Программа дисциплины по кафедре Автоматика и системотехника электромеханические системы

Вид материала

Программа дисциплины

Содержание Клепиков С.И. 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины. 3. Объём дисциплины и виды учебной работы. Общая трудоёмкость дисциплины Вид итогового контроля по семестрам Вид итогового контроля самостоятельной работы без отчетностей Аудиторные занятия Самостоятельная работа 4. Содержание дисциплины. Раздел 3. Уравнение движения электропривода Раздел 4. Механическая часть электропривода как объект управления Раздел 5. Элементы силовой части, их математическое описание. Раздел 6. Принципы построения и реализации замкнутых электромеханических систем. Раздел 7. Принципы подчиненного регулирования, независимое управление координатами. 5. Лабораторный практикум. Цель: Рассчитать и смоделировать процесс пуска и торможения грузоподъёмного механизма. Задание 4) По заданному ускорению определите время пуска. 5 ) Аналогично рассчитаете время торможения. Цель: Исследовать двухмассовую упругую систему с учётом вязкого трения. Задание и порядок выполнения Лабораторная работа №3 Порядок выполнения ... Полное содержание

Подобный материал:

• Программа дисциплины по кафедре «Автоматика и системотехника» Администрирование в информационных, 252.68kb.
• Программа дисциплины по кафедре Автоматика и системотехника Информационные сети и коммуникации, 283.81kb.
• Рабочая программа дисциплины Электромеханические и мехатронные системы (Наименование, 104.46kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины "проектирование электрооборудования автономных, 305.46kb.
• Лекции по курсу "Электромеханические системы", 139.84kb.
• Рабочая программа по дисциплине опд. В. 02 Электромеханические системы По специальности, 298.79kb.
• Рабочая программа по дисциплине опд. В. 03 Электромеханические системы По специальности, 312.64kb.
• Рабочей программы дисциплины Электромеханические системы по направлению подготовки, 24.18kb.
• Программа дисциплины опд. Ф. 4 «теоретические основы электротехники» для студентов, 137.4kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины «информатика» очно-заочная, 167.63kb.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тихоокеанский государственный университет

Утверждаю Проректор по учебной работе ______________ С.В. Шалобанов “_____” ________________200_ г.

Программа дисциплины

по кафедре Автоматика и системотехника


ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ


Утверждена научно-методическим советом университета для направлений подготовки в области автоматизации и управления


Хабаровск 2007 г.

Программа разработана в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта, предъявляемыми к минимуму содержания дисциплины и в соответствии с примерной программой дисциплины, утвержденной департаментом образовательных программ и стандартов профессионального образования с учетом особенностей региона и условий организации учебного процесса Тихоокеанского государственного технического университета.


Программу составил


Коваленко С.Н. к.т.н. АиС

	Ф.И.О. автора (ов)		Ученая степень, звание, кафедра
Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры протокол № 2 от « 4 » декабря 2006г
Зав кафедрой_________«__»______ 200_г				Чье Ен Ун
Подпись дата				Ф.И.О.
Программа рассмотрена и утверждена на заседании УМК и рекомендована к изданию протокол № ______ от «____»_____________ 200_г
Председатель  УМКС  ______«__»_______ 200_г					Чье Ен Ун
Подпись дата					Ф.И.О.

Директор  института  _______«__»_______ 200_г	^ Клепиков С.И.
(декан факультета) Подпись дата	Ф.И.О.

1. Цель и задачи дисциплины
   

Цель изучения дисциплины – дать студенту представление о современном электроприводе, его физических основах, принципах управления, об энергетике, а также научить студента решать многочисленные несложные задачи, постоянно возникающие на практике.

^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.


В результате изучения дисциплины студенты должны знать:

• общие особенности механической части электромеханических систем, важней­шие их элементы, связи и параметры, а также математические методы описания и анализа.
  
• характеристика электроприводов постоянного и переменного
  

тока.

• принципы построения и реализации замкнутых
  

электромеханических систем;

уметь:

• на основе получен­ных знаний свободно оценивать характер движения электропривода по известному характеру изменения электромагнитного момента дви­гателя и приложенных к системе внешних сил либо.
  
• определять законы изменения электромагнитного момента, обеспечиваю­щие формирование требуемых законов движения приводимого ме­ханизма.
  

должны иметь опыт решения типовых задач применения электропривода.


^ 3. Объём дисциплины и виды учебной работы.


Таблица 1 – объем дисциплины и виды учебной работы

Наименование	По учебным планам основной траектории обучения
	с максимальной трудоёмкостью	с минимальной трудоёмкостью
^ Общая трудоёмкость дисциплины
по ГОС	119
по УП	102
Изучается в семестрах	5
^ Вид итогового контроля по семестрам
зачет	5
экзамен	5
Курсовой проект (КП)
Курсовая работа (КР)
^ Вид итогового контроля самостоятельной работы без отчетностей расчетно-графические работы (РГР)
Реферат (РФ)
Домашние задания (ДЗ)
^ Аудиторные занятия:
всего	51
В том числе: лекции (Л)	34
Лабораторные работы (ЛР)	17
Практические занятия (ПЗ)
^ Самостоятельная работа
общий объем часов (С2)	51
В том числе на подготовку к лекциям	32
на подготовку к лабораторным работам	17
на подготовку к практическим занятиям
на выполнение КП
на выполнение КР
на выполнение РГР
на написание РФ
на выполнение ДЗ
на экзаменационную сессию

^ 4. Содержание дисциплины.


Содержание дисциплины включает в себя следующие разделы:


Раздел 1. Основные понятия и определения


Определение понятия ЭМС. История развития электропривода.

Структуры и компоненты управляемой электромеханической системы.


Раздел 2. Механика электропривода


Формулы приведения. Особенности механической части и основные расчётные схемы. Типовые статические нагрузки электропривода


^ Раздел 3. Уравнение движения электропривода.


Вывод для трёхмассовой, двухмассовой с учётом вязкого трения, одномассовой. Механические переходные процессы. Определение времени переходного процесса (пуск, реверс , торможение ). .


^ Раздел 4. Механическая часть электропривода как объект управления.


Передаточной функции для двухмассовой системы с учётом вязкого трения по управляющему воздействию для ω₁ и ω₂. Частотные характеристики системы. Динамические нагрузки электропривода. Уравнение упругого динамического момента .


^ Раздел 5. Элементы силовой части, их математическое описание.


Двигатель постоянного тока независимого возбуждения Устройство, принцип действия , вывод уравнений статических характеристик, понятие модуля жёсткости и статизма, естественная характеристика, искусственные характеристики. Способы . регулирования скорости. Тормозные режимы ДПТ-НВ. Динамические свойства ДПТ-НВ Выражение динамической жёсткости.

Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения Устройство, принцип действия , вывод уравнений статических характеристики, естественные и искусственные характеристики, тормозные режимы. Способы регулирования скорости.

Двигатель постоянного тока смешанного возбуждения. Устройство, принцип действия, уравнения статических характеристики, особенности естественных и искусственных характеристик .Тормозные режимы

Асинхронный электродвигатель Устройство, принцип действия , вывод уравнений статических характеристик, естественные и искусственные характеристики, формулы скольжения и Клосса, тормозные режимы. Способы регулирования скорости.

Синхронный электродвигатель Устройство, принцип действия , вывод уравнения угловой характеристики естественные и искусственные характеристики . Тормозные режимы

Переходные процессы электропривода с линейной механической характеристикой при линейном нарастании управляющего воздействия. Процессы происходящие при линейном нарастании управляющего воздействия. Понятие ошибок.

Системы управления электромеханическими преобразователями.


^ Раздел 6. Принципы построения и реализации замкнутых электромеханических систем.


Основные показатели регулирования координат электропривода

Типовые структуры систем электропривода. Метод последовательной коррекции Стандартные настройки


^ Раздел 7. Принципы подчиненного регулирования, независимое управление координатами.


Структура системы подчинённое регулирование координат. Настройка системы подчинённого регулирования координат.


Таблица 2 – Разделы дисциплины и виды занятий и работ

№	Раздел дисциплины	Л	ЛР	ПЗ	КП (КР)	РГР	ДЗ	РФ	С2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Основные понятия и определения	*
	Механика электропривода	*	*
	Уравнение движения электропривода.	*	*
	Механическая часть электропривода как объект управления.	*	*
	Элементы силовой части, их математическое описание	*	*
	Принципы построения и реализации замкнутых электромеханических систем.	*
	Принципы подчиненного регулирования, независимое управление координатами.	*

^ 5. Лабораторный практикум.


Перечень лабораторных работ включает в себя следующие поставленные лабораторные работы:


Лабораторная работа №1

Исследование механических переходных процессов


^ Цель: Рассчитать и смоделировать процесс пуска и торможения грузоподъёмного механизма.

Задание:

Имеется грузоподъёмный механизм, который состоит из двигателя, одноступенчатого зубчатого редуктора, и барабана. Двигатель через редуктор передаёт вращение барабану на который наматывается трос с прикреплённым грузом массой - m. Необходимо в соответствии с заданным вариантом рассчитать требуемый прямоугольный пусковой электромагнитный момент развиваемый двигателем, который должна сформировать система управления с тем, чтобы осуществить пуск двигателя грузоподъёмного механизма на подъём с заданным ускорением до заданной номинальной скорости _ном (двигателя) .

Порядок выполнения:

1) Ознакомьтесь с содержанием приложения 1.

2) Приведите моменты инерции и сопротивления к валу двигателя

и составьте уравнение движения для жёсткого приведённого звена..

3) Из составленного уравнения движения определите требуемый пусковой момент М.
^

4) По заданному ускорению определите время пуска.

5 ) Аналогично рассчитаете время торможения.

6) Данная работа выполняется на листе А4 печатным способом с рамочкой (можно без обложки) и защищается по вопросам для защиты.

7) Рассчитать время торможения при подъёме от _ном до =0 с выключенным двигателем.

8) Нарисовать трапецеидальный график механического переходного процесса пуск-движение-торможение грузоподъёмного механизма (по горизонтальной оси - t по вертикальной - М и скорость - ). 

9) Проверить расчёт с помощью моделирования в программе Matlab.

Для выполнения лабораторной работы необходим компьютерный класс с программой Matlab 6.

Вопросы для защиты лабораторной работы №1 .

1. Что называется переходным процессом в механической части?
   
2. Расставьте направления скорости и моментов на кинематической схеме для режима подъёма. Что говорит об этом правило знаков ?
   
3. Для чего нужно приведение к одной скорости ?
   
4. Приведите приведённую кинематическую схему механизма
   

5) Перечислите типовые статические нагрузки электропривода и дайте характеристику вашей нагрузки.

6) Перечислите особенности механической части электропривода .

7) Разъясните как выведены используемые вами формулы приведения .

8. Как упростить расчетную схему механической части ?
   
9. Как учесть КПД редуктора при вычислениях?
   
10. Как выводится уравнение движения электропривода?
    

11) Составьте уравнение движения для заданной преподавателем точки кинематической схемы.


Время выполнения работы 4 часа.


Лабораторная работа №2

Исследование динамических переходных процессов

^ Цель: Исследовать двухмассовую упругую систему с учётом вязкого трения.

Задание и порядок выполнения:

1. На основе данных предыдущей лабораторной работы постройте модель механической части привода подъёма с учётом жёсткости каната в виде двухмассовой упругой системы. Ротор и барабан представьте как J₁ , а груз как J₂ -приведённый к валу двигателя момент инерции учитывающий массу груза с_12пр – приведённая эквивалентная жёсткость механической связи между барабаном и грузом .

c_12пр=C (Dб/2i)²/l


где c=1*10⁵ H/ m- жёсткость каната, l-длина каната.

Момент сопротивления создаваемый грузом M_c2 прикладывается к массе J₂ . M_c1 можно принять равным нулю. В схеме должно быть два входа (М и М_с1 М_с2) и три выхода (М_12, _ и _ и . Звено куда входит _вт представьте в виде комбинации простых динамических звеньев.

2. Получите трапецеидальный график механического переходного процесса пуск-движение-торможение грузоподъёмного механизма (по горизонтальной оси - t по вертикальной - М и скорость - ) аналогично предыдущей лабораторной работе.

3. Запустите структуру для _вт=0. Изменяя массу J₂ определите (по вашему мнению) при каком соотношении J₁ и J₂ () влиянием J₂ на скорость _ можно пренебречь .

4. Определите как влияет величина внутреннего вязкого трения _вт на характер колебаний М₁₂, _ и __ с параметрами п.2 (_вт =02). Снимите осциллограммы. Сделайте выводы.

5. Продемонстрируйте как влияет величина среднего ускорения на М₁₂ .

6. Снимите АЧХ системы для _(f)_Mи _(f)_M для параметров п.1. Для этого используйте программу MATLAB.

7. По графикам переходных процессов определите частоту колебаний масс J₁ и J₂ и нанесите на ЛАЧХ.

Для выполнения лабораторной работы необходим компьютерный класс с программой Matlab 6.


Вопросы для защиты лабораторной работы №2:

1. Чем отличается двухмасовая система от одномассовой ?
   
2. Как получено с_12пр ?.
   
3. Что такое М₁₂ ?
   
4. Как влияет и на что вязкое трение (_вт)?
   
5. Объясните на что влияет М₁₂ (увеличивает время разгона –торможения,. снижает динамические нагрузки, повышает надёжность механической части и т.д..?
   
6. Зачем нужно уменьшать М₁₂ ?
   
7. Если с₁₂ стремится к бесконечности то что это вам даёт ?
   
8. В каком случае двухмассовую систему можно заменить одномассовой и что при этом будет потеряно.
   
9. Как изменяется М_с2 по сравнению с М_{с пр} из лр№1 ?
   

.

Время выполнения работы 4 часа.


^ Лабораторная работа №3

Исследование статических и динамических характеристик

ДПТ-НВ


Цель: С помощью математической модели ДПТ-НВ снять его динамические и построить статические характеристики .


Задание:

В данной работе необходимо исследовать пуск двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) . Двигатель вращает механизм приведённый суммарный момент инерции которого равен J_ (считается, что момент инерции ротора двигателя входит в J_). Вращению противодействует активный момент сопротивления Мс.


^ Порядок выполнения:

1. Соберите структурную схему ДПТ -НВ в программе Matlab/Simulink c параметрами соответствующими варианту задания. . Выход 1 подключите к “Scope” через делитель на 10 для приведения (t) и M(t) к одному масштабу. Выведите также I(t).
   
2. Получите графики переходных процессов (t) и I(t) для чего осуществите прямой пуск двигателя в момент t=0с с Мс=0 при Uя=220В. В момент времени t = 2c подайте Мс=2Мном. Снимите осциллограммы (t) и I(t) в одних осях.
   

3. Используя полученные осциллограммы графически постройте динамическую механическую характеристику при изменении момента скачком от М=0 до М=2Мном и начальном значении скорости соответствующем о.

4. Снимите данные для построения следующих статических характеристик.

а) Две статических характеристики с параметрами п.1. Первая при Uя= Uя ном, а вторая при Uя= 0.5Uя ном (см. пояснения к порядку выполнения ):

б) Три искусственные статические характеристики 1-я с добавочными сопротивлениями Rдоб=10 R_дв ном, при Uя= Uя ном

2-я с Rдоб=10R_двном, при Uя= 0.5Uя ном.

3-я с Uя= Uя ном, R_дв=R_двном, Ф = 0.8Фном.

Данные занесите в таблицу. Для каждой построенной характеристики рассчитайте жёсткость  и Т_я=L_я /R_я.. Все пять характеристик отобразите в одних осях. при изменении момента до 2Мном.

5. По графику I(t) из п2.определите кратность пускового тока Kп=Iпуск/Iном.

6. Рассчитайте величину добавочного сопротивления Rдоб которое позволяет снизить пусковой ток до величины kп заданного таблицей вариантов. Подтвердите правильность вычислений моделированием

7. Смоделируйте заданный тормозной режим ДПТ-НВ. Результатом моделирования должен быть установившийся участок динамической характеристики с произвольными координатами рабочей точки Мс и  соответствующими моделируемому тормозному режиму работы ДПТ-НВ. Координаты рабочей точки торможения отобразите на графиках п.4.

8. Обрыв цепи питания обмотки возбуждения (на рис.1 не показано) считается для ДПТ-НВ аварийным режимом. Получите соответствующий график (t).

Для выполнения лабораторной работы необходим компьютерный класс с программой Matlab 6.


Вопросы для защиты лабораторной работы №3:

1. Объясните по пунктам , что делалось и что получено по ходу выполнения л/р.
   
2. Краткая характеристика двигателей ДПТ?
   
3. Устройство ДПТ-НВ средней и большой мощности?
   
4. Объясните как выводится уравнение статической электромеханической характеристик ДПТ?
   
5. Объясните, что именно моделирует каждый квадратик структурной схемы и почему?
   
6. Что такое противо-э.д.с., как работает и как моделируется?
   
7. Почему после пуска двигателя угловая скорость принимает конечное значение, а ток падает до нуля?
   
8. Какие динамические характеристики были получены ?
   
9. Какие статические характеристики были получены и как?
   
10. Что такое скорость идеального холостого хода и как рассчитывается?
    
11. Дайте краткую характеристику тормозным режимам ДПТ-НВ.
    
12. Объясните что изменится в структурной схеме, чтобы в качестве выходной величины
    

получить Iя вместо М.

13. От какого источника питается моделируемый двигатель:

а) с возможностью рекуперации т.е. возврата энергии в сеть ?

б) без рекуперации ?

14. Как смоделировать работу двигателя от другого источника?

15. Как влияет масса механизма на качество переходного процесса?

16. Почему обрыв цепи питания обмотки возбуждения считается для ДПТ-НВ аварийным режимом ?

Время выполнения работы 5 часов.


Лабораторная работа №4.

^ Построение естественной статической характеристики АД .

Цель: По заданным параметрам рассчитать и построить механическую характеристику асинхронного двигателя с коротко-замкнутым роторо

Задание порядок выполнения:

1. Из таблицы вариантов , выпишите значения параметров двигателя, соответствующие вашему варианту.

2. По этим данным рассчитайте синхронную скорость двигателя

3. Определите критическое скольжение.

4. Определите пусковой момент.

5. Используя гладкую аппроксимацию объедините полученные точки в один график

6. Нанесите на график точку номинального режима.

7. Рассчитайте частоту тока ротора при М_кр если частота сети f =50Гц

Для выполнения лабораторной работы необходим компьютерный класс с программой Matlab 6.


Вопросы для защиты лабораторной работы №4

:

1. Каков порядок вывода уравнения механической характеристики АД.

2. Что такое критическое скольжение и момент.

3. Перечислите искусственные характеристики АД.

4. Тормозные режимы АД.

5. Объясните принцип действия АД

Время выполнения работы 4 часа.


Таблица 3 – Лабораторный практикум и его взаимосвязь с содержанием лекционного курса

№ п/п	№ раздела дисциплины	^ Наименование лабораторной работы
1	2,3	Механические переходные процессы. .
2	4	Динамические свойства двухмассовой системы.
3	5	Исследование статических и динамических характеристик ДПТ-НВ
4	5	Исследование статических характеристик АД

^ 6. Формы контроля знаний используемых в процессе изучения дисциплины

Контроль знаний осуществляется преподавателем в процессе защиты студентами лабораторных и практических занятий .


^ 6.1. Перечень вопросов для входного контроля студентов

1. Решение дифференциальных уравнений первого и второго порядков.
   
2. Элементы векторно-матричной алгебры.
   
3. Уравнение вращательного движения в механике.
   
4. Момент силы.
   
5. Трехфазный ток: основные понятия и соотношения.
   
6. Векторное представление переменного тока.
   
7. Понятие об обратных связях, их разновидностях.
   
8. Понятие о передаточных функциях объекта управления.
   
9. Понятие о разомкнутых и замкнутых системах регулирования.
   

^ 6.2. Перечень вопросов для текущего контроля студентов

1. Что называется переходным процессом в механической части?
   
2. Расставьте направления скорости и моментов на кинематической схеме для режима подъёма. Что говорит об этом правило знаков ?
   
3. Для чего нужно приведение к одной скорости ?
   
4. Приведите приведённую кинематическую схему механизма
   
5. Перечислите типовые статические нагрузки электропривода и дайте характеристику вашей нагрузки.
   
6. Перечислите особенности механической части электропривода .
   
7. Разъясните как выведены используемые вами формулы приведения .
   
8. Как упростить расчетную схему механической части ?
   
9. Как учесть КПД редуктора при вычислениях?
   
10. Как выводится уравнение движения электропривода?
    
11. Составьте уравнение движения для заданной преподавателем точки кинематической схемы.
    
12. Чем отличается двухмасовая система от одномассовой ?
    
13. Как получено с_12пр ?.
    
14. Что такое М₁₂ ?
    
15. Как влияет и на что вязкое трение (_вт)?
    
16. Объясните на что влияет М₁₂ (увеличивает время разгона –торможения,. снижает динамические нагрузки, повышает надёжность механической части и т.д..?
    
17. Зачем нужно уменьшать М₁₂ ?
    
18. Если с₁₂ стремится к бесконечности то что это вам даёт ?
    
19. В каком случае двухмассовую систему можно заменить одномассовой и что при этом будет потеряно.
    
20. Как изменяется М_с2 по сравнению с М_{с пр} из лр№1 ?
    
21. .Объясните по пунктам , что делалось и что получено по ходу выполнения л/р.
    
22. Краткая характеристика двигателей ДПТ?
    
23. Устройство ДПТ-НВ средней и большой мощности?
    
24. Объясните как выводится уравнение статической электромеханической характеристик ДПТ?
    
25. Объясните, что именно моделирует каждый квадратик структурной схемы и почему?
    
26. Что такое противо-э.д.с., как работает и как моделируется?
    
27. Почему после пуска двигателя угловая скорость принимает конечное значение, а ток падает до нуля?
    
28. Какие динамические характеристики были получены ?
    
29. Какие статические характеристики были получены и как?
    
30. Что такое скорость идеального холостого хода и как рассчитывается?
    
31. Дайте краткую характеристику тормозным режимам ДПТ-НВ.
    
32. Объясните что изменится в структурной схеме, чтобы в качестве выходной величины
    

получить Iя вместо М.

33. От какого источника питается моделируемый двигатель:
    

а) с возможностью рекуперации т.е. возврата энергии в сеть ?

б) без рекуперации ?

34. Как смоделировать работу двигателя от другого источника?
    
35. Как влияет масса механизма на качество переходного процесса?
    
36. Почему обрыв цепи питания обмотки возбуждения считается для ДПТ-НВ аварийным режимом ?
    
37. Каков порядок вывода уравнения механической характеристики АД.
    
38. Что такое критическое скольжение и момент.
    
39. Перечислите искусственные характеристики АД.
    
40. Тормозные режимы АД.
    
41. Объясните принцип действия АД
    

^ 6.3. Перечень вопросов для выходного контроля студентов


1.Определение понятия ЭМС.

2. Расчётные схемы механической части электропривода. Формулы приведения. Особенности мех..части и основные расчётные схемы. Типовые статические нагрузки электропривода

3. Уравнение движения электропривода. Вывод для трёхмассовой, двухмассовой с учётом вязкого трения , одномасcовой.

4. Механическая часть электропривода как объект управления. Свойства двухмассовой системы с учётом вязкого трения по управляющему воздействию для ω1 и ω2. Построение ЛАЧХ.

5. Механические переходные процессы механической части электропривода. Объяснить как определяется время переходного процесса (пуск, реверс , торможение ) при прямоугольном изменении момента Мп.

6. Динамические нагрузки электропривода. Дать вывод уравнения упругого динамического момента и оценку влияния J1 на J2.

7. Двигатель постоянного тока независимого возбуждения Устройство, принцип действия , вывод уравнений статических характеристик, понятие модуля жёсткости и статизма, Естественная хар-ка, искусственные характеристики. Способы . регулирования скорости. Тормозные режимы ДПТ-НВ. Динамические свойства ДПТ-НВ На основе уравнений построить структурную схему, дать выражение динамической жёсткости.

8. Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения Устройство, принцип действия , вывод уравнений статических характеристики, естественные и искусственные характеристики, тормозные режимы. Способы регулирования скорости.


9. Двигатель постоянного тока смешанного возбуждения. Устройство, принцип действия, уравнения статических характеристик, особенности естественных и искусственных характеристик .Тормозные режимы

10. Асинхронный электродвигатель Устройство, принцип действия , вывод уравнений статических характеристик, естественные и искусственные характеристики, формулы скольжения и Клосса, тормозные режимы. Способы регулирования скорости.

11. Синхронный электродвигатель Устройство, принцип действия , вывод уравнения угловой характеристики естественные и искусственные характеристики . Тормозные режимы. U-образные характеристики. Динамические свойства.


^ 7.Учебно-методическое обеспечение дисциплины.


а) основная литература :


1. Ильинский Н.Ф. Основы электропривода. М. Издательство МЭИ. 2003. – 224с.

2. Москаленко В. В. Электрический привод: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования - М.: Мастерство: Высшая школа, 2000. -368 с.

1. Ключев В. И. Теория электропривода: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 560с., ил.
   

б) дополнительная литература :


1. Терехов В.М.Элементы автоматизированного электропривода:

Учебник для вузов . - М.: Энергоатоиздат, 1987г.- 224 с: ил.

2. Справочник по электрическим машинам. Том 1. Под общей редакцией И.П. Копылова . 1988г.- 456с..

3. Ильинский Н.Ф. , Казаченко В.Ф. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1992.- 544с.:


^ 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины.


Для проведения лабораторных работ необходим компьютерный класс с IBM PC- совместимыми компьютерами и установленной программой Matlab 6. Минимальные системные требования: Intel Pentium 4, 3,4 ГГц, 64 Mb RAM, SVGA, ОС- Windows 2000 или выше.


^ 9.Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.


Перед изучением данной дисциплины полезно восстановить в памяти студентов необходимые положения механики и теории управления. В теоретической механике главное внимание следует уделить обобщенному описанию динамики механических систем помощью уравнений Лагранжа и соответствующим понятиям степеней свободы системы, обобщенных координат, обобщенных сил, их элементарной работы на возможных перемещениях и т. п. В теории управления необходимо рассмотреть частотные характеристики и переходные функции интегрирующего и колебательного звеньев, а также проверить знание
простейших приемов преобразования структурных схем и

определе­ния передаточных функций.


^ 10. Словарь терминов и персоналий


Электропривод определяется как электро­механическая система, состоящая из электро­двигательного, преобразовательного, переда­точного и управляющего устройств, предназ­наченная для приведения в движение испол­нительных органов рабочей машины и управ­ления этик движением

главный электропривод, обеспечивающий главное движение исполнительного органа рабочей машины или основную операцию процесса,

вспомога­тельный электропривод, обеспечивающий вспомогательное движение исполнительных органов рабочей машины или вспомогатель­ные операции процесса.

вращательный электропривод, электродвигательным устрой­ством которого является вращающийся элек­тродвигатель,

линейный электропривод, электродвигательным устройством которого является линейный электродвигатель.

магнитогидродинамического привода, яв­ляющегося электроприводом с непосредствен­ным преобразованием электрической энергии •в энергию движения токопроводящей жид­кости.

реверсивный электропривод, обеспечивающий движение электродвигательного устройства в обоих противоположных направлениях,

неревер­сивный электропривод с одним направлением движения электродвигательного устройства.

электропривод непрерывного действия, подвижные части электро­двигательного устройства которого в устано­вившемся режиме находятся в состоянии непрерывного движения,

дискретный электропривод, подвижные части электродви­гательного устройства которого в установив­шемся режиме находятся в состоянии дис­кретного движения.

резисторный электропривода это электропривод скорость которого изменяется путем измене­ния сопротивления резистора, включенного в силовую цепь электродвигателя.

импульсного электроприво­да, это электропривод скорость которого изменяется путем пери­одического включения и отключения источни­ка питания.

автоматизи­рованный электропривод, это электропривод с автоматичес­ким регулированием параметров.

программно-управляемый электропри­вод, это электропривод

управляемый в соответствии с за­данной программой;

следящий электроприво­д, это электропривод отрабатывающий перемещение исполни­тельного органа рабочей машины в соответ­ствии с произвольно меняющимся задающим сигналом;

позиционный электропривод, это электропривод предназначенный для регулирования поло­жения исполнительного органа рабочей ма­шины.

адаптивный электропривод, это электропривод авто­матически избирающий структуру или па­раметры системы регулирования при изме­нении условий работы.

параметрами электропривода являются скорость, нагрузка, диапазон регулирования, жесткость механической характеристики и электромеханическая постоянная времени.

скорость электропривода—скорость эле­ктродвигательного устройства и всех движу­щихся масс, механически с ним связанных. скорость идеального хо­лостого хода электропривода-скорость, при которой электромагнитный момент электродвигатель­ного устройства равен нулю.

скорость дотя­гивания электропривода — скорость регули­руемого электропривода, которая обеспечи­вает остановку исполнительного органа рабо­чей машины с заданной погрешностью.

статическое падение скорости электропри­вода— разность значений установившихся скоростей электропривода до и после прило­жения заданной статической нагрузки

динамическое падение скорости электропри­вода — разность между установившимся начальным значением скорости электропри­вода и наименьшим мгновенным значением скорости до и после приложения заданной статической нагрузки.

нагрузка электропривода — электромаг­нитный момент или сила, развиваемая электродвигательным устройством (ток главной цепи Двигателя), которая рассматривается как статическая при установившейся скорости и динамическая, вызываемая моментом инерции движущихся элементов электропривода и ма­шины при изменении скорости.

диапазон регулирования, опреде­лятся как возможные пределы изменения установившегося значения регулируемого параметра электропривода, при заданной точ­ности регулирования и установленных пре­делах изменения возмущений.

жесткость механической характеристики электропривода — это отношение разности электромагнитных моментов, развиваемых электродвигательным устройством, к соот­ветствующей разности скоростей электропри­вода.

электромеханическая постоянная време­ни электропривода — это время, в течение которого электропривод разгоняется из не­подвижного состояния до скорости идеаль­ного холостого хода под действием неизмен­ного момента, равного моменту короткого замыкания электродвигателя.

характеристиками электропривода на­зываются зависимости скорости от нагрузки (момента, тока главной цепи двигателя) и зависимости скорости и нагрузки от вре­мени.

механическая характеристика электро­привода — зависимость скорости электропри­вода от электромагнитного момента, разви­ваемого электродвигательным устройством.

экскаваторная механическая характе­ристика электропривода, имеющая два резко отличающихся участка; первый участок — при меньших значениях электромагнитного момента с большей жесткостью и второй участок — при больших значениях электро­магнитного момента, с резко пониженной жесткостью.

электромеханическая характеристика электропривода —зависимость скорости элек­тропривода от тока электродвигательного уст­ройства.

диаграм­мы это характеристики, где нагрузка и скорость зависят от времени.

нагрузочная диаграмма электропривода — зависимость нагрузки элек­тропривода от времени для рабочих машин, работающих в циклическом режиме

диаг­рамма скорости электропривода — зависи­мость скорости движения исполнительного органа от времени для машин, работающих в циклическом режиме.