Содержание

Выбор автомата по мощности нагрузки: расчет автоматического выключателя | ENARGYS.RU

Подбор автоматического выключателя – это очень важный параметр, от которого часто зависит качество работы конкретных электрических приборов и сети в целом. Чтобы подобрать правильный автоматический выключатель, стоит руководствоваться определенными правилами, которые необходимо знать.

Выбор автомата по мощности нагрузки должен выполняться правильно, ведь в противном случае могут возникнуть проблемы.

Автоматические выключатели – это один из элементов защиты электрической сети от перезагрузок, и они обязательно должны быть качественными. Мощность потребления электричества не должна превышать мощности самого автомата, поэтому, прежде чем его покупать, нужно внимательно рассчитать реальные свои потребности.

Подробнее о способах выбора

Есть несколько способов для того, чтобы выбор автоматических выключателей был удачным и максимально качественным. Чтобы выбрать нужный вариант, стоит грамотно определить показатель номинальной нагрузки в электрической сети.

Рассчитать этот показатель можно только после того, когда будут рассмотрены мощности каждого из функционирующих приборов и суммированы в единое целое.

Чем больше техники работает, тем мощнее нужен автомат.

Выбор с помощью таблицы

Проще всего выбрать нужный автомат с помощью специальной таблицы, которая является достаточно объемной. Узнав суммарный показатель мощности всех приборов, можно без лишних проблем подобрать однофазный, двухфазный или трехфазный выключатель.

Подбор можно выполнить за считанные минуты, если общая мощности приборов немного ниже, чем есть в таблице, то стоит выбрать приблизительно такой же вариант, но лучше, чтобы его мощности была даже чуть выше.

Выбор графическим способом

Подобрать автоматический выключатель согласно своим потребностям можно при помощи специальной графической схемы. Эту схему можно найти в интернете без особых проблем, в ней указывается номинальный ток автомата и его мощность в киловаттах.

Конкретные номиналы по току соответствуют определенным показателям мощности, за счет чего и можно определить нужный вариант. Этот способ практически такой же удобный, как таблица, поэтому многие потребители активно им пользуются.

Если посмотреть на показатели графика, которые расположены по горизонтали, то можно найти показатели токовой нагрузки, а по вертикали указываются данные о мощности конкретного, используемого участка сети. Мощность нужно рассчитать самому, а потом, используя этот показатель, можно определить, какой именно выключатель требуется.

Особые нюансы выбора

При выборе автомата, нужно учесть тот факт, что количество бытовой техники может значительно увеличиться в доме. Учитывая этот фактор, стоит брать автомат, имеющий мощность немного выше, чем это необходимо в настоящий момент. Если количество техники в доме увеличивается, и она активно используется, соответственно и нагрузка на электрическую сеть становится выше.

Совет! Если автомат уже установлен, а техники в доме стало больше, то просто нужно купить новый и установить его. Только в этом случае нужно позаботиться и о новой проводке, т.к. старая может не справится с нагрузкой.

Рассчитав сумму напряжения в конкретном сегменте, покупая автомат, к этому числу стоит добавить еще 50%, чтобы в случае необходимости не пришлось срочно бежать за новым выключателем. Расчет необходимой мощности провести несложно. С такой банальной задачей справиться даже школьник.

Используя повышающий коэффициент, можно спокойно застраховать себя от непредвиденных ситуаций. Но есть и такие случаи, когда советуют использовать не повышающий, а понижающий коэффициент, но они бывают достаточно редкими.

Это важно! Если на сеть приходится повышенная нагрузка, за счет включения множества мощных электроприборов, то нужно не просто менять выключатель, а и проверить, выдержит ли проводка такие нагрузки.

Как выбрать трехфазный автомат?

Трехфазные автоматы просто отлично годятся для сети в 380 вольт, они считаются самыми мощными.
Чтобы определиться именно с выбором этого устройства, стоит следовать таким правилам:

  • определить суммарную мощность всех используемых приборов;
  • рассчитать мощность, подключенных к системе питания приборов освещения;
  • умножить полученный результат на коэффициент, значение которого достигает 1,52;
  • выбрать автоматический выключатель для дома по показателям таблицы.


Зная, как выбрать автомат для сети 220 или 380 вольт, можно спокойно покупать автомат для дома, имея уверенность в том, что он качественный. При этом стоит учитывать тот факт, что номинальная сила тока должна быть больше на 15%, чем полученный ранее при расчетах результат.

Принцип выбора однофазный и двухфазных автоматов является примерно таким же, как и для трехфазного.

Выводы

Абсолютно каждый взрослый человек должен научиться выбирать автоматический выключатель, поскольку в доме без него обойтись нельзя. Чтобы правильно подобрать автомат, нужно рассчитать общую мощность всех функционирующих приборов, сделав небольшую добавку мощности на будущее.

Дополнительно нужно посмотреть, выдержит ли проводка конкретное значение нагрузки.

Качественный автомат стоит покупать в специализированном магазине, определив его мощность и модель с использованием специальной таблицы или схемы. Выбирая автомат, нужно учитывать свои реальные потребности и тогда он будет действительно хорошим.

Главное, правильно определить мощность всех электрических приборов в доме. Это легко можно сделать, если посмотреть на корпус того или другого прибора, где прописаны буквально все технические характеристики. Учитывая все нюансы выбора, можно найти и купить автомат для своего дома, который будет выдерживать нагрузку используемых электрических приборов.

Провести нужные расчеты очень просто, поэтому с такой легкой задачей просто нереально не справиться, что уже доказали многие пользователи, подбирая данную вещь для дома впервые, без опыта.

Выбор номинала автомата по мощности нагрузки и сечению кабеля

Сегодня мы расскажем, как осуществляется выбор автомата по мощности нагрузки. Также вы узнаете, насколько зависимы друг от друга показатели мощности, номинального тока прибора и сечения электрической проводки. Начнем с кратких определений основных понятий:

  • мощность — это скорость передачи или преобразования электроэнергии;
  • номинальный ток автоматического выключателя — максимальный пропускаемый ток, на который не реагирует тепловой расцепитель;
  • сечение провода являет собой площадь среза токоведущей жилы.

Адекватный выбор автоматических выключателей производится с учетом сечения кабеля, поскольку проводка должна обладать способностью пропускать нужную нагрузку и не перегреваться. А вопрос мощности зависит от пиковых нагрузок на линии, то есть надо знать, насколько возрастет сумма мощностей в сети, когда питания одновременно потребуют все потребители.

При выборе автоматического выключателя обратите внимание на номинал по току, который нужно подобрать как можно точнее.

С большим запасом брать не стоит, потому что проводка оплавляется при превышении допустимой мощности потребления, а сам автомат не спешит расцеплять цепь, ведь для него мощность вполне нормальна. В результате может произойти пожар или обгорание розеток, если владелец квартиры/дома не заметит неладное и не учует характерный запах. Опять-таки, с точки зрения рационализма тратиться на дорогой АВ с высоким номиналом невыгодно, если реальные требования к защите домашней сети скромные или стандартные.

Если же сделать выбор автомата в пользу маленького номинала (меньше требуемого), то получите в результате “выбивание” света при пиковых нагрузках. Ограничения в потреблении электроэнергии вынудят вас или просчитывать суммарную мощность перед каждым подключением приборов в сеть, или вообще отказаться от использования мощной техники.

Как рассчитать мощность автомата

Чтобы обеспечить самую эффективную и точную защиту от перегрузок, для расчета автомата по мощности для сети 220V используется формула:

в которой номинальный ток выражен I, сумма мощностей всех питаемых потребителей с осветительными приборами в том числе, — это P, а напряжение электрической сети — U. Таким образом, величина номинального тока будет расти при увеличении суммарной мощности потребителей.

А для сети 380V расчет автомата по мощности производится по формуле:

в которой добавляется величина cosφ, означающая коэффициент мощности (точное значение можно посмотреть в табл. 6.12 норматива СП 31-110-2003 “Проектирование и монтаж электрических установок жилых и общественных зданий”). Для упрощения расчетов в бытовых условиях косинус фи принимают равным единице. А вообще этот коэффициент зависит от типа электрического приемника, к примеру:

  • для сетей освещения с люминесцентными лампами коэффициент мощности равен 0,92;
  • для осветительных сетей с лампами накаливания — единице;
  • для газосветных рекламных установок — от 0,35 до 0,4;
  • для вычислительных машин без технологического воздушного кондиционирования — 0,65;
  • для холодильников и кондиционеров с электродвигателем до 1 кВт cosφ равняется 0,65, а с двигателем 1 — 4 кВт коэффициент мощности возрастает до 0,75.

Попробуем сделать расчет автомата по мощности на примере. Допустим, вы стремитесь защитить от короткого замыкания группу кухонных розеток в количестве три штуки. В одну постоянно включен холодильник мощностью 400 Вт, в другие периодически подключают микроволновку или чайник (1000 Вт) или блендер (300 Вт). Подсчитаем суммарную мощность, если вы захотите одновременно подключить самые мощные приборы: 400 + 1000 + 1000 = 2400 Вт. Сила тока для сети 220V находится так:

2400/220 = 10,9А

И мы рекомендуем делать выбор автомата по мощности в пользу ближайшего номинала 10А. Может возникнуть закономерное опасение, не будет ли “выбивать” при подаче большего напряжения на такой номинал? На самом деле, если подать на 10-амперный защитный прибор нагрузку в 15 ампер, то срабатывание произойдет через восемь минут, а если подать 11 ампер, то и целых двадцать минут. За это время чайник выключится и нагрузка вновь станет допустимой — гораздо раньше, чем в дело включится расцепитель.

А как выбрать автоматический выключатель в случае с трехфазным вводом, актуальным для частных домов и некоторых новостроек? Можете либо воспользоваться формулой с коэффициентом мощности, либо сориентироваться по таблице.

Подбор автомата по мощности таблица

 

Номиналы автомата по току, АОднофазное подключение (220V)Трехфазное подключение Треугольник (380V)Трехфазное подключение Звезда (220V)
6313,9кВт71,8кВт41,6кВт
501157,033
408,845,626,4
327,036,521,1
255,528,516,5
204,422,813,2
163,518,210,6
102,211,46,6
61,36,84,0
30,73,42,0
20,42,31,3
10,21,10,7

 

Таким образом, вам наглядно видно, автомат 16 ампер сколько киловатт выдерживает: в однофазной сети 3,5 кВт; в трехфазной в зависимости от схемы подключения либо 10,6 кВт, либо 18,2 кВт. Пользователи часто спрашивают, автомат на 20 ампер сколько киловатт выдержит? В бытовых сетях 220V допустимая мощность составляет 4,4 кВт, а при 3-фазном подключении — 13,2 кВт. Аналогично на вопрос “автомату на 32 ампера сколько киловатт соответствует” можно утверждать, что 7 кВт при однофазном подключении и 21,1 кВт при звездчатой схеме подключения к трехфазной сети. Возможно, вы захотите уточнить, АВ на 100 ампер сколько киловатт выдерживает, ведь в таблице этих данных нет. Для бытовых потребностей такая нагрузка явно завышена, однако это не мешает нам ответить на вопрос: сотне ампер в автомате соответствует 22 кВт в 1-фазной сети и 38 кВт в 3-фазной.

В быту чаще всего запасаются автоматическими выключателями на 25А или 32А на вводе, на розетки устанавливают 10А и 16А, а на освещение 6А. Мы же рекомендуем повысить эффективность защиты и сделать индивидуальный выбор после расчетов, просматривая для автоматов электрические номиналы из таблиц.

Выбор автомата по сечению кабеля таблица

Мы бегло упоминали, что выбор автоматического выключателя по мощности —это только полдела. Напечатанную выше таблицу мощности автоматов необходимо совместить с таблицей сечения кабеля. Если проводка не соответствует номиналу АВ, а также проходящим через него суммарным мощностям, она перегреется, а далее возможно оплавление изоляции и даже пожар.

Такое часто бывает в старых домах, когда жильцы необдуманно подключают к сети мощную современную технику. Суммарная нагрузка на цепь вроде бы соответствует выбранному токовому эквиваленту автоматического выключателя, здесь вопросов нет. Однако, несмотря на правильный выбор защиты  по мощности и готовности сети к эксплуатации, в доме появляется запах горелой проводки, вполне вероятно задымление и возгорание.

Одна из основных ошибок рассчитать номинал и мощность автомата правильно, но не учесть характеристики проводки. Сеть не будет отсечена, пока номинал не превышен, а тонкие разогретые провода постепенно расплавят изоляцию. Результатом может стать короткое замыкание, в результате которого автомат сработает, но ситуация приобретает критические черты, если по дому распространился огонь.

Поэтому предлагаем вам новую таблицу, как выбрать автоматический выключатель с учетом тока, мощности и сечения токопроводящей жилы в мм.

Сечение электрической проводки, ммНапряжение 220VНапряжение 380V
ток, Амощность, кВтток, Амощность, кВт
12030066,0260171,6
9526057,2220145,2
7021547,3180118,8
5017538,514595,7
3513529,711575,9
2511525,39059,4
168518,77549,5
107015,45033,0
64610,14026,4
4388,33019,8
2,5275,92516,5
1,5194,11610,5

Подытожим, как выбрать автомат максимально корректно. Не имеет значения, сколько электроприборов вы будете подключать, важна лишь их суммарная мощность. Также крайне важно знать сечение проводки. Если у вас неоднородное сечение кабеля в линии, ваша задача — защитить слабейший участок (это значит участок с минимальным сечением).

Таким образом, когда вы задаете вопрос, какую нагрузку выдерживает автомат на 16 ампер, или 15 кВт сколько ампер соответствует, ответ на него не будет полным без понимания состояния вашей проводки. Велика вероятность, что ее придется менять, если вы проживаете в старом доме и ваши потребности в потреблении электроэнергии возросли.

Поперечное сечение токопроводящего кабеля должно выдерживать общую мощность одномоментно подключенных электроприборов.

Полезные видео

Смотрите, что говорят эксперты YOUTUBE по поводу выбора АВ.

как подобрать и рассчитать мощность, номинал автоматов по току

Все те пользователи, которые испытывают регулярные трудности с отключением электричества, покупают автоматический отключатель. Он не только позволяет сохранить работоспособность электрооборудования, но и уберечь пользователя от короткого замыкания и удара током. Как осуществить выбор автомата по мощности нагрузки и другим критериям, для чего он нужен? Об этом и другом далее.

Для чего нужен

Автомат считается устройством, главной задачей которого является обеспечение неопасного использования электрической сети. Также он занимается предохранением оборудования от сверхтока, считающегося коротким замыканием с перегрузкой. Подобное оборудование включается и выключается от электрической цепи. Оснащается или электромагнитным расцепителем или комбинированным видом. Благодаря этому можно защитить цепь. Главным его плюсом служит тот факт, что он позволяет защитить электрическую установку или трансформаторную подстанцию от короткого замыкания, перегрузки сети и поломки в результате частого отключения сети.

Защита сети как основная задача автоматического отключателя

Имеет на своем корпусе маркировки номинального тока, коммутационной способности, класса токоограничения, номинальной отключающей способности и время-токовой характеристики срабатывания расцепительной системе. Бывает однополюсным, двухполюсным, трехполюсным и четырехполюсным и подходит для соответствующих названию фаз сетей.

Важно! Чаще всего его используют для защиты электрической плиты или других кухонных нагревательных приборов. Также его применяют, чтобы уберечь систему освещения с двигательной, трансформаторной системой.

Принцип работы

Главным элементом устройства является электромагнитный с тепловым расцепителем. Первый гарантирует защиту от замыкания, второй — от перенапряжения. Электромагнитный прибор это катушка с сердечником, которая поставлена на специальной пружине и при нормальном режиме создает электромагнитный вид поля, притягивающий катушечный сердечник. В момент короткого замыкания электроток повышается и превышает номинально заявленный по техническим характеристикам. Этот ток проходит по катушке расцепителя и увеличивает поле. В результате цепь обесточивается.

Тепловой агрегат включается в работу, когда появляется перегрузка. Это биметаллическая пластина с металлом А и В.

Важно! В момент перенапряжения, ток поступает на пластину, она нагревается и благодаря свойству В расширяться, искривляется поверхность и размыкается подвижный вид контакта.

Принцип работы любого автоматического отключателя

Критерии выбора

Осуществлять выбор автоматического выключателя по мощности для долгой и продолжительной службы своему владельцу необходимо, исходя не только от него. Также нужно отталкиваться от бренда, цены, сечения кабеля, тока, длительно допустимого проводникового заряда, суммарной мощности бытовой аппаратуры, ампеража. Обязательно следует учесть в расчет номинальное токовое значение с селективностью, заводом изготовителем. Как правило, вся необходимая информация представлена на самом агрегате маркировкой.

Бренд и цена как критерий выбора автоматического отключателя

По мощности нагрузки

Мощность нагрузки — количество потребляемой энергии всеми электроприборами, которые подключены к одной линии. Чтобы определить это число, нужно рассчитать токовую нагрузку и выбрать больший токовый номинал или равный получившемуся значению.

Следует отметить, что значение электротока однофазной сети выше в 5 раз, а в трехфазной сети в 2 раза. То есть каждый электроприбор в киловаттах нужно умножить на 5 или 2, а затем перевести в амперы. В итоге получится правильное значение. Также для этого можно воспользоваться формулой I=P/U*cos φ или специальными онлайн-софтами, которые работают как калькулятор. Нередко подобные коэффициенты представлены в таблицах в сети.

Мощность нагрузки как критерий выбора

По сечению кабеля

Сечением электрокабеля называется та площадь кабельного сечения, которая способна без нагревания выдерживать конкретную нагрузочную мощность. Это очень важный параметр, поскольку при неправильном подсчете сечения, может выйти вся силовая линия. Чтобы это подсчитать, достаточно воспользоваться специальной таблицей, где указано сечение и мощность для подключения в сеть с одной, двух и тремя фазами. Определить сечение можно также по закону Ома и суммированием максимальной мощности всего оборудования.

Обратите внимание! Как правило, для дома выбирается сечение 3*4. Важно суммировать все электроприборы, даже те, которые включаются на короткое время.

Таблица сечения кабели и мощности

По току короткого замыкания (КЗ)

Для подбора автомата по электротоку короткого замыкания, важно четко следовать правилам ПУЭ. На данный момент использовать устройство с 6 килоампер запрещено. Поэтому сегодня особенно распространены системы с 10 килоампер.

 

Ток короткого замыкания как критерий выбора

По длительно допустимому току проводника

Ток неотключения — важный параметр при выборе автоматического выключателя, поскольку именно от этого параметра будет зависеть безопасная работа электросети. Важно отметить, что он может работать и не отключаться в момент превышения номинального токового значения на определенное число, указанное в его технических характеристиках. То есть подбирая аппарат, нужно рассчитывать силовую линию и брать значение с запасом.

Для работы автоматического выключателя в момент превышения нагрузки, нужно определенное время. Оно регулируется существующим гостом от 2010 года. К примеру, среднее время реагирования — 50 секунд.

Таблица допустимого тока для проводов с алюминиевыми жилами

В целом, автоматический выключатель — оборудование, основная задача которого заключается в обеспечении безопасности электросети от сверхтока с коротким замыканием и перегрузкой. Выбрать его нужно по критерию мощности, сечению кабеля, минимально и максимально допустимому проводниковому току.

(PDF) Потребление электроэнергии и воды для стирки белья в стиральной машине по всему миру

Информация о привычках и практике стирки белья –

, например, количество циклов стирки в год, выбранная температура стирки

и средняя загрузка размер.

Имеется мало данных о фактической загрузке

на цикл стирки. Недавнее исследование счетчиков

в 100 немецких домохозяйствах (Berkholz et al. 2006)

сообщает о росте объема загрузки на цикл стирки с увеличением размера домашних хозяйств на

.В рамках европейского проекта «Resi-

dective Monitoring для снижения энергопотребления и

выбросов углерода в Европе» (REMODECE) было проведено наблюдение за

привычек примерно в 500 домохозяйствах в пяти европейских странах

. В отчете по проекту

говорится, что подавляющее большинство домохозяйств

всегда используют стиральную машину на более чем 75% ее мощности

(де Алмейда и др. 2007). Более подробная информация

о фактическом объеме загрузки на цикл стирки приведена в

в разделе «Расход воды на семью».

Можно предположить, что общее количество стирок

возрастает с увеличением количества людей

, проживающих в домохозяйстве, в то время как количество стирок на

человек, живущих в домохозяйстве, уменьшается с увеличением размера домохозяйства на

. Это поддерживает Беркхольц, который измерил общее потребление электроэнергии для

стирки белья в 100 домашних хозяйствах в течение 1 месяца и составило

при 1045,5 кВтч, а среднее потребление за цикл

при 0.89 кВтч (средняя нагрузка 5 кг). При экстраполяции

на 1 год это приводит к годовому потреблению электроэнергии –

125 кВтч и 141 циклу стирки на семью.

Отчет показывает почти линейное увеличение количества стирок на

циклов в зависимости от размера домохозяйства, с распределением

2,1 стирки в неделю на одно домашнее хозяйство

до семи стирок в неделю на шесть –

человек домашнее хозяйство.

Немецкий Öko-Institut опубликовал 164 стирки

цикла в год для среднего домохозяйства в регионе

Германия, Австрия и Швейцария с распределением

из 111 циклов стирки в год для одного домохозяйства до

до 211 циклов стирки в год для дома из четырех человек –

трюма (Rüdenauer and Grießhammer 2004). В отчете

предлагается принять эти цифры для всех европейских стран

до тех пор, пока нет надежных цифр на основе измерений

в эксплуатации.

В отличие от вышеупомянутых цифр, другие

источников сообщают о гораздо большем количестве циклов стирки на семью,

например, Штаммингер и Герделер опубликовали 4,5 стирки

в неделю (234 в год) в среднем домохозяйстве в

Германии. , на основе онлайн-опроса более

более 2000 человек (Stamminger and Goerdeler

2007).В подготовительных исследованиях для экологического дизайна

«Требования к энергопотребляющим продуктам» (EuP)

среди прочего исследовали поведение потребителей

со стиральными машинами. Данные были собраны с помощью онлайн-опроса потребителей

в 10 европейских странах

и 4,9 цикла стирки на домохозяйство в неделю

Сообщалось о

(254 в год) (Presutto et al. 2007).

В отчете о европейском проекте REMODECE

говорится о 270 циклах стирки в год (de Almeida et al.

2007). Примеры показывают, что имеющаяся информация иногда бывает противоречивой. Лучшее предположение

– это адаптация количества циклов стирки

к размеру домохозяйства. Таким образом, количество

циклов стирки в нашей работе было рассчитано на основе

информации, опубликованной Немецким институтом Öko-

, как представлено в Таблице 3.

Информация, использованная для расчета значений

для неевропейские страны были взяты из

региональных отчетов о привычках и практиках стирки

(Австралийское статистическое бюро 2008; Harrel 2003;

Nakaoka and Sudarsana 2002; Wang 2006; Yang

2006; Procter & Gamble, частный коммуникация).

Количество циклов стирки на семью в год

представлено на рис. 3. Очевидно, что Австралия, Япония,

и Северная Америка проводят больше циклов стирки, чем

домашних хозяйства в Европе. Похоже, это коррелирует с

частым использованием программ холодной стирки. Но холодные стирки

также широко распространены в Китае и Южной Корее, и в обеих странах количество стирок

на семью в год относительно невелико. В то время как

объяснение для Южной Кореи все еще отсутствует, небольшое количество циклов стирки

в китайских домашних хозяйствах составляет

из-за частой ручной стирки одежды

, хотя стиральная машина доступна (Wang

2006).Лидирующей страной по количеству

циклов стирки с примерно 10 загрузками в неделю является Япония,

, что, очевидно, вызвано обычным использованием очень

коротких и

программ холодной стирки и относительно низким объемом загрузки

(Nakaoka и Сударшана 2002). Отчет

«Использование энергии в жилом секторе Австралии

1986–2020» публикует 312 циклов стирки в год (шесть

стирок в неделю) для австралийских домашних хозяйств (DEHWA

2008b), а Австралийское статистическое бюро

сообщает, что около 75% австралийских домашних хозяйств проводят

пяти или менее циклов стирки в неделю (Австралийское бюро

Статистического управления, 2008 г.).В связи с уменьшением размера домашнего хозяйства на

и ростом числа машин с горизонтальной осью

на австралийском рынке оценка пяти стирок

циклов в неделю (260 циклов в год) кажется разумной.

Энергоэффективность

3. РАСЧЕТ МАШИНЫ

3. РАСЧЕТ МАШИНЫ



3.1 Введение
3.2 Классификация затрат
3.3 Определения
3.4 Фиксированные затраты
3,5 Операционные расходы
3,6 Затраты на рабочую силу
3,7 Переменные циклы усилий
3,8 Ставки для животных
3,9 Примеры

Себестоимость единицы лесозаготовок или дорожного строительства в основном определяется путем деления затрат на производство. В простейшем случае, если вы арендовали трактор с оператором за 60 долларов в час, включая все топливо и другие расходы, и выкапывали 100 кубометров в час, ваши удельные затраты на земляные работы составили бы 0,60 доллара за кубический метр. Почасовая стоимость трактора с оператором называется машинной ставкой.В тех случаях, когда машина и элементы производства не сдаются в аренду, необходимо рассчитать стоимость владения и эксплуатационные расходы, чтобы получить ставку машины. Цель разработки машинной ставки должна состоять в том, чтобы получить цифру, которая, насколько это возможно, отражает стоимость работы, выполненной в существующих рабочих условиях и используемой системе учета. Большинство производителей оборудования предоставляют данные о стоимости владения и эксплуатации своего оборудования, которые будут служить основой для ставок на машины.Однако такие данные обычно требуют модификации для соответствия конкретным условиям эксплуатации, и многие владельцы оборудования предпочитают составлять свои собственные расценки.

Ставка машины обычно, но не всегда, делится на постоянные затраты, эксплуатационные расходы и затраты на рабочую силу. Для некоторых анализов денежных потоков включаются только те статьи, которые представляют собой денежные потоки. Определенные постоянные затраты, включая амортизацию и иногда процентные платежи, не включаются, если они не представляют собой денежный платеж. В это руководство включены все фиксированные затраты, описанные ниже.Для некоторых анализов затраты на рабочую силу не включаются в стоимость станка. Вместо этого рассчитываются постоянные и эксплуатационные расходы. Затем отдельно добавляются затраты на рабочую силу. Иногда это делается в ситуациях, когда рабочий, связанный с оборудованием, работает на разное количество часов по сравнению с оборудованием. В этой статье труд включен в расчет машинной ставки.

3.2.1 Фиксированные затраты

Постоянные затраты – это те, которые могут быть заранее определены как накапливающиеся с течением времени, а не с темпом работы (Рисунок 3.1). Они не прекращаются, когда работа прекращается, и должны распределяться на часы работы в течение года. В постоянные затраты обычно включаются амортизация оборудования, проценты по инвестициям, налоги, хранение и страхование.

3.2.2 Операционные расходы

Операционные расходы напрямую зависят от скорости работы (рис. 3.1). Эти расходы включают в себя расходы на топливо, смазочные материалы, шины, техническое обслуживание и ремонт оборудования.

Рисунок 3.1 Модель затрат на оборудование.

3.2.3 Затраты на оплату труда

Затраты на рабочую силу – это затраты, связанные с наймом рабочей силы, включая прямую заработную плату, отчисления на питание, транспорт и социальные расходы, включая выплаты на здоровье и пенсию. Стоимость надзора также может быть разделена на затраты на рабочую силу.

Ставка станка – это сумма фиксированных плюс эксплуатационные расходы плюс затраты на оплату труда. Разделение затрат в этих классификациях произвольно, хотя правила бухгалтерского учета предполагают жесткую классификацию.Ключевым моментом является разделение затрат таким образом, чтобы иметь наибольший смысл в объяснении стоимости эксплуатации людей и оборудования. Например, если основным фактором, определяющим стоимость оборудования при утилизации, является скорость его морального износа, как, например, в компьютерной индустрии, амортизационные расходы в значительной степени зависят от времени, а не количества отработанных часов. Для грузовика, трактора или пилы основным фактором может быть фактическое время использования оборудования. Жизнь трактора можно рассматривать как песок в песочных часах, который может течь только в часы работы оборудования.

3.3.1 Закупочная цена (P)

Это фактическая стоимость приобретения оборудования, включая стандартные и дополнительные насадки, налоги с продаж и стоимость доставки. Цены обычно указываются на заводе или доставляются на месте. Заводская цена применяется, если покупатель получает право собственности на оборудование на заводе и несет ответственность за отгрузку. С другой стороны, цена с доставкой применяется, если покупатель получает право собственности на оборудование после его доставки.Цена с доставкой обычно включает фрахт, упаковку и страховку. Другие затраты, например, на установку, должны быть включены в первоначальные инвестиционные затраты. Специальное навесное оборудование иногда может иметь отдельную машинную ставку, если срок их службы отличается от срока службы основного оборудования и составляет важную часть стоимости оборудования.

3.3.2 Экономическая жизнь (N)

Это период, в течение которого оборудование может работать с приемлемыми эксплуатационными затратами и производительностью. Экономический срок службы обычно измеряется годами, часами или, в случае грузовиков и прицепов, километрами.Это зависит от множества факторов, включая физический износ, технологическое устаревание или изменение экономических условий. Физический износ может возникнуть из-за таких факторов, как коррозия, химическое разложение или износ в результате истирания, ударов и ударов. Это может быть следствием нормального и надлежащего использования, неправильного и неправильного использования, возраста, несоответствующего или недостаточного обслуживания или суровых условий окружающей среды. Изменяющиеся экономические условия, такие как цены на топливо, налоговые инвестиционные стимулы и процентная ставка, также могут повлиять на экономический срок службы оборудования.Примеры сроков владения некоторыми видами трелевочной и дорожно-строительной техники в зависимости от области применения и условий эксплуатации приведены в таблице 3.1. Поскольку срок службы выражается в часах работы, срок службы в годах получается путем обратной работы путем определения количества рабочих дней в году и расчетного количества рабочих часов в день. Для оборудования, которое работает очень мало часов в день, расчетный срок службы оборудования может быть очень большим, и следует проверить местные условия на предмет обоснованности оценки.

3.3.3 Остаточная стоимость (S)

Это определяется как цена, по которой оборудование может быть продано на момент его утилизации. Тарифы на бывшее в употреблении оборудование сильно различаются во всем мире. Однако на любом конкретном рынке подержанного оборудования факторами, которые имеют наибольшее влияние на стоимость при перепродаже или обмене, являются количество часов наработки машины во время перепродажи или обмена, тип работы и условия эксплуатации, в которых она работал, и физическое состояние машины.Какими бы ни были переменные, снижение стоимости больше в первый год, чем во второй, больше во второй год, чем в третий и т. Д. Чем короче срок службы машины, тем выше процент потери стоимости за год. Например, в сельскохозяйственных тракторах, как правило, от 40 до 50 процентов стоимости машины теряется в первой четверти срока службы машины, а к середине срока службы теряется от 70 до 75 процентов стоимости. . Стоимость утилизации часто оценивается от 10 до 20 процентов от начальной покупной цены.

3.4.1 Амортизация

Целью амортизационных отчислений является признание снижения стоимости машины, когда она работает над определенной задачей. Он может отличаться от графика амортизации бухгалтера, который выбран для максимизации прибыли за счет преимуществ различных типов налогового законодательства и соответствует правилам бухгалтерского учета. Типичный пример такой разницы наблюдается, когда оборудование все еще работает много лет после того, как оно было «списано» или имеет нулевую «балансовую стоимость».

Графики амортизации варьируются от простейшего подхода, который представляет собой прямолинейное снижение стоимости, до более сложных методов, которые распознают изменяющуюся скорость потери стоимости с течением времени. Формула для годовых амортизационных отчислений с использованием предположения о прямолинейном снижении стоимости:

D = (P ‘- S) / N

, где P ‘- начальная закупочная цена за вычетом стоимости шин, троса или других деталей, которые подвергаются наибольшему износу и могут быть легко заменены без влияния на общее механическое состояние машины.

Таблица 3.1.a – Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. 1/

ЗОНА A

ЗОНА B

ЗОНА C

ГУСЕНИЧНЫЕ ТРАКТОРЫ

Скребки для буксировки, большинство сельскохозяйственных работ, работы с отвалом, угольными отвалами и свалками.Без влияния. Прерывистая работа на полностью открытой дроссельной заслонке.

Рабочий бульдозер в глинах, песках, гравии. Скребки с толкающей загрузкой, рыхление карьеров, большинство операций по расчистке земли и трелевке. Условия средней ударной нагрузки.

Рыхление тяжелых горных пород. Тандемное копирование. Погрузка и дремание в тяжелых породах. Работайте на каменных поверхностях. Условия продолжительного сильного удара.

Малый

12 000 часов

10 000 часов

8000 часов

Большой

22 000 часов

18 000 часов

15000 часов

МОТОГРАДЕРЫ

Ремонт легковых дорог.Отделка. Заводские и дорожные работы. Легкая снегоуборочная обработка. Большое количество путешествий.

Ремонт подъездных дорог. Строительство дорог, рытье. Распространение рыхлой насыпи. Озеленение, планировка земель. Летнее обслуживание дорог со средней и сильной уборкой снега зимой. Повышение использования грейдера.

Содержание дорог с твердым покрытием и каменной наброской. Распространение плотной насыпи. Рыхление-рыхление асфальта или бетона. Постоянно высокий коэффициент загрузки. Ударопрочный.

20 000 часов

15 000 часов

12000 часов

ЭКСКАВАТОРЫ

Подземное сооружение на небольшой глубине, при котором экскаватор устанавливает трубу и копает грунт всего 3 или 4 часа в смену.Свободнотекучий материал с низкой плотностью и незначительный удар или его отсутствие. Большинство механизмов обработки металлолома.

Массовые выемки или рытье траншей, при которых машина все время копает в естественных глинистых почвах. Немного путешествий и стабильной работы на полном газу. Большинство приложений для загрузки журналов.

Непрерывная рытье траншей или погрузка самосвалом в скальные или рыхлые грунты. Большое количество путешествий по пересеченной местности. Машина непрерывно работает на каменном полу с постоянным высоким коэффициентом нагрузки и высокой ударной нагрузкой.

12 000 часов

10 000 часов

8000 часов

1/ Взято из Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.

Таблица 3.1.b – Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. 1/

ЗОНА A

ЗОНА B

ЗОНА C

КОЛЕСНЫЕ БКИДЕРЫ

Прерывистый занос на короткие дистанции, без настила.Хорошие грунтовые условия: ровная местность, сухой пол, почти нет пней.

Непрерывный поворот, устойчивое трелевание на средние расстояния с умеренным настилом. Хорошее покрытие под ногами: сухой пол с небольшим количеством пней и постепенно перекатывающейся поверхностью.

Непрерывный поворот, стабильная трелевка на большие расстояния с частой укладкой настила. Плохие полы: мокрый пол, крутые склоны и многочисленные пни.

12 000 часов

10 000 часов

8000 часов

СКРЕБОКИ КОЛЕСНЫХ ТРАКТОРОВ

Ровные или благоприятные переезды на хороших подъездных дорогах.Без влияния. Легко загружаемые материалы.

Различные условия погрузки и транспортировки. Дальние и короткие перевозки. Неблагоприятные и благоприятные оценки. Некоторое воздействие. Типичное использование в дорожном строительстве для выполнения различных работ.

Условия сильного удара, например, погрузка рваной породы. Перегрузка. Условия постоянного высокого общего сопротивления. Грунтовые дороги.

Малый

12 000 часов

10 000 часов

8000 часов

Большой

16 000 часов

12 000 часов

8000 часов

АВТОМОБИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ТРАКТОРЫ

Использование в шахтах и ​​карьерах с правильно подобранным погрузочным оборудованием.Подъездные дороги в хорошем состоянии. Также строительное использование при вышеуказанных условиях.

Различные условия погрузки и транспортировки. Типичное использование в дорожном строительстве для выполнения различных работ.

Постоянно плохие дорожные условия для перевозки грузов. Сильная перегрузка. Негабаритная погрузочная техника.

25 000 часов

20 000 часов

15000 часов

КОЛЕСНЫЕ ТРАКТОРЫ И КОМПАКТОРЫ

Легкие коммунальные работы.Складские работы. Тяговые компакторы. Дремлющая рыхлая насыпь. Без влияния.

Производственный бульдозер, погрузка глин, песков, илов, рыхлого гравия. Уборка лопатой. Использование уплотнителя.

Производство бульдозеров в горных породах. Толчок в каменистых карьерах для боулдеринга. Условия сильного удара.

15 000 часов

12 000 часов

8000 часов

1/ По материалам Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.

Таблица 3.1.c – Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. 1/

ЗОНА A

ЗОНА B

ЗОНА C

КОЛЕСНЫЕ ПОГРУЗЧИКИ

Прерывистая загрузка грузовиков со склада, загрузка бункера на твердые, гладкие поверхности.Сыпучие материалы с низкой плотностью. Коммунальные работы в государственных и промышленных приложениях. Легкая снегоуборочная обработка. Загружайте и переносите по хорошей поверхности на короткие расстояния без уклонов.

Автопогрузка непрерывного действия со склада. Материалы от низкой до средней плотности в ведре подходящего размера. Загрузка бункера с низким и средним сопротивлением качению. Погрузка из банка в хорошем копании. Загружайте и переносите по плохим поверхностям и небольшим уклонам.

Погрузочно-разгрузочная порода (крупногабаритные погрузчики).Обработка материалов высокой плотности с помощью машины с противовесом. Стабильная загрузка с очень плотных берегов. Непрерывная работа на шероховатых или очень мягких поверхностях. Загружать и переносить в тяжелых условиях копания; путешествовать на большие расстояния по плохим поверхностям с плохими уклонами.

Малый

12 000 часов

10 000 часов

8000 часов

Большой

15 000 часов

12 000 часов

10 000 часов

ГУСЕНИЧНЫЕ ПОГРУЗЧИКИ

Периодическая загрузка грузовиков со склада.Минимальные путевые, поворотные. Сыпучие материалы с низкой плотностью со стандартным ковшом. Без влияния.

Выемка берегов, прерывистая рыхление, рытье фундамента из естественных глин, песков, илов, гравия. Некоторое путешествие. Стабильная работа на полном газу.

Погрузка дробленой породы, булыжника, ледникового тилла, калиши. Работа сталелитейного завода. Материалы высокой плотности в стандартном ковше. Непрерывная работа на каменных поверхностях. Большой объем рыхления плотных каменистых материалов.Состояние сильного удара.

12 000 часов

10 000 часов

8000 часов

1/ Взято из Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.

3.4.2 Проценты

Проценты – это стоимость использования денежных средств в течение определенного периода времени. Инвестиционные фонды могут быть взяты в долг или взяты из сбережений или капитала. В случае заимствования процентная ставка устанавливается кредитором и варьируется в зависимости от местности и кредитного учреждения.Если деньги поступают от сбережений, то в качестве процентной ставки используются альтернативные издержки или ставка, которую эти деньги могли бы заработать, если бы их вложили в другое место. В практике бухгалтерского учета частных фирм могут игнорироваться проценты по оборудованию на том основании, что проценты являются частью прибыли и, следовательно, не являются надлежащим начислением с действующего оборудования. Хотя это разумно с точки зрения бизнеса в целом, исключение таких сборов может привести к развитию нереалистичных сравнительных показателей между машинами с низкой и высокой начальной стоимостью.Это может привести к ошибочным решениям при выборе оборудования.

Проценты можно рассчитать одним из двух методов. Первый способ – умножить процентную ставку на фактическую стоимость оставшегося срока службы оборудования. Второй более простой метод – умножить процентную ставку на среднегодовые инвестиции.

Для линейной амортизации среднегодовые инвестиции AAI рассчитываются как

AAI = (P – S) (N + 1) / (2N) + S

Иногда коэффициент 0.6-кратная стоимость доставки используется как приблизительное значение среднегодовых инвестиций.

3.4.3 Налоги

Многие владельцы оборудования должны платить налоги на имущество или некоторые виды налога на использование оборудования. Налоги, как и проценты, могут быть рассчитаны либо путем умножения расчетной ставки налога на фактическую стоимость оборудования, либо путем умножения ставки налога на среднегодовые инвестиции.

3.4.4 Страхование

Большинство владельцев частного оборудования имеют один или несколько страховых полисов от повреждений, пожаров и других разрушительных событий.Государственные собственники и некоторые крупные собственники могут быть застрахованы самостоятельно. Можно утверждать, что стоимость страхования – это реальная стоимость, отражающая риск для всех владельцев, и что следует допускать некоторую поправку на разрушительные события. Непредвидение риска разрушительных событий аналогично непризнанию риска пожара или повреждения насекомыми при планировании отдачи от управления лесом. Страховые расчеты производятся так же, как проценты и налоги.

3.4.5 Хранение и защита

Затраты на хранение оборудования и защиту в нерабочее время являются фиксированными расходами, в значительной степени не зависящими от часов использования.Затраты на хранение и защиту должны распределяться на общее количество часов использования оборудования.

Эксплуатационные расходы, в отличие от постоянных затрат, меняются пропорционально часам работы или использования. Они зависят от множества факторов, многие из которых в некоторой степени находятся под контролем оператора или владельца оборудования.

3.5.1 Техническое обслуживание и ремонт

Эта категория включает в себя все: от простого обслуживания до периодического ремонта двигателя, трансмиссии, сцепления, тормозов и других компонентов основного оборудования, износ которых в основном происходит пропорционально использованию.Использование оператором оборудования или злоупотребление им, суровые условия труда, политика технического обслуживания и ремонта, а также основной дизайн и качество оборудования – все это влияет на затраты на техническое обслуживание и ремонт.

Стоимость периодического ремонта основных компонентов может быть оценена на основе руководства пользователя и местных затрат на детали и труд, или путем консультации с производителем. Ценный источник – опыт другого владельца с аналогичным оборудованием и учет затрат в типичных условиях работы.Если опытные владельцы или записи о расходах недоступны, почасовые затраты на техническое обслуживание и ремонт можно оценить как процент от почасовой амортизации (Таблица 3.2).

ТАБЛИЦА 3.2. Ставки технического обслуживания и ремонта в процентах от почасовой амортизации выбранного оборудования.

Станок

Процентная ставка

Трактор гусеничный

100

Сельскохозяйственный трактор

100

Трелевочный трактор с резиновыми колесами и фиксаторами троса

50

Трелевочный трактор на резиновой ходовой части с грейфером

60

Погрузчик с тросовым захватом

30

Погрузчик с гидравлическим грейфером

50

Электропила

100

Валочно-пакетирующая машина

50

3.5.2 Топливо

Норма расхода топлива для единицы оборудования зависит от объема двигателя, коэффициента нагрузки, состояния оборудования, привычек оператора, условий окружающей среды и базовой конструкции оборудования.

Для определения почасовой стоимости топлива общая стоимость топлива делится на время работы оборудования. Если записи о расходе топлива недоступны, можно использовать следующую формулу для оценки литров топлива, израсходованного на машинный час:

где LMPH – это литры, израсходованные на машинный час, K – килограмм топлива, израсходованный на тормоз, л.с. / час, GHP – полная мощность двигателя при регулируемых оборотах двигателя, LF – коэффициент нагрузки в процентах, а KPL – вес топлива в кг / литр.Типичные значения приведены в таблице 3.3. Коэффициент нагрузки – это отношение средней используемой мощности к полной мощности на маховике.

ТАБЛИЦА 3.3. Вес, нормы расхода топлива и коэффициенты нагрузки для дизельных и бензиновых двигателей.

Двигатель

Вес
(KPL)
кг / литр

Расход топлива
(К)
кг / тормоз л.с.-час

Коэффициент нагрузки
(LF)

Низкая

Средняя

Высокая

Бензин

0.72

0,21

0,38

0,54

0,70

Дизель

0,84

0,17

0.38

0,54

0,70

3.5.3 Смазочные материалы

Сюда входят моторное масло, трансмиссионное масло, масло главной передачи, консистентная смазка и фильтры. Норма потребления зависит от типа оборудования, рабочих условий (температуры), конструкции оборудования и уровня обслуживания. При отсутствии местных данных расход смазочного материала в литрах в час для трелевочных тракторов, тракторов и фронтальных погрузчиков можно оценить как

Q =.0006 × GHP (картерное масло)
Q = .0003 × GHP (трансмиссионное масло)
Q = .0002 × GHP (бортовые передачи)
Q = .0001 × GHP (гидравлическое управление)

Эти формулы включают нормальную замену масла и отсутствие утечек. Их следует увеличить на 25 процентов при работе в сильной пыли, глубокой грязи или воде. В машинах со сложной гидравлической системой высокого давления, такой как форвардеры, переработчики и харвестеры, расход гидравлических жидкостей может быть намного больше. Еще одно практическое правило: смазочные материалы и консистентная смазка стоят от 5 до 10 процентов стоимости топлива.

3.5.4 Шины

Из-за более короткого срока службы шины считаются эксплуатационными расходами. На стоимость шин влияют привычки оператора, скорость транспортного средства, состояние поверхности, положение колес, нагрузки, относительное время, затрачиваемое на повороты, и уклоны. Для внедорожного оборудования, если местный опыт недоступен, следующие категории срока службы шин, основанные на режиме отказа шины, могут быть использованы в качестве рекомендаций со сроком службы шин, указанным в Таблице 3.4.

В зоне А почти все шины изнашиваются до протектора от истирания до выхода из строя.В зоне B изнашивается большинство шин, но некоторые из них выходят из строя преждевременно из-за порезов, разрывов и не подлежащих ремонту проколов. В зоне C очень немногие шины изнашиваются, если вообще не проходят через протектор до выхода из строя из-за порезов.

ТАБЛИЦА 3.4. Указания по ресурсу шин внедорожной техники

Оборудование

Срок службы шин, часов

Зона A

Зона B

Зона C

Автогрейдеры

8000

4500

2500

Скребки колесные

4000

2250

1000

Погрузчики колесные

4500

2000

750

Скиддеры

5000

3000

1500

Грузовики

5000

3000

1500

Затраты на рабочую силу включают прямые и косвенные платежи, такие как налоги, страховые выплаты, питание, жилищные субсидии и т. Д.При расчете расценок на машины необходимо тщательно учитывать затраты на рабочую силу, поскольку часы, в течение которых они работают, часто отличаются от часов работы соответствующего оборудования. Важно, чтобы пользователь определил свое соглашение, а затем использовал его последовательно. Например, при валке леса пила редко работает более 4 часов в день, даже если резак может работать 6 или более часов, а оплата за 8 часов, включая дорогу, может быть оплачена. Если производительность валки основана на шестичасовом рабочем дне с двухчасовым перемещением, то при расчете производительности машины для оператора с электропилой следует учитывать 4 часа использования механической пилы и восемь часов рабочего времени для шестичасового производства.

Представление о том, что люди или оборудование работают с постоянной скоростью, является абстракцией, которая облегчает измерения, ведение записей, оплату и анализ. Однако есть некоторые рабочие циклы, которые требуют таких переменных усилий, что более полезно построить машинные скорости для частей цикла. Одним из важных случаев является расчет машинной нормы для грузовика. Когда лесовоз ожидает загрузки, загружается и выгружается, расход топлива, износ шин и другие эксплуатационные расходы не возникают.Или, если эти расходы понесены, они будут значительно снижены. Для стоячего грузовика часто строится другая ставка машины с использованием только фиксированных затрат и затрат на рабочую силу для этой части цикла. Амортизация грузовика может быть включена частично или полностью.

Если для оценки удельной стоимости грузового транспорта использовалась одна машинная ставка, и это значение было преобразовано в стоимость тонно-км или $ / м 3 -км стоимости без удаления «фиксированных» затрат на погрузку и разгрузку, тогда «переменная» стоимость транспорта была бы завышена.Это может привести к ошибочным результатам при выборе между дорожными стандартами или маршрутами перевозки.

Расчет нормы содержания животных аналогичен машинной норме, но виды затрат различаются и заслуживают дополнительного обсуждения.

3.8.1 Фиксированная стоимость

Фиксированная стоимость включает инвестиционные затраты на животное или упряжку, упряжь, ярмо, тележку, лесозаготовительные цепи и любые другие инвестиции со сроком службы более одного года. Другие постоянные расходы включают содержание животных.

Закупочная цена животного может включать запасных животных, если условия работы требуют, чтобы животное отдыхало дольше ночи, например, через день. Чтобы исключить возможность необратимой травмы, покупная цена животного может быть увеличена, чтобы включить дополнительных животных. В остальных случаях несчастные случаи могут быть учтены в страховой премии. Стоимость утилизации животного имеет то же определение, что и машинная ставка, но в случае животного стоимость утилизации часто определяется его продажной стоимостью мяса.Среднегодовые инвестиции, проценты по инвестициям, а также любые налоги или лицензии рассматриваются так же, как и для оборудования. Чтобы найти общие постоянные затраты на животных, постоянные затраты на животное, тележку, шлейку и прочие инвестиции можно рассчитать отдельно, поскольку они обычно имеют разную продолжительность жизни и почасовые затраты складываются.

Расходы на содержание животных, которые не зависят напрямую от рабочего времени, включают аренду пастбищ, пищевые добавки, лекарства, вакцинацию, ветеринарные услуги, обувь, услуги переправы и любой уход в нерабочее время, такой как кормление, стирка или охрана.Можно утверждать, что потребности в питании и уходе связаны с отработанными часами, и некоторая часть этих затрат может быть включена в операционные расходы. Площадь пастбищ (га / животное) можно оценить, разделив норму потребления животных (кг / животное / месяц) на норму производства кормов (кг / га / месяц). Пищевые добавки, лекарства, вакцинации и графики ветеринаров можно получить из местных источников, таких как агенты по распространению сельскохозяйственных знаний.

3.8.2 Операционные расходы

Эксплуатационные расходы включают затраты на ремонт и техническое обслуживание подвесных систем, тележек и прочего оборудования.

3.8.3 Затраты на оплату труда

Стоимость рабочей силы в ставке для животных указана для погонщика животных (и любых помощников). Для работы в течение всего года он рассчитывается как годовые затраты на рабочую силу, включая социальные расходы, деленные на среднее количество рабочих дней или часов для водителя (и любых помощников).

Примеры расценок на мотопилу, трактор, упряжку волов и грузовик приведены в следующих таблицах. Хотя показатели машин в таблицах с 3.5 по 3.8 используют один и тот же общий формат, существует возможность гибкого представления затрат, зависящих от типа машины, особенно при расчете эксплуатационных затрат. Для мотопилы (таблица 3.5) основные эксплуатационные расходы связаны с цепью, шиной и звездочкой, поэтому они были разбиты отдельно. Для волов (таблица 3.7) постоянные затраты были разделены на основные компоненты затрат, относящиеся к содержанию животных, в дополнение к амортизации. Для грузовика (таблица 3.8) затраты были разделены на затраты на стояние и путевые расходы, чтобы различать затраты, когда грузовик стоит, загружается или выгружается, по сравнению с путевыми расходами.

ТАБЛИЦА 3.5 Расчет скорости станка для мотопилы 1

Машина:

Описание – Электропила McCulloch Pro Mac 650

Двигатель куб.см

60

Стоимость доставки

400

Срок службы в часах

1000

часов в год

1000

Топливо:

Тип

Газ

Цена за литр

0.56

Операционный:

Ставка за сутки

5,50

Социальные расходы

43,2%

Компонент затрат

Стоимость / час

(а)

Амортизация

0.36

(б)

Процентная ставка
(@ 10%)

0,03

(в)

Страхование
(при 3%)

0,01

(г)

Налоги

(д)

Трудовые отношения

1.89 2

где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГО

2,29

(ж)

Топливо

= 0,86 л / час × 0,95 × CL +0,86 л / час × 0,05 × CO)

0,51

где CL = стоимость газа, CO = стоимость нефти

(г)

Смазочное масло для шины и цепи = Расход топлива / 2.5 × CO

0,45

(в)

Сервисное обслуживание и ремонт = 1,0 × амортизация

0,36

(я)

Цепь, шина и звездочка

0,67

(к)

Другое

0,22

ИТОГО

4.50 3

1 Все расходы указаны в долларах США.
2 Работа из расчета 240 дней в году.
3 Добавьте 0,04, если приобретена резервная пила.

ТАБЛИЦА 3.6 Расчет нормы машины для трактора 1

Машина:

Описание – CAT D-6D PS

Полная мощность, л.с.

140

Стоимость доставки

142,000 2

Срок службы в часах

10 000

часов в год

1000

Топливо:

Тип

Дизель

Цена за литр

.44

Операционный:

Ставка за сутки

12,00

Социальные расходы

43,2%

Справка:

Ставка за сутки

5,00

Социальные расходы

43,2%

Компонент затрат

Стоимость / час

(а)

Амортизация

12.78

(б)

Процентная ставка
(@ 10%)

8,52

(в)

Страхование
(при 3%)

2,56

(г)

Налоги
(@ 2%)

1.70

(д)

Трудовые отношения

5,84 3

где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГО

31,40

(ж)

Топливо

=.20 × GHP × LF × CL

6,65

где

GHP = полная мощность двигателя
CL = стоимость литра топлива
LF = коэффициент нагрузки (0,54)

(г)

Масло и смазка = 0,10 × стоимость топлива

0,67

(в)

Сервисное обслуживание и ремонт = 1.0 × амортизация

12,78

(я)

Другое (кабель, разное)

5,00

ИТОГО

56,50

1 Все расходы указаны в долларах США.
2 С отвалом, ROPS, лебедкой, встроенной аркой.
3 Работа из расчета 240 дней в году.

ТАБЛИЦА 3.7 Расчет скорости машины для бригады волов 1

Описание

– Пара волов для трелевки

Полная мощность, л.с.

Стоимость доставки

2,000

Срок службы в годах

5

дней в году

125

Трудовые отношения

Ставка за сутки

7.00

Социальные расходы

43,2%

Компонент затрат

Стоимость в сутки

(а)

Амортизация

2,08 2

(б)

Процентная ставка
(@ 10%)

0.96

(в)

Налоги

(г)

Пастбище

1,10

(д)

Пищевые добавки

1,36

(ж)

Медицина и ветеринария

0.27

(г)

Драйвер

10,02 3

где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде

(в)

Кормление и уход в нерабочее время

2,62

(я)

Прочее (жгут и цепь)

1.00

ИТОГО

19,41

1 Все расходы указаны в долларах США.
2 Быки проданы на мясо через 5 лет.
3 Погонщик работает с двумя парами волов, 250 дней в году.

ТАБЛИЦА 3.8 Расчет производительности машины для грузовика 1

Машина:

Описание – Ford 8000 LTN

Полная мощность, л.с.

200

Стоимость доставки

55 000

Срок службы в часах

15 000

часов в год

1,500

Топливо:

Тип

Дизель

Цена за литр

.26

Шины:

Размер

10 × 22

Тип Радиальный

Номер 10

Трудовые отношения

Ставка за сутки

12,00

Социальные расходы

43,2%

Компонент затрат

Стоимость / час

(а)

Амортизация

3.12

(б)

Процентная ставка
(@ 10%)

2,20

(в)

Страхование
(при 3%)

0,66

(г)

Налоги
(@ 2%)

0.44

(д)

Трудовые отношения

3,30 2

где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде

Постоянная стоимость

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГО

9,72

(ж)

Топливо

=.12 × GHP × CL

6,24

, где CL = стоимость литра топлива

(г)

Масло и смазка = 0,10 × стоимость топлива

0,62

(в)

Сервисное обслуживание и ремонт = 1,5 × амортизация

4,68

(я)

Шины =

2.40

(к)

Другое (цепи, натяжители)

0,20

Путевые расходы

ИТОГО

23,86

1 Все расходы указаны в долларах США.
2 Срок трудозатрат 240 дней плюс 20% сверхурочных

Станок для обработки листового металла: расчет почасовой ставки

Меня часто спрашивают, какова эксплуатационная стоимость линии для обработки листового металла , и в этой статье я предоставлю метод ее расчета.

Мы увидим, что особенно для новых линий, таких как профилегибочные линии , пробивной станок и лазерной резки , окупаемость и количество рабочих часов станка играют наиболее важную роль, и что окупаемость Это решение, которое должен принять производитель листового металла .

Иногда мои клиенты спрашивают меня, сколько они должны брать за машину в час, и в конце статьи мы увидим, что на этот вопрос есть немного другой ответ: в этом случае предприниматель должен решить, сколько из накладные расходы связаны с работой машины, какой валовой прибылью он хочет иметь и какова почасовая ставка, обычно применяемая на рынке.

Расчет почасовой стоимости машины

Почасовая стоимость машины представляет собой сумму следующих шести факторов, выраженных в почасовой стоимости (HC)

Давайте проанализируем каждый из этих факторов.

1. Почасовая стоимость инвестиций

Чтобы рассчитать почасовые затраты на инвестиции, мы начинаем со стоимости инвестиций и делим ее на количество лет, в течение которых мы хотим, чтобы машина окупилась.

В бухгалтерском учете амортизация машины обычно составляет 5 лет, но некоторые компании хотят, чтобы окупаемость была завершена в течение трех лет.

Полученное значение необходимо разделить на количество часов ожидаемой работы линии.

(Инвестиционный HC) = (Инвестиционная стоимость) / (Срок окупаемости) / (Расчетное количество часов работы)

Например, инвестиция на сумму 500000 евро с трехлетним периодом окупаемости при работе 3000 часов в год даст почасовую Стоимость вложения 55,5 евро в час.

Если машина находится в лизинге, в качестве предупреждения можно рассчитать инвестиционный HC, разделив годовую стоимость лизинга на количество часов ожидаемой работы.

(Инвестиции HC) = (Годовая стоимость аренды) / (Расчетные часы работы)

2. Электроэнергия HC

Почасовая стоимость электроэнергии рассчитывается на основе потребляемой мощности машины.

Потребляемая мощность – это не установленная мощность, указанная на этикетке машины, поскольку это безопасное значение, учитывающее одновременную работу всех инженерных сетей машины, что случается редко. Потребляемая мощность может быть измерена любым электриком в течение определенного периода времени с помощью специального прибора и иногда составляет 50% от установленной мощности (на сервоэлектрических перфорационных линиях она может составлять даже 15-20% от установленной мощности).

(Электроэнергия HC) = (Потребляемая мощность машины в кВт) * (Стоимость электроэнергии в [евро / кВт-ч])

Например, машина с потребляемой мощностью 20 кВт дает электричество HC около 3 евро за рабочий час.

Новые сервоэлектрические технологии значительно снижают потребление энергии: например, один современный штамповочный станок с сервоэлектрическим питанием из катушки (см. Рисунок ниже) имеет энергопотребление менее 12 кВт по сравнению с более чем 30 кВт гидравлического штамповочного станка с аналогичными характеристиками.

3. Рабочая сила HC

Это затраты на рабочую силу, непосредственно связанные с обслуживанием машины. В некоторых случаях один оператор может обслуживать более одной машины, и в этих затратах необходимо учитывать процент его / ее времени на каждую машину.

(Labor HC) = (Operator HC) * (% времени на обслуживание машины)

Например, если оператор имеет стоимость 25 евро в час и помогает машине 35% своего времени, Labor HC 8,8 евро в час. В машинах с большей степенью автоматизации этот процент ниже, чем в машинах с низким уровнем автоматизации или без нее.

4. Техническое обслуживание HC

Чтобы рассчитать эту стоимость, мы можем разделить годовые затраты на техническое обслуживание на количество расчетных часов работы машины. Стоимость технического обслуживания может быть получена из затрат на техническое обслуживание аналогичных машин в мастерской или может быть оценена как процент от стоимости инвестиций.

(Техническое обслуживание) = (Годовые затраты на техническое обслуживание) / (Расчетные часы работы)

Например, машина с ежегодными затратами на техническое обслуживание 6.000 евро с расчетными часами работы 3000 часов, имеет годовой объем технического обслуживания в размере 2 евро в час.

5. Расходные материалы HC

Расходные материалы – это, например, стоимость изнашиваемых деталей, таких как пуансоны и матрицы, фильтры, смазочные материалы или вспомогательный газ для станков или линий лазерной резки, включающих сварку.

Эти затраты могут быть получены из исторической стоимости аналогичных машин или рассчитаны, и они являются прямой функцией количества часов работы линии.

В следующем примере мы рассмотрим расходные материалы HC стоимостью 8 евро.

6.Часовая стоимость занимаемой площади

Для полноты картины мы можем добавить почасовую стоимость площади, занимаемой машиной. Я предлагаю учесть годовую стоимость аренды аналогичной площади и разделить ее на количество расчетных часов работы в году.

(Занимаемая площадь HC) = (Стоимость арендуемой площади в год) / (Расчетные часы работы)

В следующем примере мы будем считать эту стоимость равной нулю.

Общая почасовая стоимость

В предыдущем примере общая почасовая стоимость составила 77,3 евро.Эта стоимость покрывает эксплуатационные расходы станка или линии, и, как мы видели, это уже связано с принятием решения о сроке окупаемости.

Инвестиционный HC для новых линий обычно является самым важным фактором суммы. Для машин, которые завершили период окупаемости или амортизации, этот коэффициент можно считать нулевым; обычно для Maintenance HC необходимо рассчитывать более высокое значение.

Примечания

При расчете стоимости производства для клиента HC используется в следующей формуле:

(Общая стоимость производства) = (количество деталей) * (стоимость сырья на одну деталь) + ( HC) * [(время цикла на деталь в часах) * (количество деталей) + (время настройки в часах)] + (стоимость инструмента) + (стоимость программирования станка)

Мы наблюдаем следующее:

The Hourly Стоимость, умноженная на количество деталей и время цикла, является переменной стоимостью, которая зависит от общего количества произведенных деталей.

Время настройки машины также можно умножить на HC, поскольку в это время машина стоит. Это можно считать фиксированной стоимостью. Как мы увидим в одной из следующих статей, можно учесть время настройки, используя параметр «Эффективность» для системы.

Если производство требует изготовления инструмента, специфичного для производства, это также считается фиксированными затратами, как и затраты на программирование станка.

Определение почасовой стоимости станка для обработки листового металла

Предыдущие расчеты дают нам основу для определения стоимости нашего станка за час работы.

Зная почасовую стоимость станка, предприниматель теперь должен добавить еще два фактора: перераспределение накладных расходов и валовую прибыль, которую он хочет получить от работы станка.

Перераспределение накладных расходов

Накладные расходы – это структурные затраты компании, такие как коммерческие затраты, инвестиции, техническое обслуживание, отопление, административные и сервисные расходы, которые напрямую не связаны с производством. Не существует фиксированного правила для перераспределения этих затрат, но я предлагаю следующую формулу:

(Перераспределение накладных расходов HC) = (накладные расходы) / (Общая производственная площадь в квадратных метрах) * (Площадь, занимаемая станком, в квадратных метрах) / (Расчетные часы работы)

Таким образом, машина, занимающая меньшую площадь в цехе, будет «поглощать» меньше накладных расходов, чем машины большего размера.

Примечание: в Почасовую стоимость станка мы уже включили почасовые затраты на инвестиции в станок – либо в виде лизинговых расходов, либо в виде амортизации – и энергопотребление станка. Эти затраты обычно включаются в накладные расходы: для точности я предлагаю вычесть годовые затраты на инвестиции и годовое расчетное энергопотребление машины из (накладных расходов) в приведенной выше формуле. Таким образом, мы получаем менее консервативный расчет.

Маржа

Мы знаем, что стоимость – это расчет, а цена – это решение. Фактически, знание эксплуатационных расходов является важным шагом к правильному ценообразованию, а также для оценки новых инвестиций.

Чтобы рассчитать цену, нам нужно добавить маржу, которую мы хотим иметь за отработанный час, в процентах. Вот формула:

(Почасовая цена) = ((Машина HC) + (Перераспределение накладных расходов HC)) / (100 – Маржа%) * 100

Например, мы обнаружили, что наша система имела HC 77 , 3 евро в час.Если перераспределение накладных расходов составляет 12 евро в час, и мы хотим иметь маржу в размере 15%, окончательная почасовая цена дает:

(Почасовая цена) = (77,3 + 12) / (100-15) * 100. = 105 евро в час.

Производитель листового металла также должен быть проинформирован о ценах, которые обычно применяются на рынке для машин того же типа, и учитывать это в своем окончательном решении.

Выводы

В этой статье я поделился простым методом расчета почасовой стоимости станка, который может быть применим для ряда станков для обработки листового металла и применяться даже за пределами отрасли производства листового металла.

Все расчеты предполагают некоторую оценку и стратегические решения, которые должен принять производитель листового металла, поэтому довольно часто можно увидеть, как две компании применяют разные почасовые цены, исходя из их разных политик в отношении времени окупаемости или структурного перераспределения затрат.

В любом случае, чтобы принять продуманное и эффективное решение по ценообразованию, предприниматель должен также знать цену за час, применяемую на рынке другими производителями в его районе.

Автор
Андреа Даллан – К.E.O.

Учебное пособие по электродвигателям постоянного тока – Расчеты электродвигателей постоянного тока без сердечника с щетками

Расчет двигателей для бесщеточных двигателей постоянного тока без сердечника

При выборе бесщеточного двигателя постоянного тока без сердечника для приложения или при разработке прототипа с приводом необходимо учитывать несколько основных принципов физики двигателя, которые необходимо учитывать для создания безопасной, хорошо функционирующей и достаточно мощной прецизионной приводной системы.В этом документе мы представили некоторые важные методы, формулы и детали расчетов для определения выходной мощности двигателя без сердечника, кривую скорость-крутящий момент двигателя, графики тока и эффективности, а также теоретические расчеты в холодном состоянии, которые оценивают характеристики двигателя.

Двигатели постоянного тока

являются преобразователями, поскольку они преобразуют электрическую энергию ( P в ) в механическую энергию ( P из ). Частное обоих членов соответствует КПД двигателя.Потери на трение и потери в меди приводят к общей потере мощности ( P потери ) в Джоулях / сек (потери в железе в двигателях постоянного тока без сердечника пренебрежимо малы). Есть дополнительные потери из-за нагрева, но мы обсудим их ниже:

В физике мощность определяется как скорость выполнения работы. Стандартная метрическая единица измерения мощности – «ватт» Вт. Как рассчитывается мощность? Для линейного движения мощность – это произведение силы и расстояния в единицу времени P = F · (d / t) .Поскольку скорость – это расстояние во времени, уравнение принимает вид P = F · s . В случае вращательного движения аналогичный расчет мощности представляет собой произведение крутящего момента и углового расстояния в единицу времени или просто произведение крутящего момента и угловой скорости.

Где:

P = Мощность, Вт
M = Крутящий момент в Нм
F = Сила, Н
d = Расстояние в м
t = Время в с
ω рад = Угловая скорость в рад / с

Символ, используемый для крутящего момента, обычно представляет собой строчную греческую букву «τ» (тау) или иногда просто букву «T» .Однако, когда он называется «Момент силы», его обычно обозначают буквой «М» .

В европейской номенклатуре

часто используется строчная буква « n » для обозначения скорости вокруг оси. Обычно « n » выражается в единицах оборотов в минуту или об / мин.

При расчете механической мощности важно учитывать единицы измерения. При вычислении мощности, если « n » (скорость) находится в мин -1 , то вы должны преобразовать это в угловую скорость в единицах рад / с .Это достигается умножением скорости на коэффициент преобразования единиц 2π / 60 . Кроме того, если « M » (крутящий момент) составляет мНм , то мы должны умножить его на 10 -3 (разделить на 1 000), чтобы преобразовать единицы в Нм для целей расчета.

Где:

n = скорость, мин -1
M = крутящий момент в мНм

Предположим, что необходимо определить мощность, которую конкретный двигатель 2668W024CR должен выдавать при холодной работе с крутящим моментом 68 мНм при скорости 7 370 мин -1 .Произведение крутящего момента, скорости и соответствующего коэффициента преобразования показано ниже.

Расчет начальной требуемой мощности часто используется в качестве предварительного шага при выборе двигателя или мотор-редуктора. Если механическая выходная мощность, необходимая для данного приложения, известна, то можно проверить максимальную или продолжительную номинальную мощность для различных двигателей, чтобы определить, какие двигатели являются возможными кандидатами для использования в данном приложении.

Ниже приведен метод определения параметров двигателя на примере двигателя постоянного тока без сердечника 2668W024CR.Сначала мы объясним более эмпирический подход, а затем проведем теоретический расчет.

Одним из широко используемых методов графического построения характеристик двигателя является использование кривых крутящего момента-скорости. Хотя использование кривых крутящий момент-скорость гораздо более распространено в технической литературе для более крупных машин постоянного тока, чем для небольших устройств без сердечника, этот метод применим в любом случае.

Обычно кривые крутящий момент-скорость генерируются путем построения графиков скорости двигателя, тока двигателя, механической выходной мощности и эффективности в зависимости от крутящего момента двигателя.Следующее обсуждение будет описывать построение набора кривых крутящего момента-скорости для типичного двигателя постоянного тока на основе серии измерений необработанных данных.

Модель 2668W024CR имеет номинальное напряжение 24 В. Если у вас есть несколько основных частей лабораторного оборудования, вы можете измерить кривые крутящий момент-скорость для бессердечникового двигателя постоянного тока серии 2668 CR в заданной рабочей точке.

Шаг 1. Измерьте основные параметры

Многие параметры можно получить напрямую с помощью контроллера движения, такого как один из контроллеров движения FAULHABER MC3.Большинство производителей контроллеров предлагают программное обеспечение, такое как FAULHABER Motion Manager, которое включает функцию записи трассировки, которая отображает напряжение, ток, положение, скорость и т. Д. Они также могут предоставить точный снимок работы двигателя с мельчайшими подробностями. Например, семейство контроллеров движения MC3 (MC 5004, MC 5005 и MC 5010) может измерять множество параметров движения. Это, вероятно, самый быстрый метод получения данных для построения кривой крутящего момента – скорости, но это не единственный метод.

Если контроллер с возможностью записи трассировки недоступен, мы также можем использовать некоторое базовое лабораторное оборудование для определения характеристик двигателя в условиях остановки, номинальной нагрузки и холостого хода. Используя источник питания, установленный на 24 В, запустите 2668W024CR без нагрузки и измерьте скорость вращения с помощью бесконтактного тахометра (например, стробоскопа). Кроме того, измерьте ток двигателя в этом состоянии без нагрузки. Токовый пробник идеально подходит для этого измерения, поскольку он не добавляет сопротивления последовательно с работающим двигателем.Используя регулируемую крутящую нагрузку, такую ​​как тормоз для мелких частиц или регулируемый гистерезисный динамометр, нагрузка может быть связана с валом двигателя.

Теперь увеличьте крутящий момент двигателя точно до точки. где происходит срыв. При остановке измерьте крутящий момент от тормоз и ток двигателя. Ради этого обсуждение, предположим, что муфта не добавляет нагрузки к двигатель и что нагрузка от тормоза не включают неизвестные фрикционные компоненты. Это также полезно в этот момент, чтобы измерить оконечное сопротивление мотор.Измерьте сопротивление, соприкоснувшись с двигателем. клеммы с омметром. Затем раскрутите вал двигателя. и сделайте еще одно измерение. Измерения должны быть очень близки по стоимости. Продолжайте вращать вал и сделайте не менее трех измерений. Это обеспечит что измерения не проводились в точке минимальный контакт на коммутаторе.

Теперь мы измерили:

n 0 = Скорость холостого хода
I 0 = Ток холостого хода
M H = Момент остановки
R = Терминальное сопротивление

Шаг 2: Постройте график зависимости тока отКрутящий момент и скорость в зависимости от крутящего момента

Вы можете подготовить график с крутящим моментом двигателя по абсциссе (горизонтальная ось), скоростью по левой ординате (вертикальная ось) и током по правой ординате. Масштабируйте оси на основе измерений, которые вы сделали на первом шаге. Проведите прямую линию от левого начала графика (нулевой крутящий момент и нулевой ток) до тока останова на правой ординате (крутящий момент при останове и ток останова). Эта линия представляет собой график зависимости тока двигателя от крутящего момента двигателя.Наклон этой линии представляет собой постоянную тока k I , которая является константой пропорциональности для отношения между током двигателя и крутящим моментом двигателя (в единицах тока на единицу крутящего момента или А / мНм). Обратной величиной этому наклону является постоянная крутящего момента k M (в единицах крутящего момента на единицу тока или мНм / А).

Где:
k I = постоянная тока
k M = постоянная момента

В целях данного обсуждения предполагается, что двигатель не имеет внутреннего трения.На практике момент трения двигателя M R определяется умножением постоянной крутящего момента k M двигателя на измеренный ток холостого хода I 0 . Линия зависимости крутящего момента от скорости и линия зависимости крутящего момента от тока затем начинается не с левой вертикальной оси, а со смещением по горизонтальной оси, равным расчетному моменту трения.

Где:
M R = Момент трения

Шаг 3: Постройте сюжет Power vs.Крутящий момент и эффективность в зависимости от крутящего момента

В большинстве случаев можно добавить две дополнительные вертикальные оси для построения графика зависимости мощности и КПД от крутящего момента. Вторая вертикальная ось обычно используется для оценки эффективности, а третья вертикальная ось может использоваться для мощности. Для упрощения этого обсуждения КПД в зависимости от крутящего момента и мощность в зависимости от крутящего момента будут нанесены на тот же график, что и графики зависимости скорости от крутящего момента и тока от крутящего момента (пример показан ниже).

Составьте таблицу механической мощности двигателя в различных точках от момента холостого хода до момента остановки.Поскольку выходная механическая мощность – это просто произведение крутящего момента и скорости с поправочным коэффициентом для единиц (см. Раздел о вычислении начальной требуемой мощности), мощность может быть рассчитана с использованием ранее построенной линии для зависимости скорости от крутящего момента.

Примерная таблица расчетов для двигателя 2668W024CR показана в таблице 1. Затем на график наносится каждая расчетная точка мощности. Результирующая функция представляет собой параболическую кривую, показанную ниже на Графике 1. Максимальная механическая мощность достигается примерно при половине крутящего момента сваливания.Скорость в этот момент составляет примерно половину скорости холостого хода.

Создайте таблицу в электронной таблице КПД двигателя в различных точках от скорости холостого хода до крутящего момента при остановке. Приведено напряжение, приложенное к двигателю, и нанесен график силы тока при различных уровнях крутящего момента. Произведение тока двигателя и приложенного напряжения является мощностью, потребляемой двигателем. В каждой точке, выбранной для расчета, КПД двигателя η представляет собой выходную механическую мощность, деленную на потребляемую электрическую мощность.Опять же, примерная таблица для двигателя 2668W024CR показана в Таблице 1, а примерная кривая – на Графике 1. Максимальный КПД достигается примерно при 10% крутящего момента двигателя при остановке.

Определения сюжета

  • Синий = скорость в зависимости от крутящего момента ( n против M )
  • Красный = ток в зависимости от крутящего момента ( I против M )
  • Зеленый = эффективность в зависимости от крутящего момента ( η или M )
  • Коричневый = мощность в зависимости от крутящего момента ( P vs. М )

Характеристики двигателя

Примечание: обратите внимание, как все четыре сплошных графика изменяются в результате увеличения сопротивления в медных обмотках и ослабления. выходной крутящий момент из-за нагрева. Таким образом, ваши результаты могут немного отличаться в зависимости от того, холодный или теплый ваш двигатель, когда вы строите графики.
Ток нагрузки 2,79 А
Напряжение нагрузки 24,11 В
Температура обмотки двигателя 140,23 ° С
Температура корпуса двигателя 105,03 ° С
Скорость мотора 7370 мин -1
Требуемый момент нагрузки 68 мНм
Выходная мощность 52,48 Вт
Эффективность (в целом) 77,97%

Примечание. Из-за нехватки места отображается пример расчета для одной точки.

Теоретический расчет параметров двигателя

Еще одним полезным параметром при выборе двигателя является постоянная двигателя. Правильное использование этой добротности существенно сократит итерационный процесс выбора двигателя постоянного тока. Он просто измеряет внутреннюю способность преобразователя преобразовывать электрическую энергию в механическую.

Максимальный КПД достигается примерно при 10% крутящего момента двигателя при остановке. Знаменатель называется потерей резистивной мощности.С помощью некоторых алгебраических манипуляций уравнение можно упростить до:

Имейте в виду, что k m (постоянная двигателя) не следует путать с k M (постоянная крутящего момента). Обратите внимание, что индекс константы двигателя – это строчная буква « m », а индекс постоянной крутящего момента – прописная « M ».

Для щеточного или бесщеточного двигателя постоянного тока относительно небольшого размера отношения, которые управляют поведением двигателя в различных обстоятельствах, могут быть выведены из законов физики и характеристик самих двигателей.Правило Кирхгофа по напряжению гласит: «Сумма возрастаний потенциала в контуре цепи должна равняться сумме уменьшений потенциала». При применении к двигателю постоянного тока, последовательно подключенному к источнику постоянного тока, правило Кирхгофа для напряжения может быть выражено как «Номинальное напряжение питания от источника питания должно быть равно по величине сумме падения напряжения на сопротивлении обмоток и обратная ЭДС, генерируемая двигателем ».

Где:

U = Электропитание в В
I = Ток в А
R = Терминальное сопротивление в Ом
U E = Обратная ЭДС в В

Обратная ЭДС, создаваемая двигателем, прямо пропорциональна угловой скорости двигателя.Константа пропорциональности – это постоянная обратной ЭДС двигателя.

Где:

ω = Угловая скорость двигателя
k E = Постоянная обратной ЭДС двигателя

Следовательно, путем подстановки:

Постоянная противо-ЭДС двигателя обычно указывается производителем двигателя в В / об / мин или мВ / об / мин. Чтобы получить значимое значение для обратной ЭДС, необходимо указать скорость двигателя в единицах, совместимых с указанной постоянной обратной ЭДС.

«Сумма возрастаний потенциала в контуре цепи должна равняться сумме уменьшений потенциала».
(правило Кирхгофа)

Постоянная двигателя зависит от конструкции катушки, силы и направления магнитных линий в воздушном зазоре. Хотя можно показать, что три обычно указанные постоянные двигателя (постоянная противо-ЭДС, постоянная крутящего момента и постоянная скорости) равны, если используются надлежащие единицы, расчет облегчается указанием трех констант в общепринятых единицах.

Крутящий момент, создаваемый ротором, прямо пропорционален току в обмотках якоря. Константа пропорциональности – это постоянная крутящего момента двигателя.

Где:

M m = крутящий момент, развиваемый на двигателе
k M = постоянная крутящего момента двигателя

Подставляя это соотношение для получения текущего ресурса:

Крутящий момент, развиваемый на роторе, равен моменту трения двигателя плюс момент нагрузки (из-за внешней механической нагрузки):

Где:

M R = момент трения двигателя
M L = момент нагрузки

Предполагая, что на клеммы двигателя подается постоянное напряжение, скорость двигателя будет прямо пропорциональна сумме момента трения и момента нагрузки.Константа пропорциональности – это наклон кривой крутящий момент-скорость. Моторные характеристики лучше, когда это значение меньше. Чем круче спад наклона, тем хуже производительность, которую можно ожидать от данного двигателя без сердечника. Это соотношение можно рассчитать по:

Где:

Δn = Изменение скорости
ΔM = Изменение крутящего момента
M H = Тормозной момент
n 0 = Скорость холостого хода

Альтернативный подход к получению этого значение – найти скорость, n :

Используя исчисление, мы дифференцируем обе стороны относительно M , что дает:

Хотя здесь мы не показываем отрицательный знак, это подразумевается что результат приведет к уменьшению (отрицательному) склон.

Пример расчета теоретического двигателя

Давайте немного углубимся в теоретические расчеты. Двигатель постоянного тока без сердечника 2668W024CR должен работать с напряжением 24 В на клеммах двигателя и крутящим моментом 68 мНм. Найдите результирующую константу двигателя, скорость двигателя, ток двигателя, КПД двигателя и выходную мощность. Из таблицы данных двигателя видно, что скорость холостого хода двигателя при 24 В составляет 7 800 мин -1 .Если крутящий момент не связан с валом двигателя, двигатель будет работать с этой скоростью.

Во-первых, давайте получим общее представление о характеристиках двигателя, вычислив постоянную двигателя k m . В этом случае мы получаем константу 28,48 мНм / А. «Согласно паспорту двигателя, электрическое сопротивление составляет 1,03 Ом в холодном состоянии для варианта 24 В.»

Скорость двигателя под нагрузкой – это просто скорость холостого хода за вычетом снижения скорости из-за нагрузки.Константа пропорциональности для отношения между скоростью двигателя и крутящим моментом двигателя – это наклон кривой крутящего момента в зависимости от скорости, полученный путем деления скорости двигателя без нагрузки на крутящий момент при остановке. В этом примере мы вычислим снижение скорости (без учета температурных эффектов), вызванное нагрузкой крутящего момента 68 мНм, исключив единицы измерения мНм:

Теперь через замену:

В этом случае скорость двигателя под нагрузкой должна быть приблизительно:

Ток двигателя под нагрузкой складывается из тока холостого хода и тока, возникающего в результате нагрузки.

Константа пропорциональности тока и крутящего момента нагрузки – это постоянная крутящего момента ( k M ) . Это значение составляет 28,9 мНм / А. Взяв обратную величину, мы получаем постоянную тока k I , которая может помочь нам рассчитать ток при нагрузке. В этом случае нагрузка составляет 68 мНм, а ток, возникающий в результате этой нагрузки (без учета нагрева), приблизительно равен:

.

Полный ток двигателя можно приблизительно определить, суммируя это значение с током холостого хода двигателя.В таблице данных указан ток холостого хода двигателя как 78 мА. После округления общий ток будет примерно:

.

Выходная механическая мощность двигателя – это просто произведение скорости двигателя и крутящего момента с поправочным коэффициентом для единиц (при необходимости). Следовательно, выходная мощность двигателя будет примерно:

.

Подводимая к двигателю механическая мощность является произведением приложенного напряжения и общего тока двигателя в амперах. В этом приложении:

Так как КПД η – это просто выходная мощность, деленная на входную мощность, давайте вычислим ее в нашей рабочей точке:

Оценка температуры обмотки двигателя во время работы:

Ток I , протекающий через сопротивление R , приводит к потере мощности в виде тепла I 2 · R .В случае двигателя постоянного тока произведение квадрата полного тока двигателя и сопротивления якоря представляет собой потерю мощности в виде тепла в обмотках якоря. Например, если общий ток двигателя составлял 0,203 А, а сопротивление якоря 14,5 Ом, потери мощности в виде тепла в обмотках составят:

Тепло, возникающее в результате потерь в катушке I 2 · R , рассеивается за счет теплопроводности через компоненты двигателя и воздушного потока в воздушном зазоре. Легкость, с которой это тепло может рассеиваться в двигателе (или любой системе), определяется тепловым сопротивлением.

Термическое сопротивление (которое является обратной величиной теплопроводности) показывает, насколько хорошо материал сопротивляется теплопередаче по определенному пути. Производители двигателей обычно указывают способность двигателя рассеивать тепло, предоставляя значения теплового сопротивления R th . Например, алюминиевая пластина с большим поперечным сечением будет иметь очень низкое тепловое сопротивление, тогда как значения для воздуха или вакуума будут значительно выше. В случае двигателей постоянного тока существует тепловой путь от обмоток двигателя к корпусу двигателя и второй тепловой канал между корпусом двигателя и окружающей средой двигателя (окружающий воздух и т. Д.).). Некоторые производители двигателей указывают тепловое сопротивление для каждого из двух тепловых путей, в то время как другие указывают только их сумму в качестве общего теплового сопротивления двигателя. Значения термического сопротивления указаны в увеличении температуры на единицу потери мощности. Общие потери I 2 · R в катушке (источнике тепла) умножаются на тепловые сопротивления для определения установившейся температуры якоря. Повышение температуры в установившемся режиме двигателя ( T ) определяется по формуле:

Где:

ΔT = Изменение температуры в К
I = Ток через обмотки двигателя в А
R = Сопротивление обмоток двигателя в Ом
R th2 = Тепловое сопротивление от обмоток к корпусу в к / Вт
R th3 = Тепловое сопротивление корпуса к окружающей среде, к / Вт

Продолжим наш пример, используя двигатель 2668W024CR, работающий с током 2458 А в обмотках двигателя, с сопротивлением якоря 1, 03 Ом, тепловое сопротивление между обмоткой и корпусом составляет 3 к / Вт, а тепловое сопротивление между корпусом и окружающей средой – 8 к / Вт.Повышение температуры обмоток рассчитывается по формуле, приведенной ниже; мы можем заменить Ploss на I 2 · R :

Поскольку шкала Кельвина использует то же приращение единиц, что и шкала Цельсия, мы можем просто подставить значение Кельвина, как если бы оно было значением Цельсия. Если предположить, что температура окружающего воздуха составляет 22 ° C, то конечная температура обмоток двигателя может быть приблизительно равна:

Где:

T теплый = Температура обмотки

Важно убедиться, что конечная температура обмоток не превышает номинальное значение двигателя, указанное в техническом паспорте.В приведенном выше примере максимально допустимая температура обмотки составляет 125 ° C. Поскольку расчетная температура обмотки составляет всего 90,4 ° C, тепловое повреждение обмоток двигателя не должно быть проблемой в этом приложении.

Можно использовать аналогичные вычисления, чтобы ответить на вопросы другого типа. Например, приложение может потребовать, чтобы двигатель работал с максимальным крутящим моментом, в надежде, что он не будет поврежден из-за перегрева. Предположим, требуется запустить двигатель с максимально возможным крутящим моментом при температуре окружающего воздуха 22 ° C.Дизайнер хочет знать, какой крутящий момент двигатель может безопасно обеспечить без перегрева. Опять же, в техническом описании двигателя постоянного тока без сердечника 2668W024CR указана максимальная температура обмотки 125 ° C. Итак, поскольку температура окружающей среды составляет 22 ° C, максимально допустимое повышение температуры ротора составляет: 125 ° C – 22 ° C = 103 ° C

Теперь мы можем рассчитать увеличение сопротивления катушки из-за рассеивания тепловой мощности:

Где:

α Cu = Температурный коэффициент меди в единицах K -1
(обратный градус Кельвина)

Таким образом, из-за нагрева катушки и магнита из-за рассеивания мощности от потерь I 2 · R сопротивление катушки увеличилось с 1,03 Ом до 1,44 Ом.Теперь мы можем пересчитать новую постоянную крутящего момента k M , чтобы увидеть влияние повышения температуры на характеристики двигателя:

Где:

α M = Температурный коэффициент магнита в единицах K -1
(обратный градус Кельвина)

Теперь мы пересчитываем новую константу обратной ЭДС k E и наблюдаем за результатами. Из формулы, полученной нами выше:

Как мы видим, постоянная крутящего момента ослабевает в результате повышения температуры, как и константа обратной ЭДС! Таким образом, сопротивление обмотки двигателя, постоянная крутящего момента и постоянная обратная ЭДС – все это отрицательно сказывается по той простой причине, что они зависят от температуры.

Мы могли бы продолжить вычисление дополнительных параметров в результате более горячей катушки и магнита, но наилучшие результаты дает выполнение нескольких итераций, что лучше всего выполняется с помощью программного обеспечения для количественного анализа. По мере того, как температура двигателя продолжает расти, каждый из трех параметров будет изменяться таким образом, что ухудшает характеристики двигателя и увеличивает потери мощности. При непрерывной работе двигатель может даже достичь точки «теплового разгона», что потенциально может привести к невозможности ремонта двигателя.Это может произойти, даже если первоначальные расчеты показали приемлемое повышение температуры (с использованием значений R и k M при температуре окружающей среды).

Обратите внимание, что максимально допустимый ток через обмотки двигателя может быть увеличен за счет уменьшения теплового сопротивления двигателя. Тепловое сопротивление между ротором и корпусом R th2 в первую очередь определяется конструкцией двигателя. Тепловое сопротивление корпуса R th3 может быть значительно уменьшено путем добавления радиаторов.Тепловое сопротивление двигателя для небольших двигателей постоянного тока обычно указывается для двигателя, подвешенного на открытом воздухе. Поэтому обычно наблюдается некоторый отвод тепла, который возникает в результате простой установки двигателя в теплопроводящий каркас или шасси. Некоторые производители более крупных двигателей постоянного тока указывают тепловое сопротивление, когда двигатель установлен на металлической пластине известных размеров и из материала.

Для получения дополнительной информации о расчетах электродвигателя постоянного тока без сердечника и о том, как на производительность электродвигателя может повлиять рассеяние тепловой мощности, обратитесь к квалифицированному инженеру FAULHABER.Мы всегда готовы помочь.

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов. “

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

“Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.”

Стивен Дедак, P.E.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. “

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

“Простой в использовании веб-сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей роте

имя другим на работе. “

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

“Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.”

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе ».

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

– лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

“Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал. “

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

“Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения “

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курс

материалов до оплаты и

получает викторину “

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

“Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие “.

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

“Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.”

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

“Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

“Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.”

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

“Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам.

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании какой-то непонятной секции

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.”

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация.

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса содержали хорошее, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

“Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

доступный и простой

использовать. Большое спасибо. “

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

“Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.”

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

“Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

“Документ” Общие ошибки ADA при проектировании объектов “очень полезен.

испытание потребовало исследований в

документ но ответы были

в наличии “

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

“Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.”

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

“Я многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.”

Кристина Николас, P.E.

Нью-Йорк

“Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать. “

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

“Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать, где

получить мои кредиты от.

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий.

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

“Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утро

метро

на работу.”

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

“Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. “

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.”

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

на ваш промо-адрес который

пониженная цена

на 40%.

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

“Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

правил.

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

“Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительных

сертификация. “

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

“У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил – много

оценено! “

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

“CEDengineering предоставляет удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера.

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

“Курс был по разумной цене, а материал был кратким, а

хорошо организовано.

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

“Вопросы подходили для уроков, а материал урока –

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна.

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку».

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

“У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве – проектирование

Здание курс и

очень рекомендую .”

Денис Солано, P.E.

Флорида

“Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлено. “

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

“Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загрузить учебные материалы по номеру

.

обзор где угодно и

всякий раз.”

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Поддерживайте широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

“Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полное

и комплексное.

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

“Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили курс

поможет по телефону

работ.”

Рики Хефлин, P.E.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

“Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличное освежение ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

“Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернуться, чтобы пройти викторину “

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

“Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

“Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы я мог позвонить по номеру

.

успешно завершено

конечно.”

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

“Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материалы для изучения, а затем вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график “

Майкл Гладд, P.E.

Грузия

“Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.”

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

“Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за изготовление

процесс простой ».

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел

один час PDH в

один час. “

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

“Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал .”

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

“Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, которому требуется

улучшение.”

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

“Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

сертификат. “

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

“Учебные модули CEDengineering – это очень удобный способ доступа к информации по телефону

.

много различных технических областей за пределами

по своей специализации без

надо ехать.”

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Оценка энергопотребления и потребности в мощности оборудования малой мощности в офисных зданиях

https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2014.02.011 Получить права и контент

Основные моменты

Две модели для оценки малых Представлены профили энергопотребления и спроса.

Прогнозы потребления энергии хорошо коррелируют с измеренными данными для обеих моделей.

Диапазоны прогноза для профилей потребляемой мощности являются представителями измеренных данных.

Обе модели обеспечивают улучшенный метод прогнозирования характеристик малой мощности.

Abstract

Малая мощность сама по себе является значительным конечным потребителем энергии в офисных зданиях, но также вносит значительный вклад в увеличение внутреннего тепла. Технологические достижения позволили создать компьютеры с более высокой эффективностью, однако современные методы работы требуют большего от цифрового оборудования.Разработчики часто полагаются на тесты, чтобы получить информацию для прогнозов небольшого энергопотребления, энергопотребления и внутренней выгоды. Они часто устарели и не учитывают различия в спецификациях и моделях использования оборудования в разных офисах. В этом документе подробно описываются две модели для оценки небольшого энергопотребления в офисных зданиях, а также типичные профили энергопотребления. Первая модель основана исключительно на случайной выборке данных мониторинга, а вторая – на восходящем подходе для определения вероятного спроса на электроэнергию и эксплуатационного энергопотребления.Обе модели были протестированы путем слепой проверки, продемонстрировав хорошую корреляцию между измеренными данными и ежемесячными прогнозами энергопотребления. Было замечено, что диапазоны прогнозов для профилей энергопотребления являются репрезентативными для измеренных данных с небольшими исключениями. По сравнению с существующей практикой, которая часто полагается исключительно на использование эталонных тестов, оба предложенных метода обеспечивают улучшенный подход к прогнозированию эксплуатационных характеристик оборудования малой мощности в офисах.

Ключевые слова

Малая мощность

Штекерные нагрузки

Офисы

Прогнозы

Оценки

Компьютеры

Энергопотребление

Потребляемая мощность

Эксплуатационные характеристики

Рекомендуемые статьи 9Citing статей (0) .Опубликовано Elsevier B.V.

Рекомендуемые статьи

Цитирование статей

Как рассчитать генератор какого размера вам нужен

Коммерческий генератор играет важную роль в вашем плане обеспечения непрерывности бизнеса. Обеспечивая резервное или аварийное питание вашего здания во время отключения электроэнергии, коммерческие резервные генераторы позволяют продолжать работу критически важных объектов, таких как лифты и системы безопасности. Резервные генераторы также минимизируют потери бизнеса и данных, которые возникают из-за сбоев компьютерных систем.

Однако определение правильного размера генератора зависит от ряда факторов. Прежде чем приступить к коммерческой покупке генератора, вам необходимо сначала рассмотреть потребности вашего бизнеса и технические ограничения вашего здания.

Почему правильный выбор размеров генератора имеет значение

Коммерческие резервные генераторы обеспечивают питание ряда критически важных систем безопасности, которые работают во время чрезвычайной ситуации, включая пожарную сигнализацию, пожарные насосы, системы безопасности и аварийное освещение.Разным зданиям требуются разные уровни резервного питания, чтобы эти спасательные системы оставались работоспособными в случае отключения электроэнергии.

Вот почему для большинства крупномасштабных коммерческих генераторных установок требуется технический план и технический надзор для обеспечения соответствия требованиям Национального электротехнического кодекса (NEC) и Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA) в Соединенных Штатах. Помимо соблюдения нормативных требований, незнание того, как правильно рассчитать размер генератора, также может привести к множеству других проблем.

Слишком большие генераторы могут вызвать:

  • Повреждение электрических систем
  • Ненужные операционные расходы
  • Неэффективное производство электроэнергии

Слишком маленькие генераторы могут вызвать:

  • Повреждение или перегрев генератора
  • Недостаточное или ненадежное питание
  • Критические объекты и отказы систем безопасности

Давайте посмотрим, что вам нужно знать об оценке генератора правильного размера для вашего бизнеса.

Расчет требований к электропитанию

Начните с составления списка всего, что вы планируете использовать с помощью резервного генератора. Это сильно варьируется в зависимости от того, каким бизнесом вы работаете, поэтому не делайте ошибки, слишком быстро замалчивая этот шаг.

  • Для предприятия розничной торговли, вам может потребоваться питание некоторых или всех ваших платежных терминалов, освещения, систем безопасности и критически важных серверов данных.
  • Для офисного здания, может потребоваться питание освещения, телекоммуникаций, безопасности и других основных систем, которые позволят людям безопасно эвакуироваться из здания.
  • Для ресторана или предприятия общественного питания: вам следует рассмотреть возможность охлаждения, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или любых других устройств, которым требуется питание для предотвращения порчи продуктов.
  • В медицинском учреждении или клинике обращает пристальное внимание на спасательные системы, для работы которых требуется постоянное энергоснабжение, включая аппараты для дыхания и диализа.

Некоторые факторы для определения размера коммерческого генератора включают выбор одно- или трехфазное питание , выбор напряжения и общая выходная мощность .Имейте в виду, что для большинства коммерческих приложений требуется резерв или возможность перенапряжения, особенно для больших двигателей, работающих независимо от нескольких агрегатов.

Методы измерения

Как только вы узнаете, какие элементы вам необходимо использовать для питания вашего генератора, вам нужно будет оценить энергопотребление вашего предприятия при пиковом использовании. В зависимости от типа бизнеса и ваших потребностей в электроэнергии существует множество методов, которые вы можете использовать для определения своей полной нагрузочной способности.

Измерение в реальном времени
  1. Используйте токоизмерительные клещи на каждой ветви электрической сети и сложите измерения вместе, чтобы получить общий ток, используемый объектом.
  2. Разделите общий ток на три для трехфазного тока и на два для однофазного тока. Умножьте результат на напряжение питания и снова на 1000 для необходимых киловатт.
  3. Добавьте мощность в киловаттах, используемую каждой системой аварийной безопасности в соответствии со статьями 700, 701, 702 и 708 NEC, с киловаттами, необходимыми для получения киловатт (кВт) при полной нагрузке.

кВт при полной нагрузке = общий ток x напряжение питания / 1000

Резервная мощность = Полная нагрузка кВт x 0.25

Для 100% мощности, типоразмер генератора = кВт при полной нагрузке + резервная мощность


Используйте систему выставления счетов вашей коммунальной компании, чтобы определить максимальное энергопотребление.

Полная грузоподъемность по истории
  1. Ежемесячно проверяйте свой счет за коммунальные услуги на предмет пиковой нагрузки.
  2. Найдите самый высокий пиковый спрос за предыдущий год, а затем добавьте 25 процентов для резервной мощности.
Полная грузоподъемность при длительном использовании двигателя
  1. Умножьте пусковой ток для самого большого двигателя, который включается и выключается, на напряжение, чтобы получить необходимое количество ватт.
  2. Для всех остальных моторных и немоторных нагрузок умножьте ток на напряжение в ваттах.
  3. Вычислите общую мощность в ваттах, потребляемую самым мощным двигателем и всеми остальными двигательными и немоторными нагрузками, и умножьте на 1000 для получения киловатт.
  4. Добавьте 25 процентов для резервной / импульсной мощности и соответственно выберите размер генератора.
Квадратные метры

Метод определения площади в квадратных футах обычно используется для торговых точек, таких как продуктовые магазины, рестораны и мини-маркеты.


Розничное применение: 50 кВт + 10 Вт на квадратный фут

Другое коммерческое применение: 50 кВт + 5 Вт на квадратный фут


Помимо оценки общей потребности в электроэнергии, очень важно определить стартовую нагрузку и рабочую нагрузку для каждого элемента.

Определение пусковой и рабочей мощности

  • Стартовая нагрузка: Начальная высокая нагрузка для запуска элементов с полной остановки.Для компрессоров и двигателей пусковая нагрузка может в шесть раз превышать рабочую нагрузку.
  • Рабочая нагрузка: Нагрузка, необходимая для поддержания работы элементов после первоначального запуска.

Для резервного копирования вы можете рассчитать нагрузку при поэтапном запуске для нескольких блоков, чтобы распределить нагрузку. Используйте самый высокий рейтинг заторможенного ротора (LR) из всех элементов, которые вы хотите запустить.

Шаги для оценки пусковой и рабочей мощности

  1. Выберите элементы, которые вы хотите запитать одновременно, и сложите их, чтобы получить общую рабочую мощность.
  2. Выбран элемент с наибольшим значением начальной мощности.
  3. Сложите два числа, чтобы получить общую необходимую мощность.

Если вы не можете определить текущую мощность предмета, используйте формулу Вт = вольт x ампер . Только для устройств с моторным приводом требуется дополнительное пусковое напряжение. Запомните: Для точного определения переведите все амперы в киловатты.

Проверка графиков производительности генератора для требований к нагрузке

После того, как вы рассчитали количество энергии, которое вам понадобится от коммерческого резервного генератора, следующим шагом будет определение генераторной установки, которая будет соответствовать вашим потребностям.Чтобы помочь вам в выборе, производители предлагают диаграммы производительности для каждого продукта, который они продают.

Во-первых, найдите блок с необходимой мощностью для запуска каждого из выбранных вами предметов. Генераторы обычно измеряются в киловаттах и ​​бывают самых разных мощностей. Если ваши потребности находятся между обычными рейтингами, выберите следующую по величине емкость.

Другие факторы генератора, которые необходимо учитывать

  • Работа: Генераторы могут работать автоматически или вручную.Почти все коммерческие генераторы используют автоматический выключатель, который автоматически переключает питание здания на резервный генератор при отключении основного источника питания.
  • Фаза питания: Обязательно определите, нужно ли вам однофазное или трехфазное питание. Большинству коммерческих систем резервного копирования требуется трехфазное питание для обеспечения требуемых уровней напряжения.
  • Источник топлива: Обычно вы можете выбрать дизельное топливо, пропан, природный газ или бензин.Дизель и бензин более эффективны, чем пропан, но пропан идеально подходит для периодического использования генератора, поскольку он не разлагается при хранении.
  • Уровень шума: В зависимости от места установки следует учитывать уровень шума устройства во время его работы.

Нужна помощь в определении размера генератора?

Чтобы избежать ошибок, связанных с незнанием размера генератора, подумайте о том, чтобы обратиться за помощью к специалисту по резервному питанию.General Power здесь, чтобы помочь вам найти подходящий генератор для ваших конкретных нужд.

Наши эксперты в области энергетики будут сотрудничать с вами, чтобы понять ваши потребности и помочь выбрать подходящее подразделение для вашего бизнеса. Вызов 1-888-819-5646, чтобы поговорить с одним из наших дружелюбных сотрудников.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *