647
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова»
УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМИ КОМПЛЕКСАМИ И
СИСТЕМАМИ ОТРАСЛИ
Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.04.04 - Автоматизация технологических
процессов и производств
Воронеж, 2016
УДК 658.5.011.56
Поляков, С. И. Управление электротехническими комплексами и системами отрасли [Текст]: метод. указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.04.04 - Автоматизация технологических процессов и производств / С. И. Поляков; Мин-во обр-я и науки Рос. Фед.,
ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. 18 с.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».
Рецензент: профессор кафедры автоматизации технологических процессов и производств Воронежского государственного архитектурно-
строительного университета В.И. Акимов
2
|
Введение |
|
|
|
Методические |
указания |
по |
организации |
и |
проведению самостоятельной работы студентов составлены в соответствии с содержанием рабочей программы настоящей учебной дисциплины.
При формировании у студентов навыков самостоятельной работы,
необходимо иметь в виду две тесно связанные между собой задачи. Первая состоит в том, чтобы развивать у студентов самостоятельность в познавательной деятельности, то есть научить их самостоятельно овладевать знаниями. Вторая задача заключается в том, чтобы научить студентов самостоятельно применять знания в учении и практической деятельности.
Под самостоятельной работой студентов понимается такая работа,
которую они выполняют без непосредственного участия преподавателя, но по его заданию, под его наблюдением и руководством, в специально предоставленное для этого время. Самостоятельная работа предполагает активные умственные действия студентов, связанные с поисками наиболее рациональных способов выполнения предложенных преподавателем заданий,
с анализом результатов работы.
Самостоятельная подготовка студентов предполагает следующие виды и формы работы: конспектирование лекций, самостоятельное изучение материала с помощью учебников и учебных пособий, написание и защита реферата, доклада; подготовка к сообщению или беседе на практическом занятии, исследовательская работа, подготовка презентаций, выполнение домашних экспериментов, самостоятельных (индивидуальных) заданий,
систематическая работа со справочными материалами, с таблицами, схемами;
подготовка к промежуточной аттестации, зачету и экзамену.
По основной дидактической цели названные виды самостоятельной работы можно подразделить на три группы: работы по приобретению новых знаний, работы по формированию умений и навыков, работы по применению знаний, умений и навыков. Указанные группы работ тесно связаны между
3
собой. Эта связь обусловлена тем, что одни и те же средства могут быть использованы для решения различных дидактических задач. Например, с
помощью лабораторно - практических работ достигается формирование умений и навыков, приобретение некоторых новых знаний, а также применение ранее полученных знаний.
Содержание самостоятельной работы на каждом этапе должно быть посильным для студентов.
Чтобы самостоятельная работа способствовала формированию инициативы и познавательных способностей учащихся, нужно предлагать такие задания, выполнение которых не допускало бы действий по готовым рецептам и шаблону. Только тогда будет достигнут нужный результат.
Методические указания призваны помочь студентам правильно организовать самостоятельную работу и рационально использовать свое время при овладении содержанием настоящей дисциплины, практическими умениями и навыками.
Самостоятельная работа направлена на освоение студентами следующих практических умений и знаний согласно требованиям рабочей программы учебной дисциплины:
– знать: современные тенденции развития технического прогресса;
методы и формы организации работы коллектива исполнителей, принципы принятия управленческих решений в условиях различных мнений; основы материаловедения и технологии конструкционных материалов,
электротехнических материалов в качестве компонентов электротехнического и электроэнергетического оборудования; схемы основного электроэнергетического и электротехнического оборудования (в
зависимости от профиля подготовки): аппараты автоматики и управления;
электронные, микропроцессорные и гибридные электрические аппараты;
элементной базы электрооборудования и установок их функциональное назначение и устройство применительно к объектам электроэнергетики и электротехники;
4
– уметь: адаптироваться к различным условиям профессиональной деятельности; применять и производить выбор электроэнергетического и электротехнического оборудования (в зависимости от профиля подготовки):
электрических станций и подстанций, электроэнергетических систем и сетей,
систем электроснабжения, элементов релейной защиты и автоматики,
электрических аппаратов, машин, электрического привода; рационально использовать сырьевые, энергетические и другие виды ресурсов на электроэнергетическом и электротехническом производствах;
– владеть опытом: приобретения необходимой информации с целью повышения квалификации и расширения профессионального кругозора;
убеждения членов коллектива и руководства в своей правоте при решении профессиональных задач; анализа режимов работы электроэнергетического и электротехнического оборудования и систем.
Методические указания по организации и проведению самостоятельной работы студентов могут быть использованы преподавателями на учебных занятиях по данной дисциплине, студентами при освоении дисциплины.
Методические указания руководства самостоятельной работой студентов:
Четко ставить задачу предстоящей самостоятельной работы.
Добиваться, чтобы студенты выполняли самостоятельную работу осознанно, то есть ясно представляли теоретические основы выполняемых действий.
Вовремя предупреждать студентов о типичных ошибках и возможных способах их избегания.
Оказывать студентам помощь, не вмешиваясь в их работу без необходимости.
При допущении студентами ошибок подводить их к осознанию и пониманию сути и причин ошибок, с тем чтобы студенты самостоятельно нашли способ их предупреждения и устранения.
5
Практиковать промежуточный контроль хода и результатов самостоятельной работы студентов.
Рационально распределять задания самостоятельной работы по сложности с учетом индивидуальных особенностей и способностей студентов.
Стимулировать и поощрять проявления творческого подхода студентов к выполнению заданий.
Умело сочетать индивидуальную и коллективную работу студентов.
При оценке хода и итогов самостоятельной работы студентов исходить из положительных моментов в их работе.
Постоянно практиковать в ходе самостоятельной работы обращение студентов к разным источникам информации.
Методические рекомендации для студентов при выполнении самостоятельной работы:
1.Внимательно прочитайте материал по конспекту, составленному на учебном занятии при изложении материала преподавателем.
2.Прочитайте тот же материал по учебнику, учебному пособию.
3.Постарайтесь разобраться с непонятным, в частности новыми терминами. Часто незнание терминологии мешает студентам воспринимать материал на теоретических и лабораторно - практических занятиях на должном уровне.
4.Составьте план прочитанного, то есть объедините главные мысли в единое целое.
5.Ответьте на контрольные вопросы для самопроверки, имеющиеся в учебнике или предложенные преподавателем.
6.Кратко перескажите содержание изученного материала «своими словами».
7.Заучите «рабочие определения» основных понятий, законов.
8.Освоив теоретический материал, приступайте к выполнению заданий, упражнений; решению задач, расчетов самостоятельной работы;
составлению графиков, таблиц.
6
1. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Введение Обзор теории электропривода, элементов и систем управления
электроприводами, программных средств и компьютерных технологий в электротехнике, электрических сетей и подстанций, основ электроснабжения и автоматики, электротехнических установок
Раздел 2. Теория электропривода Обобщенные функциональные схемы электроприводов.
Характеристики электромеханического преобразователя энергии и его математическое описание в двигательном и тормозном режимах.
Обобщенная электрическая машина. Электромеханические свойства двигателей постоянного тока, асинхронных, синхронных и шаговых двигателей. Нагрузка двигателей, характеристики рабочих механизмов.
Математические модели и структурные схемы электромеханических систем с различными видами двигателей.
Установившиеся режимы работы электроприводов. Частотный анализ.
Учет упругих звеньев и связей. Учет нелинейностей. Построение математических моделей, расчеты на ЭВМ.
Переходные процессы в электроприводах. Линейные и нелинейные системы, передаточные и переходные функции электропривода.
Формирование оптимальных переходных процессов электроприводов.
Математическое моделирование линейных и нелинейных систем автоматизированного электропривода на ЭВМ.
Характеристика систем электроприводов: управляемый преобразователь - двигатель постоянного тока; преобразователь частоты -
асинхронный двигатель; преобразователь частоты - синхронный двигатель;
системы с шаговыми двигателями. Следящие электроприводы.
Многодвигательные электромеханические системы.
Выбор мощности электродвигателя, типа и мощности преобразователя.
7
Основные этапы проектирования электропривода.
Раздел 3. Элементы и системы управления электроприводами Функции и структуры систем автоматического управления
электроприводами. Типовые схемы и системы, осуществляющие автоматический пуск, реверс и останов электродвигателей. Синтез систем с контактными и бесконтактными элементами.
Общие вопросы теории замкнутых систем автоматического управления электроприводом (САУ). Методы анализа и синтеза замкнутых линейных и нелинейных, непрерывных и дискретных САУ. Применение микропроцессорной техники в САУ.
Системы управления электроприводами постоянного и переменного тока. Типовые структуры систем управления асинхронными и синхронными двигателями. Особенности построения систем управления с тиристорными преобразователями. Системы управления машинами двойного питания.
Типовые узлы и типовые САУ, обеспечивающие постоянство заданных параметров. Следящие САУ непрерывного и дискретного действия.
Оптимальные и инвариантные САУ. Анализ и синтез следящих САУ с учетом стохастических воздействий.
Робототехнические комплексы и гибкие автоматизированные производства. Применение микропроцессоров и компьютерной техники для индивидуального и группового управления электроприводами технологических объектов. Адаптивные системы автоматического управления и принципы их построения.
Надежность и диагностика электроприводов.
Раздел 4. Основные положения электроснабжения промышленных предприятий
Классификация приемников и преобразователей электроэнергии.
Электрические нагрузки по отраслям промышленности. Методы расчета электрических нагрузок систем электроснабжения промышленных предприятий. Анализ графиков и характеристик нагрузок по основным
8
электропотребителям нефтегазовой промышленности. Нормативные материалы управления электропотреблением промышленных предприятий.
Тарифы на электроэнергию. Основы теории прогнозирования электропотребления. Компенсация реактивной мощности. Потери мощности,
методы экономии электроэнергии. Электробаланс промышленных предприятий.
Принципы расчета рабочих и аварийных режимов электрических сетей.
Выбор схем электроснабжения, перспективные схемы. Выбор напряжения в системах электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания в электроустановках до и свыше 1000 В. Проверка электрооборудования на термическую и динамическую устойчивость к токам короткого замыкания.
Расчет переходных процессов в системах электроснабжения с учетом электродвигательной нагрузки. Применение ЭВМ для расчета режимов систем электроснабжения, пакеты прикладных программ. Устойчивость электроприемников и узлов электрической нагрузки при возмущении в системах электроснабжения, методы расчета, анализа, управления.
Элементы устройств релейной защиты и автоматики.
Электромеханические элементы. Полупроводниковые и микропроцессорные элементы. Основные токовые защиты, принцип действия. Защиты от замыканий на землю. Защиты от потери питания. Устройства автоматики систем электроснабжения предприятий. Основные виды защит электродвигателей. Защита и автоматика для трансформаторов. Защиты для линий электропередачи.
Качество электрической энергии, показатели, нормативы. Влияние качества электроэнергии на производительность электроприводов,
энергоемкость и сроки службы электрооборудования. Электромагнитная совместимость приемников электрической энергии.
Технико-экономические расчеты при проектировании систем электроснабжения. Методы оптимизации при решении задач проектирования и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий.
9
Применение математических методов для выработки рациональных решений по управлению работой систем электроснабжения: интерполяция,
аппроксимация, прогнозирование, теория малых выборок.
Электротехнические установки и комплексы деревообрабатывающей отрасли. Электротехнические установки предприятий лесопромышленного комплекса. Электротехнические системы предприятий транспорта древесины. Электротехнические системы предприятий лесопромышленного комплекса.
Раздел 5. Теория надежности и диагностика электрооборудования в электроснабжении и преобразовании электрической энергии.
Электробезопасность: нормативная документация, методы обеспечения, оказание первой помощи.
2. Организация и учебно – методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Самостоятельная работа является наиболее продуктивной формой образовательной и познавательной деятельности студента в период обучения.
Для реализации творческих способностей и более глубокого освоения дисциплины предусмотрены следующие виды самостоятельной работы:
1)текущая и 2) творческая проблемно – ориентированная.
1)Текущая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний студента, развитие практических умений включает:
– работу с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по индивидуальному заданию;
– опережающую самостоятельную работу;
– изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;
– подготовку к лабораторным работам, к практическим занятиям;
– подготовку к контрольным работам, зачету и экзамену;
2)Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
10