wypalarki ESAB - obliczenie poboru mocy

Cześć

chciałbym obliczyć pobór mocy przez maszyny do wypalania plazmowego ESAB. Wyczytałem, że prąd przemysłowy to prąd trójfazowy o napięciu między fazowym 400V (wikipedia - hasło "sieć niskiego napięcia").
Mam też możliwości wypalania różnymi natężeniami prądu: np. 260A, 130A.

Wiem, że do obliczania mocy prądu przemiennego stosuje się wzór P=U*I*cos(a)

A jak to jest w przypadku prądu trójfazowego? Czy można obliczyć moc z powyższego wzoru, chociaż to wzór prądu przemiennego? Uprzejmie proszę o pomoc w obliczeniach.

Wiadomo też, że maszyna poza samym paleniem wykonuje też ruchy portalu oraz wózków (palników). Macie jakiś pomysł jak najskuteczniej obliczyć całkowity pobór mocy przez maszynę w trakcie pracy? Rozumiem, że trzeba wziąć pod uwagę moc na prąd (pierwsze pytanie), moc na ruchy maszyny (drugie pytanie) - czy czegoś jeszcze nie pomijam - np jakichś strat? Chciałbym to obliczyć możliwie dokładnie. Jeśli jednak to zbyt karkołomne zadanie, może macie jakiś pomysł jak to wszystko oszacować?

Będę wdzięczny za pomoc : )

Pozdrawiam,
C.K.

Kype wrote:

Mam też możliwości wypalania różnymi natężeniami prądu: np. 260A, 130A.

Przy jakim napięciu?

Kype wrote:

Wiem, że do obliczania mocy prądu przemiennego stosuje się wzór P=U*I*cos(a)

A jak to jest w przypadku prądu trójfazowego?

Trzeba to pomnożyć razy pierwiastek z 3, czyli ok 1,73.

Kype wrote:

Wiadomo też, że maszyna poza samym paleniem wykonuje też ruchy portalu oraz wózków (palników). Macie jakiś pomysł jak najskuteczniej obliczyć całkowity pobór mocy przez maszynę w trakcie pracy?

Trzeba zsumować moc wszystkich urządzeń w maszynie. Ale najlepiej odczytać moc maszyny z tabliczki znamionowej.

Dziękuję Ci kosmos99 za taką szybką reakcję ; )

Przy napięciu przemysłowym, czyli chyba 400 V, jeśli dobrze rozumiem. Chyba że maszyna może przekształcać sobie napięcie na swoje potrzeby, o czym nie pomyślałem - może tak być?

No przed chwilą doczytałem coś takiego z wikipedii:
"W sieciach niskiego napięcia w Polsce napięcie skuteczne fazowe (mierzone między przewodem fazowym, czyli będącym pod napięciem, a ziemią) wynosi 230 V, zaś międzyfazowe (mierzone między przewodami dwóch faz) 400 V, co odpowiada amplitudom: Umax ≈ 325 V i 563 V. Pomiędzy napięciem fazowym Uf a międzyfazowym Up układu 3-fazowego, symetrycznego, gwiazdowego zachodzi następująca zależność[5]:

Up=sqrt(3)*Uf

gdzie:

Up – napięcie międzyfazowe (nazywane też przewodowym lub liniowym od od ang. line-to-line voltage)
Uf – napięcie fazowe.


więc jeśli dobrze rozumiem Uf=230V => Up = Uf * sqrt(3) = 230 * 1,73 = 400V

i wtedy moja moc P = Up * I * cos (a)
Up = 400V
I = {260, 230, ... itd}
cos (a) = ? - co z tym cosinusem? szczerze mówiąc nie rozumiem o co chodzi z tą fazą w prądzie, o co tu w rzeczywistości chodzi. Z trygonometrią nie mam problemów, ale nie znam idei tej fazy

Kype wrote:

Przy napięciu przemysłowym, czyli chyba 400 V, jeśli dobrze rozumiem. Chyba że maszyna może przekształcać sobie napięcie na swoje potrzeby, o czym nie pomyślałem - może tak być?

A nawet na pewno tak jest ze względów bezpieczeństwa.

cos (fi) to współczynnik mocy zależny od rodzaju obciążenia.

Kype wrote:

Up = 400V
I = {260, 230, ... itd}

Ale te prądy są przy niższym napięciu.
400V to jest zasilanie maszyny.

Napięcie jest transformowane na niższe i dlatego napięcia są podane prądy.

Fajnie mi to tłumaczysz :], dziękuję Ci za cierpliwość.

Zrozumiałem, że to nie jest tak, że maszyna pracuje przy napięciu 400V, tylko napięcie zależy od natężenia prądu - czyli dla 130A maszyna sobie transformuje napięcie 400V na jakieś, a dla 200A na jeszcze jakieś inne. Czy mogę to obliczyć te napięcia dla zadanych wartości natężeń?

Jak dobrze pamiętam, to transformacja polega na takiej zmianie U oraz I, że ich iloczyn pozostaje niezmienny, ale głowy bym za to nie dał :]. W takim wypadku przy znajomości mocy nominalnej P i prądu I mógłbym sobie powyliczać napięcia z U = P / I . Prawda to?

i jaki przyjąć cos (fi)? Pamiętam, że na studiach ćwiczeniowiec w konkretnym przykładzie obliczania mocy grzałki elektrycznej polecił przyjąć cos (fi) = 1, ale nie umiem tego uzasadnić, a wolałbym mieć pewność.

Kype wrote:

Czy mogę to obliczyć te napięcia dla zadanych wartości natężeń?

Musisz znać moc współczynnik mocy, sprawność

Kype wrote:

W takim wypadku przy znajomości mocy nominalnej P i prądu I mógłbym sobie powyliczać napięcia z U = P / I . Prawda to?

Tak plus cos fi

Kype wrote:

Pamiętam, że na studiach ćwiczeniowiec w konkretnym przykładzie obliczania mocy grzałki elektrycznej polecił przyjąć cos (fi) = 1

Dla obwodów rezystancyjnych cos fi = 1.
Transformator to indukcyjność i w tym przypadku cos fi zależy od obciążenia.

Proponuje zrobić to co podpowiedział kolega kosmos99 w pierwszym poście i zajrzeć  na tabliczki znamionowe urządzeń. Bo jak przyjmiesz do obliczeń prąd wypalarki równy 260A to Ci cuda wyjdą

Witam
Czytam i głowa mnie boli. Zastanawia mnie po co komu takie obliczenia. Podejrzewam, że nadgorliwy księgowy chce poznać koszty użytkowania maszyny.
Plazma która ma 200 A na palniku to duże i drogie urządzenie. Na pewno ma solidną instrukcję użytkowania i support od sprzedawcy. Na tabliczce będzie podana moc w kW albo kVA. Ważna jest sprawność, to nam powie ile energii jest na palniku, a ile jest zamieniane na ciepło w maszynie.
Plazma do działania potrzebuje gazu, załóżmy, że jest to sprężone powietrze. Nobla temu kto obliczy ile energii zużyła sprężarka.
A co z materiałami eksploatacyjnymi: dysze ,elektrody itd.
Warto pamiętać iż cena energii to: koszt kilowatogodziny plus koszt dystrybucji.
Życzę powodzenia w obliczeniach.

Dziękuję Wam za odpowiedzi! Coraz więcej z tego rozumiem i lepiej widzę, że to skomplikowane.

Poszedłem za Waszymi radami i porobiłem zdjęcia tabliczkom znamionowym różnych elementów działających podczas pracy maszyny.

Jedną z najbardziej dla mnie czytelnych zamieściłem w załączniku. To tabliczka dla źródła prądu dla wypalarki plazmowej:



widzę tu U1, U2, I1, I2, cos(fi) i X

Rozumiem, że moc P = U * I * cos(fi)

co zatem powinienem przyjąć do obliczeń mocy zużywanej na wytworzenie łuku elektrycznego - U1 i I1 czy U2 i I2? A może to też od czegoś zależy? W programie maszyny mam do wyboru różne natężenia prądu - np. 260A, 230A, 200A - czy te prądy uwzględniam gdzieś do obliczeń? i co oznacza ten tajemniczy "X" na tabliczce?

Co zrobić w przypadku pozostałych maszyn, na których nie mam podanych cos(fi) na tabliczkach znamionowych?



Może macie na tyle doświadczenia żeby podpowiedzieć jak się zabrać za określanie zużycia energii przez konkretne urządzenie podłączone do sieci przemysłowej? Tak naprawdę na tym mi najbardziej zależy. Będę wdzięczny jeśli podzielicie się pomysłami.

Informacje o mocy masz na tabliczce jest 52kVA dla tej maszyny.

S1 - praca ciągła; wystarczy obliczyć/zmierzyć jak jest obciążona maszyna w czasie = konsumpcja energii elektrycznej.

Witam

W uproszczeniu można przyjąć, iż plazma o ile jest ustawiona na pełną moc to w ciągu godziny zużywa 52kW . Powiedzmy, że kilowatogodzina z dystrybucją kosztuje 35 groszy, to zapłacicie 18zł 20 gr. No ale do tego dochodzi koszt gazu, wentylator też zużywa energię, silniki do przejazdu głowicą, inne.
Pytanie po co wam te obliczenia, bo jeśli szukacie oszczędności to źle się do tego zabieracie. Jeśli chcecie oszacować koszty produkcji, to też się robi inaczej.

Piszecie, że moc przy pracy ciągłej to to S1 i wynosi 52kW - to by wiele wnosiło, wielkie dzięki.

z.malicki - byłbyś w stanie mi zasugerować jak się zabrać za oszacowanie kosztów produkcyjnych?

Nie mam w tej sprawie doświadczenia, więc pomyślałem zacząć od wyznaczenia mocy wszystkich sprzętów, w drugim etapie chciałem szacować jak wygląda ich zużywanie w czasie pracy maszyn, podsumować i przeliczyć zużycie energii elektrycznej, wyznaczyć koszt i obliczyć koszt pracy maszyny na godzinę jej pracy. Będę wdzięczny jeśli podzielicie się lepszą strategią .

Najskuteczniejszy będzie licznik energii wrzucony do szafy na tydzień. Na tej podstawie można wyznaczyć jakąś średnią.
Nie zapominać kosztów gazów, końcówek itd. Można długo wymieniać.

Myślałem o tym. To prosta metoda, jednak dla mnie za mało dokładna. Chciałbym uzyskać koszty pracy maszyn w zależności od grubości ciętej blachy, a taki licznik po prostu zliczy wszystko.

No i druga przeszkoda - nie wszystkie maszyny u nas cały czas pracują póki co, więc uśrednianie w tych warunkach byłoby raczej mało miarodajne.

Dzięki za przypomnienie o pozostałych kosztach. Koszty związane ze zużyciem gazów wezmę z tabel technologicznych maszyn. Za zużycie dysz jeszcze nie wiem jak się zabrać - żywotność podobno mocno zależy od operatora maszyny.

mam jeszcze pytania:

Quote:

W uproszczeniu można przyjąć, iż plazma o ile jest ustawiona na pełną moc to w ciągu godziny zużywa 52kW

Jak duże jest to uproszczenie?
Tabliczka znamionowa jest ze źródła prądu - na tabliczce maszyny jest 2kVA?
Skąd wiem, czy maszyna jest ustawiona na pełną moc?
W programie maszyny mam do wyboru różne natężenia prądu palenia (50A do nawet 260A) - jak to wpływa na zużywaną moc?

Dlaczego mało dokładna? Przecinasz blachę o danej grubości i odczytujesz licznik.
Albo jeśli prądy są wybierane za pomocą przełącznika, to podłączyć licznik do danego zakresu.
Bo jak rozumiem zakres prądu jest wybierany w zależności od grubości blachy.

No tak! Faktycznie - podpięcie licznika na tydzień niewiele da, ale nie przeszło mi przez myśl to, o czym Ty napisałeś, kosmos99. Teraz to ma sens :]. Dziękuję Ci za całe wsparcie.