Визначення економічно доцільного рівня надійності електроприводів



 

Підвищення надійності роботи ЕП досягається, як уже відзначалося, введенням внутрішньоелементної або структурної надмірності, використанням засобів контролю та діагностики, а також визначеним ускладненням конструктивного виконання пристроїв і блоків ЕП. Реалізація цих технічних заходів вимагає додаткових витрат на розробку та виготовлення ЕП. Очевидно, що ці додаткові витрати, які звичайно називають капітальними, можуть бути зроблені та виправдані лише в тому випадку, коли за рахунок підвищення надійності ЕП буде досягнуто зниження поточних витрат при експлуатації технологічного устаткування, яке обслуговується. Це зіставлення додаткових капітальних витрат зі зниженням експлуатаційних витрат здійснюється за допомогою показника додаткового економічного ефекту Ен за наступною формулою [5]:

                                                                  (15.13)

де  — додаткові капіталовкладення в ЕП на підвищення надійності, грн.;  — річна економія на собівартості продукції, яка випускається технологічним устаткуванням, грн/рік;

Тсл – амортизаційний термін служби устаткування, років;

Eн = 0,15 – нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень, 1/рік.

До складу собівартості С продукції, яка випускається, входять усі види поточних витрат на її виробництво та збут і амортизаційні відрахування. Ці відрахування являють собою кошти, призначені для відшкодування зносу основних фондів (технологічного устаткування) та його наступної заміни (реновації).

При розрахунках економічного ефекту за рахунок підвищення надійності і-го елемента ЕП амортизаційні відрахування виділяються [21] із собівартості, тоді економія (грн.) збільшиться і дорівнюватиме

                                                            (15.14)

де ka – норма амортизації.

Підставляючи  із (15.14) в (15.13), після деяких перетворень одержуємо співвідношення для додаткового економічного ефекту за термін служби ЕП:

                                                                          (15.15)

ЕП як електромеханічна система створюється сукупністю пристроїв, кожний з яких, у свою чергу, складається з окремих елементів. Тим самим середнє число відмовлень ЕП у деякому інтервалі часу (потік відмовлень ЕП) визначається сумою середніх чисел відмовлень усіх елементів, які входять в його будову, і відмовлення будь-якого з них призводить до відмовлення ЕП у цілому. Очевидно, що в цьому випадку економічні втрати від відмовлення ЕП дорівнюють сумі втрат від відмовлень елементів, а додатковий економічний ефект від підвищення надійності ЕП буде складатися з відповідних ефектів за рахунок зниження інтенсивності відмовлень , кожного з елементів (властивість адитивності).

Виходячи з цих розумінь, додатковий економічний ефект визначається звичайно стосовно до окремого елемента ЕП, під яким можна мати на увазі будь-який його вузол, блок, модуль або пристрій.

Знайдемо складові, які входять в праву частину рівності (15.15), для випадку, коли надійність ЕП підвищується за рахунок зниження інтенсивності відмовлень  його і-го елемента.

Річна економія за рахунок собівартості  складається з двох складових – річної економії витрат на експлуатацію ЕП , отриманої за рахунок підвищення надійності і-го елемента ЕП та річної економії  від скорочення втрат виробництва при простоях технологічного устаткування, тобто

                                                                      (15.16)

Економія витрат на експлуатацію ЕП за рахунок підвищення рівня надійності і-го елемента з  до  складе

                                                              (15.17)

де Св.і – середня вартість відновлення працездатності і-го елемента ЕП.

Втрати від простоїв технологічного устаткування, викликаних відмовленням ЕП, визначаються за формулою

                                                                        (15.18)

де В – умовно-постійні витрати підприємства (збитки), які не залежать від обсягу виробництва продукції; Ні – середній збиток від простою устаткування, обумовлений вартістю недовипущеної продукції.

Якщо інтенсивність відмовлень і-го елемента ЕП зменшена, то економія  складе

                                (15.19)

Використовуючи тепер співвідношення (15.16), (15.17) і (15.19), знаходимо формулу для річної економії при підвищенні надійності i-го елемента ЕП з рівня  до рівня :

                                           (15.20)

Визначимо тепер ті додаткові капітальні вкладення , які потрібні для підвищення надійності і-го елемента ЕП з рівня  до рівня . Теоретичні дослідження показали, що з достатньою точністю зв'язок збільшення вартості елемента з початковим і кінцевим рівнями його надійності визначається за наступною формулою:

                                                                            (15.21)

У формулі (15.21) константа Si чисельно дорівнює збільшенню вартості елемента при зниженні інтенсивності його відмовлень в е = 2,71 разів (при  ln = 2,71 = 1 і ).

Підставляючи (15.20) і (15.21) в (15.15), отримуємо формулу для знаходження додаткового економічного ефекту за термін служби Тсл, обумовленого зниженням інтенсивності відмовлень і-го елемента ЕП зі значення  до значення

                                    (15.22)

Економічний ефект від підвищення надійності ЕП у цілому при підвищенні надійності п його елементів (вузлів, блоків, пристроїв) буде складати

                                                                        (15.23)

Аналіз співвідношення (15.22) показує, що при збільшенні надійності і-го елемента ЕП (зниженні інтенсивності відмовлень ) додатковий економічний ефект спочатку зростає від нуля (при ) до деякого максимального значення, а потім починає знижуватися. Це пояснюється тим, що при дуже великому підвищенні надійності і-го елемента ЕП вартість необхідних для цього технічних заходів вже не буде окупатися зниженням витрат при експлуатації ЕП і технологічного устаткування.

Співвідношення для рівня інтенсивності відмовлень, який відповідає максимальному значенню економічного ефекту, може бути отримано математичним шляхом, якщо знайти похідну  за допомогою формули (15.22) та прирівняти її до нуля. Цей рівень інтенсивності відмовлень одержав назву оптимального і визначається за формулою:

                                                    (15.24)

Підстановка (15.24) в (15.22) дозволяє знайти максимально можливий додатковий економічний ефект  у випадку забезпечення оптимального рівня надійності і-го елемента ЕП відповідно до співвідношення (15.24). Оптимізуючи подібним чином рівні надійності інших елементів (вузлів, блоків, пристроїв) ЕП, можна за допомогою формули (15.23) знайти максимально можливий економічний ефект при забезпеченні оптимального рівня надійності його компонент.

 

 

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Москаленко В.В. Электрический привод. М.: Высшая школа, 1991. – 430 с., ил.

2. Васин В.М. Электрический привод. М.: Высшая школа, 1984. – 231 с., ил.

3. Основы автоматизированного электропривода/ М.Г. Чиликин, М.М. Соколов, В.М. Терехов, А.В. Шинянский. М.: Энергия, 1974. — 568 с.

4. Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1985. — 560 с.

5. ГОСТ 16593 — 79. Электроприводы. Термины и определения.

6. Голован А.Т. Основы электропривода. — М.; Госэнергоиздат, 1959 — 344 с.

7. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева и А.В. Шинянского. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 616 с.

8. Электротехнический справочник. Использование электрической энергии. Т. 3. Кн. 2 / Под ред. В.Г. Герасимова, П.Г. Грудинского, Л.А. Жукова и др. М.: Энергоиздат, 1982. — 560 с.

9. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 416 с.

10. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. — М.: Энергоиздат, 1981. — 576 с.

11. Анализ и синтез систем управления электроприводов постоянного тока / Под ред. В.А. Елисеева. — М.: Моск. энерг. ин-т, 1984. — 84 с.

12. Ильинский Н.Ф. Электроприводы постоянного тока с управляемым моментом.— М.: Энергоиздат, 1981. —144 с.

13. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе.—М.: Энергия, 1977. — 432 с.

14. Электромагнитные переходные процессы в асинхронном электроприводе / М.М. Соколов, Л.П. Петров, Л.Б. Масандилов, В.А. Ладензон. — М.: Энергия, 1971. — 624 с.

15. Марголин Ш.М. Дифференциальный электропривод.—М.: Энергия, 1975. — 168 с.

16. Электроприводы постоянного и переменного тока с улучшенными динамическими и энергетическими показателями — Тр/Моск. энерг. ин-т, 1982, вип. 570 — 108 с.

17. Автоматическое управление электроприводами. Лабораторные работы. Учеб. пособие для вузов / Под ред. А.А. Сиротина. — М.: Высшая школа, 1978. — 176 с.

18. Крановое электрооборудование: Справочник /Под ред. А.А. Рабиновича. — М.: Энергия, 1979. — 240 с.

19. Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 224 с.

20. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник / И.Х. Евзеров, А.С. Горобец, Б.И. Мошкович, и др.: Под ред. канд. техн. наук В.М. Перельмутера. — М.: Энергоатомиздат, 1988 — 319 с.

21. Применение микропроцессорных систем в энергетике и радиоэлектронике. Дорошенко А.Н., Евланов Ю.Н., Ильяшенко Л.А., Раков В.К., Щеглов Ю.М. / Под ред. В.А. Мясникова и А.А. Дерюгина. — М.: Моск. энерг. ин-т. 1986. — 100 с.

22. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988. — 176 с.

23. Рипс Я.А., Савельев Б.А. Анализ и расчет надежности систем управления электроприводами. — М.: Энергия, 1974. — 248 с.

24. Яуре А.Г., Певзнер Е.М. Крановый электропривод: Справочник. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 344 с.

25. Транзисторный электропривод на базе синхронных двигателей с возбуждением от постоянных магнитов для станков и промышленных роботов /Л.Д. Поздеев, В.В. Горчаков, Н.В. Донской и др. — Электротехника. 1988. № 2. с. 10 — 14.

26. Шёнфельд Р., Хабигер Э. Автоматизированные электроприводы: Пер. с нем. / Под ред. Ю.А. Борцова. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985. — 464 с.


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 287;