Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Кременчуцький національний університет

імені Михайла Остроградського

Інститут електромеханіки, енергозбереження

і СИСТЕМ управління

Методичні вказівки щодо виконання розрахункової роботи з навчальної дисципліни «СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДАМИ» для студентів денної форми навчання за напрямом 6.050702 – «Електромеханіка»

Кременчук 2013

Методичні вказівки щодо виконання розрахункової роботи з навчальної дисципліни «Системи керування електроприводами» для студентів денної форми навчання за напрямом 6.050702 – «Електромеханіка»

Укладачі: доц. С. А. Сергієнко,

асист. Ю. В. Зачепа,

асист. М. С. Малякова

Рецензент к.т.н., доц. А. І. Гладир

Кафедра САУЕ

Затверджено методичною радою Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського

Протокол № від

Голова методичної ради проф. В. В. Костін

Перелік скорочень

ТП – тиристорний перетворювач;

ДПС – двигун постійного струму;

ТР – трансформатор;

ЕРС – електрорушійна сила;

ЕП – електропривод;

СІФК – система імпульсно-фазового керування;

НХ – неробочий хід;

ВЗЗ – відємний зворотний звязок;

ДЗЗ – додатній зворотний звязок;

СК – система керування;

САР – система автоматичного реґулювання;

СПР – система підпорядкованого реґулювання;

ДШ – датчик швидкості;

ДС – датчик струму;

РШ – реґулятор швидкості;

РС – реґулятор струму,

СО – симетричний оптимум,

МО – модульний оптимум.

Дисципліна “Системи керування електроприводами” є однією з важливих складових навчального плану багатьох інженерних спеціальностей з професійним спрямуванням “Електромеханіка”.

Приведені вказівки щодо виконання практичних занять призначені в якості учбово-методичного посібника для студентів, що спеціалізуються в області електроприводу, автоматизації електромеханічних систем та енергоємних виробництв і дозволяють наглядно проілюструвати методику розрахунку систем електроприводів постійного струму. В них розглядаються питання керування замкнутих систем автоматизованих електроприводів постійного струму при стандартних налагодженнях реґуляторів.

Дані методичні вказівки представляють комплексну задачу, до кладу якої відповідно до робочої навчальної програми входять наступні теми:

• складання функціональних і структурних схем електроприводів різноманітних типів, що містять зворотні зв’язки;

• розрахунок і вибір елементів електроприводу, розрахунок статичних і динамічних характеристик ЕП в системі “керований перетворювач-двигун” для систем з різними зворотними зв’язками;

• розрахунок статичних і динамічних характеристик в системі з загальним суматором;

• розрахунок стандартних налагоджень реґуляторів в СКЕП з підпорядкованим реґулюванням координат.

Методичні вказівки можуть бути використані також спеціалістами, які працюють на виробництві і в проектних організаціях.

Тема: Визначення параметрів системи керування електроприводами постійного струму. Оптимізація СКЕП

Мета роботи: оволодіти навичками розрахунку системи автоматичного керування електроприводами постійного струму.

Теоретичні відомості

Технічний проґрес у різних галузях промисловості пов'язаний з безупинним вдосконаленням технології виробництва, з підвищенням вимог до точності виготовлення виробів та їх якості при все складнішому процесі їх обробки. Оскільки переважна більшість виробничих машин оснащується електричними приводами, зростання вимог до машин, якими оснащуються ці приводи, веде до зростання жорсткості вимог самого електропривода, на який покладається задача здійснення складних технологічних операцій. У процесі реалізації цих операцій виникає необхідність розгону, гальмування, реверса електропривода, підтримки сталості реґульованої величини (координати), зміни її за визначеним законом тощо. Механізм може бути обладнаний декількома електроприводами, кожний зі своїми власними системами керування, внаслідок чого може виникнути необхідність узгодженого керування. Електродвигун і перетворювач, що являють собою силову частину електропривода, є об'єктом керування (ОК) у системі автоматичного керування (САК).

Системи керування електроприводами можуть бути підрозділені на системи з розімкнутим і замкнутим ланцюгом впливів. У системі із розімкнутим ланцюгом впливів (розімкнута система) відсутній зворотний зв'язок, внаслідок чого при виникненні відхилення вихідної перемінної від заданого значення, викликаного тим чи іншим збурюючим впливом, сигнал керування на виході системи залишається незмінним. У системі з замкнутим ланцюгом впливів (замкнута система) керування, що діє на силову частину, змінюється при відхиленні реальних значень вихідних перемінних від заданих, що досягається шляхом введення зворотних зв'язків з виходу системи на її входи.

Для реалізації заданих законів зміни керованої перемінної та компенсації впливу різних збурюючих сигналів на ОК подається керуючий вплив за допомогою керуючого пристрою (реґулятора). Розв’язання компромісної задачі забезпечення заданої статичної точності САК за необхідної якості процесу керування досягається введенням спеціальних кориґуючих пристроїв, що змінюють динаміку системи в потрібному напрямі.