Министерство образования и науки Российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Вятский государственный университет»

Факультет автоматики и вычислительной техники

Кафедра электропривода и автоматизации промышленных установок

Н.И. Присмотров, С.И. Охапкин, Д.В. Ишутинов

Основы электропривода

Программа, методические указания, контрольные задания для студентов направлений подготовки 140400.62 «Электроэнергетика и электромеханика» 221000.62 «Мехатроника и робототехника»

Киров, 2014 г

Содержание
Предисловие………………………………………………………………………..			2
1.	Программа курса………………………………………………………………..		5
2.	Содержание курса, методические указания и вопросы для самопроверки…		5
	2.1	Введение…………………………………………………………………		5
	2.2	Механика электропривода……………………………………..………		5
	2.3	Электромеханические свойства двигателей…………………………..		7
	2.4	Установившиеся и переходные режимы работы электропривода…..		9
	2.5	Энергетика работы электропривода…………………………….….….		10
	2.6	Выбор мощности двигателя для электропривода…………………….		11
	2.7	Регулирование координат электропривода……………………………		12
	2.8	Работа электродвигателей на общий механический вал……………..		14
3.	Лабораторный практикум…………………………………………….…….….		15
4.	Контрольная работа…………………………………………………………….		16
	4.1	Задание на контрольную работу……………………………………….		16
	4.2	Методические указания к выполнению контрольной работы…….…		17
	4.2.1	Построение естественной механической ω = f(M) и электромеханической ω = f(I2’) характеристик АД……………………………………		17
	4.2.2	Расчет сопротивлений пускового реостата……………………………		19
	4.2.3	Расчет механических характеристик при изменении напряжения на статоре………………………………………………………….….….…		20
	4.2.4	Расчет механических характеристик при изменении частоты питающей сети и различных законах регулирования напряжения на статоре.….….		21
	4.2.5	Расчет переходных процессов ударного приложения нагрузки……..		22
Приложение 1………………………………………………………….……………			31
Библиографический список……………………………………………….……….			35

Предисловие

Электропривод осуществляет электромеханическое преобразование энергии, является основным исполнительным элементом систем комплексной механизации и автоматизации, и используется практически во всех областях человеческой деятельности. На долю электропривода приходится более 50 % всей вырабатываемой электроэнергии.

Курс «Основы электропривода» базируется и тесно связан с курсом дисциплин высшая математика, физика, теоритические основы электротехники, электрические машины и преследует цель изучение технических, энергетических характеристик, основных способов регулирования координат и вопросов выбора вида и мощности системы электропривода.

Изучение курса студентами заочного отделения предполагает:

- самостоятельную работу с учебниками и учебными пособиями;

- посещение лекций, практических занятий и выполнение лабораторных работ;

- выполнение контрольной работы;

При самостоятельной работе с учебниками и учебными пособиями необходимо стремится к полному пониманию изучаемого материала, и уметь дать полные ответы на вопросы для самопроверки.

1. Программа курса

Программа курса «Основы электропривода» ставит своей целью получения студентами за время обучения специальных знаний в области электропривода. Ознакомление студентов с основными понятиями и определениями электропривода, изучение свойств механической части, электромеханических свойств машин постоянного и переменного тока, методов анализа и синтеза установившихся и переходных режимов; способов регулирования координат (скорости, момента), методов выбора мощности электродвигателя и типа комплектного электропривода.

Настоящая программа составлена в соответствии с учебно-методическим комплексом дисциплин (УМКД) «Основы электропривода» квалификации выпускника-бакалавр, направление подготовки «электроэнергетика и электромеханика (14040062)», профиль «электромеханика».

Положение дисциплин в учебных планах и распределение часов по видам нагрузки

Форма обучения	Заочная первое высшее сокращенная программа
Курс	2
Семестр	3, 4
Курсовая работа(проект)
Контрольная работа(для з/о)	4
Форма промежуточной аттестации	Э
Аудиторных всего	16
Лекции	8
Практики	0
Лабораторные	8
Самостоятельная работа студентов	155
Перезачтено, переаттестовано	0
Изучено	171
Экзамен	9
Всего	180

2 Содержание курса, методические указания и вопросы для самопроверки

2.1 Введение

Структура, назначение и основные элементы электропривода, современное состояние, тенденции развития.

Литература: Л.1, с. 3 – 31; Л.2, с. 3 – 18.

В результате изучения данного раздела студент должен получить представление о назначении основных элементов и их взаимосвязи в системах автоматизированного электропривода, как электромеханической системы, ознакомится с основными тенденциями развития и современного технического уровня силовой части и систем управления электропривода.

Вопросы для самопроверки

1.Определение электропривода как технического устройства и его составные части?

2.Вид структурной схемы автоматизированного электропривода?

3.Дать характеристику основных частей электропривода.

4.Электропривод – единая электромеханическая система. За счет чего в электроприводе осуществляется взаимосвязь процессов, протекающих в механической и электрической частях системы?

5.Области применения электропривода. Его роль в народном хозяйстве.

2.2 Механика электропривода

2.2.1 Нагрузки рабочих машин и механизмов их классификация по зависимости от скорости и характера. Кинематические и расчетные схемы механической части электропривода. Приведение моментов и сил, моментов инерции и движущихся масс, коэффициентов жесткости механических передач и перемещений элементов механической части к оси вала двигателя или рабочего органа. Составление расчетных схем и методы их упрощения.

2.2.2 Математическое описание движения механической части электропривода. Уравнение Лагранжа второго рода, метод кинестатики. Расчетные схемы одномассовой и двухмассовой систем механической части.

2.2.3 Переходные процессы в одномассовой системе электропривода. Динамические нагрузки в двухмассовой системе при пуске и выборе зазоров, в передачах пути их снижения. Резонансные явления.

Литература: Л.1, с.22 – 40; Л.2, с 25 – 101.

В результате изучения раздела студент должен:

дать математическое описание движения одномассовой и двухмассовой расчетных схем электропривода;

при анализе переходных процессов пуска, реверса и торможения уяснить влияние характера нагрузки и момента двигателя на законы изменения скорости и ускорения механической части электропривода.

выяснить влияние упругих механических связей на динамические нагрузки механического оборудования и характера изменения скорости вала двигателя и вала механизма. Проанализировать влияние плавности нагружения на снижение динамических нагрузок механического оборудования. Выяснить от чего зависят динамические нагрузки при выборе зазоров, и указать пути их снижения.

Вопросы для самопроверки

1. Дать определение механической характеристики механизма М_мех =f(ω_мех).

2. Вид механических характеристик механизмов с вентиляторным характером нагрузки, сухого и вязкого трения.

3. Привести примеры машин и механизмов с моментами сопротивления активного и реактивного характерами.

4. Как достигается упрощение расчетных схем механической части электропривода?

5. На основании каких условий осуществляется приведение моментов и сил, моментов инерции и масс, коэффициентов жесткости к оси вала двигателя?

6. Чему равны эквивалентные жесткости и податливости последовательно и параллельно соединенных упругих звеньев?

7. Дать математическое описание одномассовой и двухмассовой расчетных схем.

8. Изобразить графики изменения скорости ω = f(t) при пуске, реверсе и торможении одномассовой системы для случая постоянства величины момента двигателя и момента сопротивления при активном и реактивном характере нагрузки.

9. Изобразить характер изменения момента в упругой связи М₁₂ = f(t) и скорости ω₁ = f(t), второй ω₂ = f(t) масс при пуске электропривода и постоянстве момента двигателя М(t) = const.

10. Дать определение динамического коэффициента характеризующего динамические нагрузки в упругих механических системах?

11. Указать пути снижения динамических нагрузок при пуске двухмассовой системы и выборе зазоров.