k a c í m n e k választott t é m á v a l , de mégis hasznosnak v é l e m foglalkozni vele, m e r t h a z á n k villamos energia helyzete m e g k í v á n j a az ipari energiagazdálkodás ú j a b b területeinek feltárását. A h a z á n k b a n termelt villamosenergiának k b . 6 0 % - á t aszinkron m o t o r o s h a j t á s o k f o g y a s z t j á k el , í g y n e m l e h e t k ö z ö m b ö s n é p g a z d a s á g u n k számára,hogy ekkora energiamennyiséget milyen motorokkal, milyen arány b a n t u d u n k hasznosan felhasználni. E r d ő g a z d a s á g i f a g y á r t m á n y t e r m e l ő ü z e m e i n k b e n az áramellátás korszerű elosztóhálózatok útján biztosított, kapacitásuk évről-évre bővül s mind j o b b a n előtérbe kerül a f a m e g m u n k á l ó gépeket hajtó villamosmotorok kihasz nálásának kérdése. B á r a m o t o r o k helyes megválasztása elsősorban tervezői és b e r u h á z ó i feladat, a p r o b l é m a m e g l e h e t ő s e n szerteágazó, í g y ez a l k a l o m m a l csupán a gazdaságosság n é h á n y kérdésével kívánok foglalkozni.
Tanulmányom célja szalagfűrészek, körfűrészek villamos hajtómotorjai nak megválasztása olyan célból, hogy üzemi terhelésük megközelíti-e névleges teljesítményüket. A gyakorlat ugyanis azt mutatja, hogy a hazai Könnyű ipari Gépgyár által forgalomba hozott 800-as szalag, — valamint 300-as kör fűrészek motorteljesítményei nem. felelnek meg fagyártmánytermelő üzemeinkben a korszerű, gépesített technológiai folyamatok ellátására', mert kisipari asztalos munkákra vannak méretezve. A feldolgozott rönk minősége, az átmérő és a kézi előtolás függvényében ezen kis motoroknál túlterhelés áll elő, és a motor tekercselése elég. Tanulmányaim során a Szombathelyi. Állami erdő gazdaság jánosházai fagyártmánytermelő üzemében találkoztam olyan esettel is, amikor egy hét alatt két szalagfűrészmotor hibásodott meg (leégett) túl terhelés, illetve a helytelen motormegválasztás miatt. Említésre érdemesek fagyártmánytermelő üzemeink gyakorlatából az alábbi hibák : 1. Üzemszerű működés közben keletkező hibák : belső, külső zárlat, túlterhelés okozta rendellenes túlmelegedés, túlfeszültség okozta átütés. 2. Üzemzavarok kapcsolási hibák miatt. 3. Légköri túlfeszültség okozta hibák. A hiba folytán bekövetkezhet : feszültség csökkenés, hőfejlődés okozta felmelegedés, dinamikai hatás okozta mechanikai elváltozás, sérült szigetelés helyén keletkező villamos ív rombolása, a rendszer stabilitásának megbomlása, a munkagép kiesése a termelésből. Üzemzavart idézhet elő a sérüli csapágy, a szakszerül len kezelés (tiílzott szíjfeszítés, alapozás elhúzódása stb.) a helytelen kezelés (elpiszkolódás, hely telen kenés stb.) és az elégtelen karbantartás is. Az elégett motorokat azután, a. biztonságos üzemeltetés végett, minden műszaki és gazdaságossági szem pontok figyelembevétele nélkül túlméretezett motorokkal pótolják. A túlméretezett, kevéssé kihasznált motorok rossz teljesítménytényezővel járnak. Amíg teljes 100%-os terhelés mellett a teljesítménytényező pl. cos rp = = 0,8, addig 40%-os terhelésnél a cos
elő. A kívánt teljesítménytényező gazdaságos értéke 0 , 9 — 0 , 9 5 között van, alsó határától (0,84-től) már teljesítménytényező felárat számít fel az áram szolgáltató vállalat a mindenkor hatályban levő árszabásban megállapított egységáron felül, ami erdőgazdaságaink energetikai számláit terheli. Az áram fogyasztás elszámolása különböző tarifák alapján történik aszerint, hogy a villamosenergia igény' 5 0 kW felett, vagy alatt van-e. Kisebb kapacitású fagyártmánytermelő üzemeinkhez általában a kis üzemi tarifa elszámolás tartozik. így a kisüzemi erőátviteli egységár 1 , 8 0 Ft/kWó, csúcsidőben vételezetté 2 , 1 6 Ft/kWó. A vizsgált fagyártmánytermelő üzemekben főleg 5 , 6 kW, 7 kW-os szalagfűrész és 2 , 2 kW, 3 , 6 kW-os kör fűrész villamos meghajtó motorokat találtam. Körfűrészeknél frizre, szalag fűrészeknél bányadeszkára végeztem méréseket, mert a többi választék méréseivel összehasonlítva azt találtam, hogy a bányadeszka az a választék, amelynek termelése folyamatos, és felöleli a többi választókok munkafázisait. Villamosméréseket végeztem a Szombathelyi, Délzalai, Északsomogyi Állami Erdőgazdaság fagyártmánytermelő üzemeiben egyetemes Reichfogóval, megfelelőnek tartva mérőműszerem zt5%-os hibahatárát, ugyanis az üzemi terhelések ingadozása rendszerint meghaladja a fenti hibahatárt. Mérőműszerem száma : 5 0 2 4 2 0 . 1. számú mérés
A mért 5 , 6 kW-os szalagfűrészmotor jellemző adatai : Feszültség 6 6 0 / 3 8 0 V, kapcsolás jele : YjA periódusszám : 5 0 Hz, áram erősség : 6 , 7 / 1 1 , 7 A, fordulatszám : 1 4 4 0 n/perc, teljesítménytényező : cos
Amper
Volt
Cos
q>
Szel vény vágás
380
6,0 8,0
8,0 6,4 6,2 10,0
0,46 0,64 0,70
0,50 0,81 0,94
Szólezés
380
6,7 5,0 5,0
4,0 5,4 7,0
0,30 0,40 0,50
0,60 0,44 0,60
Szeletelés
380
6,0 7,0 5,8 8,6 9,0 10,0
0,50 0,80 0,92
0,66 0,70 0,80
Üresjárás
380
2,0
0,20
II. számú mérés
A mért 7 kW-os szalagfűrész motor jellemző adatai : Feszültség 6 6 0 / 3 8 0 V, kapcsolás jele : YjA periódusszám : 5 0 Hz, áram erősség : 8 , 3 / 1 4 , 4 A, fordulatszám : 1 4 4 0 n/perc, teljesítménytényező : cos
Sárvár: a választók neve : friz hossza : 1,20 m, átmérője : 27 mm, fafaj : tölgy, fű részlap : 27 mm-es Mérési eredmények
Munkaművelet
Amper
Volt
Cos
Lócvágás (deszkából)
380
2,0 2,3
2,2 2,0
0,25 0,24
0,28 0,4
Darabolás
380
2,5 3,0
2,0 3,2
0,2 0,3
0,3 0,2
Üresjárás
380
III.
1,5
0,2
számú mérés
A mért 3,6 kW-os körfűrész motor jellemző adatai : Feszültség 380 V , kapcsolás jele : A periódusszám :. 50 Hz, áramerősség : 7,8 A, fordulatszám 1440 n/perc, teljesítménytényező : cos
Munkaművelet
Amper
Volt
Cos
q>
Szelvény vágás
380
5,0 4,7
5,8 6,0 8,0 7,0
0,44 0,50 0,42
0,40 0,34 0,44
Szólezós
380
5,4 8,0
8,0 6,0 7,8 7,0
0,50 ' 0,40 0,30
0,32 0,48 0,44
Szeletelés
380
7,4 8,0
5,4 4,4 7,0 6,4
0,46 0,50 0,60
0,32 0,58 0,46
Üresjár ás
380
2,4
0,28
/ V. számú mérés
A mért 2,2 kW-os körfűrész motor jellemző adatai : Feszültség 380/220 V, kapcsolás jele : A, periódusszám : 50 Hz, áram erősség : 4,9/8,5 A, fordulatszám : 1420 n/perc, teljesítménytényező : cos
Jánosháza: a választék neve: friz, hossza : 1,20 m, átmérője: 27 nini, fafaj : tölgy, fű részlap: 27 mm-es
Mérési eredmények Munkám ű velet
Volt
A mper
Cos
Lécvágás (deszkából)
380
2,(5 2,2
3,0 2,4
0,30 0,30
0,26 0,32
Darabolás
880
2,0 2,4
2,0 2,0
0,6 0,4
0,4 0,6
Üres j árás
380
0,2
1,0
Ismeretes, h o g y a látszólagos teljesítmény, két egymásra merőleges összetevőre.
mint
Wattos meddő és látszólagos teljesítmény COS cp = Pw
P
=TJ.I.
w
ményre. P
m
cp
Ahol
= meddő Teljesen
c o s cp t e l j e s í t m é n y r e P j = látszólagos
vektor,
felbontható
vektor-ábrája
jPi
és a P
m
=
teljesítmény,
U-I. P
t0
s i n cp m e d d ő
= hasznos
teljesít
teljesítmény
teljesítmény. szimetrikus
háromfázisú
rendszerre
definiálva
a
teljesítmé
nyeket : Pw — ]A3 -U • I . c o s cp P
m
A
fenti
== y.3 . T J « I . s i n cp
egyenletekbe
behelyettesítve,
megfelelő trigonometriai összefüggések keket
számításaink
így
alakulnak:
watt,
kilowatt
var, kilovar az
1. s z á m ú
ábrát
felhasználva,
alapján kikeresve a szögfüggvényérté
5,6
k W - o s szalagfürész
Szelvényvágás : Szélezés : Szeletelés : Összes :
Pw = Pm = Pw = Pm = PIV
1,73-380 1,73-380 1,73-380 1,73-380 1,73-380 1,73-380 8,607 10,786
= = = =
P Dl Pw P-m
Teljesítménytényező
Szélezés : Szeletelés : Összes :
7,43 0,67 7,43 •0,74 5,51 •0,45 5,51 •0,89 7,73 •0,73 7,73 •0,68
=
3952
W = 3,270 kW VAr = 3,612 KVAr W = 1,629 k W VAr = 3 , 2 2 2 k V A r W = 3,708 kW WAr = 3 , 9 5 2 kVAr
(p =1 , 2 5 3
== 0 , 6 2
cos
28%
motor esetében :
Pw = Pm= Pw = Pm = Pw = Pm= Pw — Pm =
Teljesítménytényező
= 3270 = 3612 ==1629 = 3222 = 3708
tg
felár : 0,62—0,64,
7 k W - o s szalagfűrész Szelvényvágás :
motor esetéhen :
1,73-380 1,73-380 1,73-380 1,73-380 1,73-380 1,73-380
6,08 •0,42 =
1677
6,08- 0,90 7,03 •0,40 7,03 •0,91 6,43 0,48
= = =
3595 1848 4204
= =
2028 3674
•6,43 •0,87
5,553 11,473
felár :
tg
0,40—0,45
W
=
VAr = W = V A r == W = VAr =
kW kVAr kW kVAr
1,677 3,595 1,848 4,204 2,028 3,674
cp =2 , 0 6 0
=
kW
kVAr c o s cp l
66°/,
3 , 6 k W - o s körfűrész motor esetében : Lécvágás: (deszkából) Darabolás:
P = 1,73-380-2,27-0,29 P = 1,73-380-2,27-0,95 P = 1,73 • 3 8 0 • 2,67 • 0 , 2 5 P = 1,73-380-2,67-0,99 Pw = 8 7 0 P = 3153 w
m
w
m
Összes
= 432 = 1416 = 438 = 1737
felár:
0,40 alatt
= 0,432 = 1,416 = 0,438 = 1,737
t g (p == 3 , 6 2 4 =
m
Teljesítménytényező
W VAr W VAr
kW kVAr kW kVAr c o s cp 0 , 2 6
80?/ , o
2 , 2 k W - o s körfűrész motor esetében : Lécvágás
P P P P
w
m
Darabolás
w
m
Összes :
= = = == =
P P-m w
Teljesítménytényező
1 , 7 3 - 3 8 0 - 2 , 5 5 0,31 1 , 7 3 - 3 8 0 - 2 , 5 5 0,95 1,73-380-2,10 0,50 1 , 7 3 - 3 8 0 - 2 , 1 0 0,86 1209 — 2/78
519 1591 690
W VAr W
= 0,519 =1,591 =
0,690
kW kVAr kW
1187 VAr = 1,187 kVAr
T
felár :
0,40—0,45
2,298
=
c o s cp 0 , 4 0
66°/,
Vizsgáljuk meg hogyan alakulnak a viszonyok, ha a fenti méréseket a gazdaságos energiafogyasztás szempontjából mór legelj ük. Pl. : ha az 5 , 6 k W - o s motor használata mellett 1 0 0 0 0 Ft évi W a t t o s energiaköltség merül fel üzemünknél, ebben az esetben a teljesítménytényező felár 2 8 0 0 Ft ; ha 7 k W - o s motort alakalmazunk ugyanilyen munkavégzésre, ebben az esetben a teljesítménytényező felár a 1 0 0 0 0 F t W a t t o s felhasználás után 6 6 0 0 Ft. V a g y kilowattóra egységárra vonatkoztatva az 5 , 6 k W - o s m o t o r k W óránkénti felárral növelt összege ( 1 k W ó 1 , 8 0 F t ) 2 , 3 0 F t ; a 7 k W - o s m o t o r használata esetén a kWó-kénti ár 2 , 9 9 Ft.
A 3 , 6 k W - o s körfűrész m o t o r n á l szintén évi 1 0 0 0 0 F t W a t t o s energiakölt séget v é v e , a teljesítménytényező felár 8 0 0 0 F t ; k W ó - k é n t i felárral növelt összege : 3 , 2 4 F t . U g y a n í g y a 2 , 2 k W - o s motornál a teljesítménytényező felár 6 6 0 0 F t ; a k W ó - k é n t i felárral n ö v e l t összege : 2 , 9 9 F t . Természetesen, t ö b b m o t o r (munkagép) együttes üzemeltetésénél — tekin tettel a z o k k ü l ö n b ö z ő terhelésére és az üresjárásokra — az energiafogyasztás értéke arányosan növekszik. Összefoglalva: L e g n a g y o b b m e d d ő f o g y a s z t ó k az indukciós m o t o r o k . A z általuk f o g y a s z t o t t meddőteljesítményt
elsősorban
a motorok
helyes
megválasz
tásával csökkenthetjük. A vizsgált 5 , 6 k W - o s m o t o r névleges teljesítménye megközelíti a hajtott g é p teljesítmény igényét. Á m o t o r t akkor választjuk helyesen, ha átlagosan legalább 3 / 4 terheléssel v a n üzemben. A 7 k W - o s szalag-, valamint a vizsgált körfűrész m o t o r o k viszont nagy b a n túlméretezettek, kevésbé v a n n a k kihasználva, e z t mutatja alacsony teljesítménytényezőjük. A mérésekből m é g az is kitűnik, h o g y a m e d d ő teljesít m é n y kétszerese a w a t t o s teljesítménynek. E b b ő l viszont arra következtet hetünk, h o g y rönk vágása k ö z b e n a m o t o r terhelésének csökkenésével (előtolás gyengül), a m o t o r n a k m i n d teljesítménytényezője, m i n d a hatásfoka v i s z o n y l a g kedvezőtlen. A m i viszont erősen f ü g g v é n y e elsősorban a rönk minőségének, átmérőjének, előtolás erősségének, másodsorban a fűrészlap élességének és vastagságának. F a g y á r t m á n y t e r m e l ő üzemeinknél a technológiai k ö v e t e l m é n y e k o l y a n o k , h o g y a g y a k o r i és tartós üres járás n e m kerülhető el, ez is o k o z ó j a lehet a n a g y o b b wattos és m e d d ő energiafelhasználásnak. Villamos motorjaink megválasztására v o n a t k o z ó a n n e m lehet minden esetre érvényes általános szabályt felállítani, a döntést esetről-esetre kell meghozni a műszaki és gazdaságossági k ö r ü l m é n y e k p o n t o s mérlegelésével. Villamos g é p e k ( m o t o r o k ) kiválasztásánál f i g y e l e m b e ajánlott s z e m p o n t o k : a) A l e g j o b b feltételek biztosítása a hajtott g é p technológiai feladatainak elvégzésére. b) A rendelkezésre álló hálózati feszültség. c) A z üzemszerű terhelésnek megfelelő teljesítmény. d) A hajtott g é p kívánta fordulatszám, kell-e fordulatszámot változtatni. e) A helyiségnek megfelelő védettség. f) K ö r n y e z e t i hőmérséklet (melegedésre megengedett határ 3 5 C ° ) . g) E g y s z e r ű kezelés. h) L e g n a g y o b b üzembiztonság és élettartam. i) J ó teljesítménytényező. j) J ó motorhatásfok és j ó hajtási hatásfok. Tc) Mérsékelt beruházási költség : mindig m e g f o n t o l a n d ó , h o g y t ö b b póluspárú gépet alkalmazünk-e , v a g y i n k á b b mechanikai áttétellel csökkent sük a fordulatszámot. T ö b b póluspár növeli a g é p méreteit ú g y vasban, mint rézben, t ö b b póluspárú g é p tehát d r á g á b b . í g y p l . : e g y 1 0 póluspárú 2 0 L E - s rövidrezárt indukciós m o t o r háromszor a n n y i b a kerül, mint e g y 1 póluspárú u g y a n c s a k 2 0 L E - s g é p . I) Általában rövidrezárt forgórészű aszinkron m o t o r o k a t használjunk. E z a legolcsóbb ós legkevésbé kényes. m) E g y e n á r a m ú gépeket csak a z o k b a n az esetekben alkalmazzunk, amikor azt a villamos hajtási feltételek feltétlenül indokolják. Mint e t a n u l m á n y b ó l is kitűnik, állandó üzemellenőrző mérésekkel tekin télyes megtakarítást érhetünk él, m i n d népgazdasági, m i n d üzemi szinten.
