Экономическое обоснование проектов электрических машин - Оценка прогрессивности технических параметров проектируемого электроизделия

1-3. Оценка прогрессивности технических параметров проектируемого электроизделия
Установление номенклатуры сопоставляемых технических параметров.
Анализу экономических показателей вновь создаваемой конструкции — всегда должно предшествовать установление прогрессивности ее технических параметров. Нужно определить, находятся ли технические параметры вновь разработанной конструкции на уровне самых передовых достижений науки и техники в данной области. Для этого следует сопоставить технические параметры проектируемого электроизделия с лучшими образцами отечественных и зарубежных электроизделий.
Различают параметры общие и присущие только определенным видам техники.
К числу общих параметров относятся эксплуатационная надежность, габариты и вес машины, прибора или аппарата, а также такие относительные (удельные) показатели, как вес, приходящийся на единицу основного параметра изделия (на единицу мощности у турбогенераторов, на единицу емкости у конденсаторов и др.).
Номенклатура параметров, присущих определенным видам техники, зависит от видов электроизделий. Например, при сопоставлении различных конструкций турбогенераторов сравниваются их активная мощность, скорость вращения, к. п. д., коэффициент мощности (cos φ), напряжение, * отношение короткого замыкания (ОКЗ), допустимые предельные температуры, род охлаждения ротора и статора, в некоторых случаях — еще и возможность работы в тропическом климате.
Если же обратиться к основным техническим показателям амперметров и вольтметров, то к ним относятся: система прибора; род тока; класс точности прибора; условия применения; пределы измерения; количество пределов измерений; диапазон частот; потребляемый ток (для вольтметров); потребляемая мощность; время успокоения; вес подвижной части; вращающий момент; система отсчета; длина шкалы; тип шкалы. Но применительно к цифровому прецизионному вольтметру круг этих показателей изменяется. В данном случае к ним относятся: пределы измерения; диапазон частот; основная погрешность по постоянному току и по переменному току; время, затрачиваемое на одно измерение; возможность автоматического выбора полярности и пределов; потребляемая прибором мощность от сети; возможность регистрации результатов измерений в цифровой форме.

* Вопрос о величине напряжения не может анализироваться в отрыве от всей системы генерирования энергии.

При анализе ряда сложных электронных электроизмерительных приборов потребляемую прибором мощность целесообразно показывать раздельно по источникам питания (мощность от цепи, в которой производится измерение, и мощность, потребляемая от вспомогательных источников) и по роду цепи (мощность, потребляемая главной цепью, и мощность, потребляемая вспомогательными цепями).
В случае непрерывно включенных приборов контроля в электрических сетях иногда ставят вопрос о том, нужно ли сопоставлять такие технические параметры проектируемых приборов, как потребление электроэнергии, поскольку эта величина находит отражение в таком уже обобщенном экономическом показателе, как расходы на эксплуатацию прибора в денежном выражении. Однако при этом забывают о том, что на начальных стадиях проектирования, когда расходы на эксплуатацию прибора еще не рассчитывались, именно величина потребляемой прибором мощности дает косвенное представление об одном из важных элементов его эксплуатационных расходов. Кроме того, в некоторых случаях величина потребляемой прибором мощности может иметь еще и важное самостоятельное значение, помимо расходов на его эксплуатацию в денежном выражении.

Факторы, учитываемые при сопоставлении технических параметров.

При оценке прогрессивности различных технических параметров проектируемого изделия нельзя производить механическое сопоставление показателей. При анализе нужно учитывать влияние на них различных экономических факторов. Те или иные технические решения, будучи экономически выгодными в условиях одной страны, могут оказаться экономически не эффективными для другой страны.
На различие технических решений в разных странах оказывает влияние большое количество экономических факторов: различие требований, предъявляемых к технике тем или иным социально-экономическим строем; особенности топливного, энергетического и материального балансов страны; соотношения цен на разные материалы и топливо, а также тарифов на различные виды энергии; уровень заработной платы; стандарты на изготовляемую с помощью данной техники продукцию; особенности сооружений, в сочетании с которыми эксплуатируется эта техника.
В последнее время как в социалистических, так и в капиталистических странах преимущественно осуществляется строительство тепловых электростанций. Это обусловлено экономической эффективностью (а в капиталистическом хозяйстве рентабельностью) ряда новейших направлений технического прогресса. Установка на тепловых электростанциях значительно более мощных агрегатов, повышение параметров пара, блочная компоновка оборудования, широкое применение в качестве топлива природного газа и др. — способствовали заметному уменьшению наблюдавшегося раньше разрыва в эксплуатационных расходах на тепловых и гидравлических электростанциях. Во многих случаях строительство тепловых электростанций требует меньших средств и времени, чем строительство гидроэлектростанций. Это — общая тенденция. Кроме того, на эффективность (рентабельность) сооружения различных видов электростанций влияют особенности энергетических ресурсов той или иной страны, а также степень их использования. Так, например, наиболее экономичные гидроэнергетические створы на реках США уже использованы, в то время как Советский Союз располагает широкими возможностями строительства высокоэкономичных гидроэлектростанций большой мощности. Надо учитывать и те особенности, которые вносит в решение рассматриваемого вопроса социально-экономический строй той или иной страны. Так, немаловажным фактором, тормозящим использование гидроэнергетических ресурсов в США, является сопротивление, оказываемое нефтяными, каменноугольными и газовыми монополиями, а также монополиями, владеющими тепловыми электростанциями. В странах же социалистического содружества рациональное сочетание между тепловыми и гидравлическими электростанциями обусловливается интересами всего народного хозяйства. Поэтому наряду со строительством 460 крупных тепловых электростанций в течение двадцати лет в СССР будет построено также 180 мощных гидроэлектростанций.
Генерирование электрической энергии производится, как правило, в форме переменного тока следующей частоты: в СССР — 50 гц, а в США — 60 гц. У двухполюсного турбогенератора частота 50 гц может быть получена при скорости вращения 3000 об/мин, а частота 60 гц — при скорости 3600 об/мин, так как частота f равна:

а следовательно,

где п — скорость вращения генератора, об/мин; р — число пар полюсов генератора.
Отсюда понятно, что, сохраняя в качестве нормальной промышленную частоту 50 гц, скорость вращения двухполюсных турбогенераторов должна быть

а при частоте 60 гц, принятой в США,

Или рассмотрим другой пример. Перегрузочная способность в 300%, на которую проектируются отечественные электрические счетчики, связана с особенностями созданных у нас за многие годы квартирных электрических сетей, которые рассчитаны на сравнительно небольшие токи и в силу этого не могут в часы «пик» пропускать большие токи. Поэтому до тех пор, пока существующие у нас квартирные электрические сети не будут заменены новыми, рассчитанными на большие токи, нет надобности проектировать электрические счетчики на большие величины перегрузочной способности (например, на 600%, как в США, применительно к их квартирным электрическим сетям).
Целый ряд новых, дополнительных требований к технике возник у нас в связи с расширением экономических связей со странами с тропическим климатом и изготовлением для них машин, приборов и аппаратов. В тропических районах с высокой температурой и влажностью, где машины и материалы подвергаются коррозии, прямой солнечной радиации, повреждениям грибком, насекомыми, грызунами и пр., — предъявляются особые требования как к материалам, из которых изготовляются электроизделия, так и к защитным покрытиям, окраске, консервирующей и антифрикционной смазке, упаковке и хранению, а также к методам эксплуатации оборудования.
При сопоставлении вновь проектируемой техники с лучшими зарубежными образцами нужно иметь в виду, что публикации капиталистических фирм часто носят рекламный характер. Поэтому к достоверности целого ряда публикуемых в капиталистических странах информационных материалов следует относиться весьма критически.

Примеры сопоставления технических параметров.

Сопоставление технических параметров производится с помощью таблиц. Вначале в них приводят специфические для данной машины, прибора или аппарата эксплуатационные технические параметры, а затем такие важнейшие общие для различных видов техники параметры, как эксплуатационная надежность, габариты, вес и др.

В табл. 1-1 приведены данные сопоставления технических показателей, которое было произведено при проектировании турбогенератора мощностью 320 тыс. квт. Из анализа этой таблицы был сделан вывод о том, что все параметры рассматриваемой машины находились на современном уровне электромашиностроения. Вес машины, приходящийся на единицу мощности, у нее был меньше, чем у остальных. Для непосредственного охлаждения статора была применена признанная в то время самой эффективной система водяного охлаждения.

Таблица 1-1
Сопоставление технических показателей спроектированного турбогенератора мощностью 320 тыс. квт с турбогенераторами зарубежных фирм

Ко многим видам современной техники предъявляются все большие требования в отношении уменьшения их размеров. Так, одной из самых злободневных задач в области электроники стал вопрос микроминиатюризации. В последние годы были разработаны миниатюрные вычислительные машины, обладающие такими же возможностями, что и машины, занимающие помещение, равное по площади жилой комнате.
Большое внимание при анализе основных технических параметров проектируемого изделия должно уделяться выигрышу в расходе материалов на его изготовление.

Из данных, приведенных в табл. 1-2, видно, например, какое большое снижение веса материалов дали новые серии турбогенераторов ТВФ и ТВВ по сравнению с прежней серией ТВ2.

Таблица 1-2
Сопоставление относительного веса основных элементов конструкций турбогенераторов новых серий ТВФ и ТВВ с прежней серией ТВ2

Главенствующим требованием, предъявляемым ко многим видам современных машин, приборов и аппаратов, является их высокая надежность. Всякое изменение конструкций подобных изделий, направленное на улучшение их эксплуатационных характеристик или уменьшение веса, может быть реализовано лишь после оценки надежности.

Оценка патентоспособности нового электрооборудования.

Все новое, что содержится в завершенных работах, должно быть защищено регистрированием в качестве приоритета нашего государства. В Советском Союзе разрабатывается значительное количество подлинно новых типов электроизделий. Однако далеко не всегда они оформлялись в качестве изобретений. В ряде случаев недооценивалась защита государственного приоритета на советские изобретения.
Недавно введен новый порядок подачи заявок на изобретения. Он преследует цель защиты советского приоритета. Теперь руководители министерств и ведомств обязаны представлять в государственные органы заявки на выдачу авторских свидетельств на изобретения и, в случае необходимости, заявки на патенты в других странах. Это относится и к тем изобретениям и открытиям, которые были сделаны в ходе выполнения плановых научно- исследовательских работ или по плану разработки и внедрения новой техники. В этих случаях авторские свидетельства выдаются на имя организации с указанием в них автора изобретения. Авторы изобретений, работающие на предприятиях, в научно-исследовательских и в других организациях, подают теперь заявки на изобретения в основном через свои предприятия или организации. Последние направляют заявку в Комитет по делам изобретений и открытий вместе с заключением о полезности предложения и возможности его внедрения,
Самостоятельное значение имеет патентование советских изобретений за границей. Цель этого — обеспечить защиту нашего приоритета в решении научных и технических проблем, продажу лицензий на изобретения, предотвратить безвозмездное использование и копирование за рубежом отечественных изобретений, а также экспортируемой и экспонируемой на выставках продукции.