Раздел 3. Системы автоматического регулирования

Тема 3.1. Элементы управляющих устройств замкнутых асу эп.

Студент должен

иметь представление:

-о схемах выпрямителей и преобразователей;

знать:

- основные соотношения различных схем управляемых преобразователей;

- принципы преобразования частоты при помощи различных схем;

уметь:

- объяснить работу схем различных преобразователей.

Элементы и звенья замкнутых систем непрерывного автоматического регулирования электроприводов, их уравнения и передаточные функции.

Виды и классификация замкнутых систем. Стабилизация скорости ЭД. Унифицированные блочные системы регулирования УБСР: схемы и технические данные командных устройств, датчиков, регуляторов, функциональных устройств.

Самостоятельная работа студентов: Тема изучается самостоятельно.

Тема 3.2. Подчиненные системы автоматического регулирования

Построение систем подчиненного регулирования. Принцип построения САР. Оптимизация систем. Выбор и настройка параметров регуляторов.

Самостоятельная работа студентов: реферат по теме.

Форма контроля: защита реферата.

Лабораторная работа №10. Исследование замкнутой системы управления

Раздел 4. Комплексные автоматизированные системы управления

электроприводами.

Тема 4.1. Программное и адаптивное управление эп

Общие сведения о программном управлении: назначение, классификация систем и их принцип действия.

СЧПУ, типы, принципы систем числового программного управления.

Замкнутые СЧПУ. Устройство. Блочная схема. Разомкнутые СЧПУ. Устройство и работа шагового двигателя, параметры, характеристики, режимы работы. Блочная схема разомкнутой СЧПУ и ее работа.

Адаптивная система управления. Основные понятия, принципы самонастройки и регуляции. Микропроцессорные системы управления электроприводами

Тема 4.2. Микропроцессорные системы управления эп

ЭВМ в качестве звена системы управления тиристорным электроприводом. Многоуровневая структура АСУ ЭП. Автономная и неавтономная цифровые автоматические системы.

Периферийное устройство и блок управления микропроцессорной системой регулирования ТЭП. Преобразование сигнала напряжения. Измерение угловой скорости и углового перемещения вала двигателя. Ввод и обработка информации от защитных и блокировочных устройств. Синхронизация процессов управления с питающей сетью.

Непосредственное микропроцессорное управление тиристорным ЭП. Принципы выполнения функций СИФУ при микропроцессорном управлении. Программируемые контроллеры, их принципы работы.

Самостоятельная работа студентов: Изучить самостоятельно вопросы.

Принципы выполнения функций СИФУ при микропроцессорном управлении. Программируемые контроллеры, их принципы работы.

Перечень лабораторных работ

№ работы	№ темы	Наименование работы	Количество часов
1	1.2	Исследование тиристорного пускателя	2
2	1.2	Исследование широтно-импульсного преобразователя	2
3	2.3	Горизонтальный принцип управления тиристорами	2
4	2.3	Вертикальный принцип управления тиристорами	2
5	2.3	Числоимпульсный принцип управления тиристорами	2
6	3.2	Исследование замкнутой системы управления	4

Содержание контрольной работы.

Контрольная работа состоит из 7 заданий. Пять вопросов контрольной работы это ответы на теоретические вопросы, в которых студенты должны самостоятельно проработать теоретические вопросы. 2 задания это расчетные задания по указанной литературе. Номер варианта соответствует порядковому номеру в списке студентов по журналу.

Вопросы контрольной работы.

Вариант 1.

1. Привести классификацию систем управления электроприводом

2. IJBT- транзисторы, их достоинства, область применения

3. Выпрямительный и инверторный режимы преобразователя

4. IJBT- транзисторы, их достоинства, область применения

5. Логические аналоги простейших контакторных схем

Вариант 2.

1.Схемы управления тиристорами

2.Состав реверсивного тиристорного электропривода

3.Регуляторы САР. П- регулятор

4.Горизонтальный принцип управления тиристорами

5. Широтно-импульсные преобразователи постоянного тока.

Вариант3

1. Логические аналоги простейших контакторных схем

2. Инверторы тока и напряжения

3. Преобразователь частоты с непосредственной связью

4. Элементный состав систем импульсно-фозового управления

5. Широтно-импульсные преобразователи постоянного тока.

Вариант 4.

1. Защита тиристорных электроприводов при помощи предохранителей

2. Процесс коммутации в мостовой схеме выпрямления

3. Горизонтальный принцип управления тиристорами

4. Работа однофазной мостовой схемы преобразователя на активно- индуктивную нагрузку

5. Регулировочные и внешние характеристики преобразователей

Вариант 5.

1. Работа трехфазной нулевой схемы преобразователя на активно- индуктивную нагрузку

2. Элементный состав систем импульсно-фозового управления

3. Технические средства замкнутых систем управления электроприводом

4. Замкнутая система П-Д с отрицательной обратной связью по скорости двигателями постоянного тока

5. Электроприводы с ЧПУ

Вариант 6.

1. Работа трехфазной мостовой схемы преобразователя на активно- индуктивную нагрузку

2. Защита тиристорных электроприводов при помощи быстродействующих выключателей

3. Элементы и звенья замкнутых систем автоматического регулирования

4. Регуляторы САР. Операционный усилитель

5. Цифровой датчик положения

Вариант 7.

1. Регуляторы САР. ПД- регулятор

2. Функциональные преобразователи САР. Ограничитель напряжения

3. Командные устройства и датчики

4. Следящий электропривод постоянного тока

5. Выпрямительный и инверторный режимы преобразователя

Вариант 8

1. Следящий электропривод переменного тока

2. Работа трехфазной мостовой схемы преобразователя на активно- индуктивную нагрузку

3. Схемы управления тиристорами

4. Замкнутая система П-Д с отрицательной обратной связью по скорости двигателями постоянного тока

5. Функциональные преобразователи УБСР

Вариант 9.

1. Регулирование тока и момента двигателя постоянного тока с помощью нелинейной обратной связи по току

2. Замкнутые электроприводы с подчиненным регулированием координат

3. Электроприводы с ЧПУ

4. Электропривод с адаптивным управлением

5. Регулировочные и внешние характеристики преобразователей

Вариант 10.

1. Замкнутые электроприводы с подчиненным регулированием координат

2. Состав реверсивного тиристорного электропривода

3. Процесс коммутации в мостовой схеме выпрямления

4. Выпрямительный и инверторный режимы преобразователя

5. Регулировочные и внешние характеристики преобразователей

Вариант 11.

1. Защита тиристорных электроприводов при помощи предохранителей

2. Работа трехфазной нулевой схемы преобразователя на активно- индуктивную нагрузку

3. Элементный состав систем импульсно-фозового управления

4. Электроприводы с ЧПУ

5. Вольтамперная характеристика тиристора, его основные параметры

Вариант 12.

1. IJBT- транзисторы, их достоинства, область применения

2. Схемы управления тиристорами

3. Тиристорный пускатель

4. Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока

5. Работа однофазной мостовой схемы преобразователя на активно- индуктивную нагрузку

Вариант 13.

1. Работа трехфазной нулевой схемы преобразователя на активно- индуктивную нагрузку

2. Горизонтальный принцип управления тиристорами

3. Функциональные преобразователи УБСР

4. Состав реверсивного тиристорного электропривода

5. Электропривод с адаптивным управлением

Вариант 14.

1. Работа однофазной мостовой схемы преобразователя на активно- индуктивную нагрузку

2. Состав реверсивного тиристорного электропривода

3. Процесс коммутации в мостовой схеме выпрямления

4. Регулировочные и внешние характеристики преобразователей

5. Короткие замыкания в преобразователях . Опрокидывание и прорыв инвертора.

Вариант 15

1. Защита тиристорных электроприводов при помощи быстродействующих выключателей

2. Классификация систем управления преобразователями

3. Вертикальный принцип управления тиристорами

4. Элементы и звенья замкнутых систем автоматического регулирования

5. Замкнутые электроприводы с подчиненным регулированием координат

Задача №1

Выбрать тиристор силовой схемы выпрямления, определить типовую мощность трансформатора, величину вторичного напряжения . если известна схема выпрямления и параметры нагрузки. Выписать технические данные тиристора из справочника.

Таблица 2.

№ варианта	Ud	Id	Характер нагрузки	Схема выпрямления
	240	10	Активная	Нулевая
	240	15	Активно-индуктивная	Однофазная мостовая
	240	30	Активная	Трехфазная мостовая
	240	45	Активно-индуктивная	Трехфазная нулевая
	240	60	Активная	Нулевая
	240	50	Активно-индуктивная	Однофазная мостовая
	460	80	Активная	Трехфазная мостовая
	460	50	Активно-индуктивная	Трехфазная нулевая
	460	50	Активная	Нулевая
	460	60	Активно-индуктивная	Однофазная мостовая
	460	70	Активная	Трехфазная мостовая
	460	80	Активно-индуктивная	Трехфазная нулевая
	460	90	Активная	Трехфазная мостовая
	800	25	Активно-индуктивная	Трехфазная нулевая
	800	45	Активная	Трехфазная мостовая

Задача №2

Электропривод выполнен по схеме ТП-Д, с подчинённым регулированием

Данные двигателя приведены в таблице 3. Данные преобразователя в таблице 4.

Таблица 3.

№ вари-ант	Тип двигателя, при Uн=220 В	Мощно- сть, кВт	Номинальная час-тота вращения, об/мин	Максимальная частота вращения, об/мин	КПД, %	Rя. Ом	Lя , Мгн
1	2ПН90МУХЛ4	1	3000	4000	72,5	0,008	0,95
2	2ПН100МУХЛ4	2	3000	4000	79	0,012	0,9
3	2ПМ112МУХЛ4	2,5	3000	4000	79	0,015	1,01
4	2ПН132LУХЛ4	3	1000	3750	76,5	0,02	1.06
5	2ПМ112МУХЛ4	3,6	3000	4000	79	0,022	1,09
6	2ПН132МУХЛ4	4	1500	4000	79	0,028	1,1
7	2ПН132LУХЛ4	5,5	1500	4000	80,5	0,03	1,5
8	2ПБ180МУХЛ4	7,1	1500	3500	86,5	0,035	1,9
9	2ПБ200LУХЛ4	8	950	3000	87,5	0,038	1,9
10	2ПФ180МУХЛ4	9	750	2500	76,5	0,04	1,6
11	2ПФ180LУХЛ4	10	750	2500	79	0,042	2,1
12	2ПН200LУХЛ4	11	800	2500	84	0,045	2,2
13	2ПФ180МУХЛ4	12	1060	3300	82	0,05	2,5
14	2ПН200МУХЛ4	13	1120	3000	85	0,055	2,8
15	2ПФ180LУХЛ4	14	1000	3300	82	0,06	3,0

Таблица 4.

№ варианта	Кп	Тп	Rп	Т, В/(рад/с)	Rш. Ом	Кд.п.	J,кг*м2
1	22	0,015	0,12	0,5	0,00074	90	0,7
2	21	0,012	0,11	0,4	0,00061	100	0,6
3	20	0,011	0,10	0,3	0,00055	80	0,8
4	15	0,010	0,14	0,6	0,0005	90	0,5
5	18	0,016	0,13	0,7	0,0007	70	0,6
6	17	0,017	0,15	0,8	0,00065	60	0,45
7	25	0,018	0,16	0,9	0,0004	50	0,55
8	30	0,019	0,12	0,5	0,00045	90	0,35
9	28	0,02	0,12	0,4	0,0005	100	0,7
11	25	0,016	0,11	0,3	0,0004	80	0,6
12	29	0,017	0,10	0,6	0,0003	90	0,8
13	26	0,018	0,14	0,7	0,0006	70	0,5
14	15	0,019	0,13	0,8	0,0007	60	0,6
15	12	0,02	0,15	0,9	0,0008	50	0,45

Для выполнения задания воспользоваться примером 4.1 [6 стр.134]

Источники информации

Основная литература

1.Буравцов В.М. Системы управления электроприводом. КИК., 1999

2.КовалевФ.И., Мостовой Г.П. Полупроводниковые выпрямители., М., 1978

3. Клевцов А.В. Средства оптимизации потребления электроэнергии., М., Салон- Пресс. 2005г.

4. Москаленко В.В. «Электрический привод», Москва ВШ, 1991г

5.Преображенский В.И.Полупроводниковые выпрямители., Библиотечка электромонтёра,

М.,1986

Дополнительная литература

1.Белов М.П., Новиков В.А. ,Рассудов Л.Н. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов., М., ACADEMA, 2004

Приложение 1.

Вопросы промежуточной аттестации

6. Принцип работы тиристора

7. Вольтамперная характеристика тиристора, его основные параметры

8. Принципы управления тиристорами

9. IJBT- транзисторы, их достоинства, область применения

10. Логические аналоги простейших контакторных схем

11. Схемы управления тиристорами

12. Тиристорный пускатель

13. Инверторы тока и напряжения

14. Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока

15. Квазичастотное управление асинхронным двигателем

16. Широтно-импульсные преобразователи постоянного тока.

17. Работа однофазной мостовой схемы преобразователя на активно- индуктивную нагрузку

18. Работа трехфазной нулевой схемы преобразователя на активно- индуктивную нагрузку

19. Работа однофазной мостовой схемы преобразователя на активно- индуктивную нагрузку

20. Преобразователь частоты с непосредственной связью

22. Работа трехфазной мостовой схемы преобразователя на активно- индуктивную нагрузку

23. Состав реверсивного тиристорного электропривода

24. Процесс коммутации в мостовой схеме выпрямления

25. Выпрямительный и инверторный режимы преобразователя

26. Регулировочные и внешние характеристики преобразователей

27. Короткие замыкания в преобразователях . Опрокидывание и прорыв инвертора

28. Защита тиристорных электроприводов при помощи предохранителей

29. Защита тиристорных электроприводов при помощи быстродействующих выключателей

30. Классификация систем управления преобразователями

31. Вертикальный принцип управления тиристорами

32. Горизонтальный принцип управления тиристорами

33. Элементный состав систем импульсно-фозового управления

34. Элементы и звенья замкнутых систем автоматического регулирования

35. Технические средства замкнутых систем управления электроприводом

36. Регуляторы САР. Операционный усилитель

37. Регуляторы САР. П- регулятор

38. Регуляторы САР. И - регулятор

39. Регуляторы САР. Д- регулятор

40. Регуляторы САР. ПИ-регулятор

41. Регуляторы САР. ПД- регулятор

42. Функциональные преобразователи САР. Ограничитель напряжения

43. Функциональные преобразователи САР. Нелинейные преобразователи

44. Цифровой датчик положения

45. Командные устройства и датчики

46. Следящий электропривод постоянного тока

47. Следящий электропривод переменного тока

48. Замкнутая система П-Д с отрицательной обратной связью по скорости двигателями постоянного тока

49. Регулирование тока и момента двигателя постоянного тока с помощью нелинейной обратной связи по току

50. Замкнутые электроприводы с подчиненным регулированием координат

51. Электроприводы с ЧПУ

52. Электропривод с адаптивным управлением