Экономичность контакторной и импульсной систем управления электродвигателем

Сравнение систем управления по экономичности проведем на примере электропогрузчика "ЭП-103 КО". Стоимость контакторной системы управления для этого погрузчика можно оценить приблизительно в 10 тыс. рублей. При этом затраты на ее техническое обслуживание (замену контактов, контакторов, предохранителей и контроллеров) составляют, при интенсивном характере работы, 1…3 тыс. рублей в месяц, а в ряде случаев - до 9 тыс. рублей в месяц. Стоимость импульсной системы управления составляет около 40 тыс. рублей, и она не требует технического обслуживания.

При интенсивном характере работы АКБ (когда погрузчик задействован примерно 8…12 часов в сутки) она, как правило, заряжается ежесуточно в ночное время. Часто она ставится на подзарядку в середине рабочего дня. Это приводит к исчерпанию ресурса АКБ (1000 циклов заряда/разряда) за 2-3 года, после чего она подлежит замене. В зависимости от режима работы батареи импульсная система управления позволяет увеличить срок ее службы в 2-3 раза, т. е. до 6 лет.

В таблице 33 приведены сравнительные эксплуатационные характеристики системы управления обоих типов. Эти данные позволяют сопоставить расходы на работу погрузчиков с контакторной и импульсной системами управления за 6 лет и показывают, что импульсная система управления окупается за 1…2 года.

Таблица 33 Сравнительные эксплуатационные характеристики систем управления
Эксплуатационные характеристики	Система управления
	Контакторная	Импульсная
Стоимость системы управления, тыс. руб.	10	40
Стоимость тех. обслуживания системы управления за 1 год, тыс. руб.	10-30	не требуется
Срок службы АКБ, лет	срок службы АКБ	6
Электроэнергия, расходуемая на заряд АКБ за 1 год эксплуатации, тыс. кВт·ч	4	2
Стоимость электроэнергии на заряд за 1 год эксплуатации при тарифе 0,43 руб./кВт·ч, рублей	1700	850

Выполняемую погрузчиком механическую работу (A_М)можно выразить через параметры АКБ, а также через КПД электродвигателя (h_ДВ) и КПД системы управления (h_СУ), следующим образом:

A_М = h_ДВ h_СУ·h_АКБ Q_З·U_З.

КПД двигателя h_ДВвозрастает с увеличением нагрузки, достигая максимального значения (0,7…0,8) для двигателей мощностью 3,5 кВт, применяемых на погрузчиках грузоподъемностью 1 т. КПД импульсной системы управленияh_СУпрактически равен 0,9…1,0. О значении КПД контакторной системы представление можно получить только по косвенным признакам, т. к. оно зависит от режимов работы и мастерства водителя. В таблице 34 приведены оценки величины механической работы при перевалке грузов, которую может совершить электропогрузчик от одной зарядки АКБ.

Типовые действия погрузчика (например, при загрузке автомашины) состоят из чередования повторяющихся маневров: захвата груза, ускорения с грузом, движения с номинальной скоростью, остановки, ускорения без груза, движения без груза с номинальной скоростью и т. д. Несложно оценить, что работа, совершаемая этой машиной за такой рабочий цикл A_Ц(подвоз на расстояние 40 м к автомашине груза массой 800 кг и последующий подъем его на высоту борта 1,5 м), составляет около 15 т·м.

Имея примерные величины A_МиA_Ц, нетрудно вычислить количество рабочих циклов, которые электропогрузчик сможет выполнить от одной зарядки АКБ (таблица 34). Из приведенных ниже данных следует, что если погрузчик использует контакторную систему управления, то количество его рабочих циклов будет в полтора-два раза меньше.

Описанную выше методику выбора электропогрузчика для достаточно продолжительной и интенсивной работы можно, использовать при сравнении машин с различной комплектацией, несмотря на некоторый разброс ряда параметров, лежащих в основе приведенных выше оценок. Такой подход позволяет количественно определить эффективность затрат на приобретение того или иного погрузчика, а также связать его технические и экономические характеристики.

Таблица 34 Сравнительные технико-экономические характеристики АКБ
Энергетические и стоимостные характеристики АКБ	Электропогрузчик
	ЭП-103 КО			ЕВ-687
	Тип АКБ
	34ТНЖ300 (щелочная)	20 6А420 (кислотная)	20 7А490 (кислотная)	2х40 / 210 (кислотная)
Энергоемкость разряда новой АКБ AР = hАКБ·Q·U, кВт·ч	7,0	11,4	13,3	11,4
Механическая работа, совершаемая электропогрузчиком, hДВ=0,7 иhСУ=0,9 приAМ = hДВ hСУ hАКБ·Q·U, кВт·ч (кДж)	4,9 кВт·ч (1800 т·м)	8,0 кВт·ч (2900 т·м)	9,3 кВт·ч (3400 т·м)	8,0 кВт·ч (2900 т·м)
Количество рабочих циклов (загрузка на автомобиль грузов массой 800 кг с подвозом их на 40 м): Aм/Aц	120	200	230	200