МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СТАРООСКОЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. А.А. УГАРОВА

(филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Кафедра АИСУ

Электрические машины и электрический привод

Методическое пособие к курсовому проекту

на тему: «Расчёт и выбор силовой части автоматизированного электропривода постоянного и переменного тока»

для студентов направления подготовки

15.03.04 – Автоматизация технологических процессов и производств,

профиль 01 - Автоматизация технологических процессов и производств (горно-металлургическое производство)

(все формы обучения)

Г. Старый Оскол

2016 г.

Список сокращений

АДК – асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;

АЭП – автоматизированный электрический привод;

ДПТ НВ – двигатель постоянного тока с независимым возбуждением;

ПЧ-АДК – система АЭП « преобразователь частоты – асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором»;

ТП – тиристорный преобразователь;

ТП-Д – система АЭП «тиристорный преобразователь – двигатель»;

ШИМ – широтно-импульсная модуляция

Аннотация

Методическое пособие по курсовому проектированию на тему «Расчёт и выбор силовой части электропривода постоянного и переменного тока» предназначено для обучающихся по направлению15.03.04 – Автоматизация технологических процессов и производств, профиль 01 - Автоматизация технологических процессов и производств (горно-металлургическое производство) всех форм обучения.

Содержание Введение

Темой данного курсового проекта является выбор силовой части автоматизированного электропривода как постоянного, так и переменного тока.

Задачей курсового проектирования является закрепление теоретического материала по курсу «Электрические машины и электрический привод».

Во время проектирования обучающемуся необходимо будет компетентно работать с технической литературой, использовать типовые расчеты и проработки принципов работы электрических двигателей постоянного и переменного тока и требованиям к электроприводам, создаваемых на их основе.

До начала проектирования необходимо твердо усвоить теоретический материал лекционных курсов «Промышленная электроника», «Силовая электроника» и «Электрические машины».

На защите курсового проекта студент обязан технически грамотно и достаточно убедительно изложить содержание проекта и быть готовым ответить на любые вопросы, связанные с обоснованием методов расчета и выбора отдельных элементов силовой части электропривода как постоянного, так и переменного тока.

В результате выполнения курсовой работы у обучающегося должны быть сформированы следующие компетентности:

• способность к коммуникации в устной и письменной формах на русском и иностранном языках для решения задач межличностного и межкультурного взаимодействия (код компетентности 0К-3),

• способность использовать современные информационные технологии, технику, прикладные программные средства при решении задач профессиональной деятельности (код компетентности ОПК-2);

• способность участвовать в разработке и практическом освоении средств, систем управления производством продукции, ее жизненным циклом и качеством, в подготовке планов освоения новой техники, в обобщении и систематизации результатов работы (код компетентности ПК-17);

• способность аккумулировать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт в области автоматизации технологических процессов и производств, автоматизированного управления жизненным циклом продукции, компьютерных систем управления ее качеством (код компетентности ПК-18);

• способность проводить эксперименты по заданным методикам с обработкой и анализом их результатов, составлять описания выполненных исследований и подготавливать данные для разработки научных обзоров и публикаций (код компетентности ПК-20).

Оценка, полученная студентом в результате защиты курсового проекта, зависит от полноты сформированности вышеперечисленных компетентностей, регламентируемых ФГОС 3+ направления 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств», профиля 01 «Автоматизация технологических процессов и производств (горно-металлургическое производство)».

- Оценка «отлично» выставляется при условии полностью сформированных всех пяти компетентностей;

- оценка «хорошо» - при условии полностью сформированных не менее трёх компетентностей и частично сформированных не менее двух компетентностей;

- оценка «удовлетворительно» - при условии частично сформированных всех пяти компетентностей.

Конечной целью курсового проектирования является разработка силовой части автоматизированного электропривода переменного тока по системе «преобразователь частоты – асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (ПЧ-АДК)» и силовой части автоматизированного электропривода постоянного тока «тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока с независимым возбуждением (ТП-Д)».

При этом разработка должна вестись с обоснованием выбора электрических машин и преобразователей и с обоснованием выбора способа управления, обеспечивающего поддержание постоянной частоты вращения вала двигателя (указанной в задании) при различных (заданных) моментах.

Основными задачами курсового проекта являются:

– ознакомление студента с современной практикой проектирования электроприводов,

- научить грамотно производить выбор силовой части автоматизированного электропривода с ДПТ НВ и АДК по системе, соответственно, ТП-Д и ПЧ-АД;

- закрепить навыки расчета и построения естественных и искусственных характеристик электродвигателей в различных зонах регулирования и при различных режимах работы;

- закрепить теоретические знания устройства частотных и тиристорных преобразователей;

- научить студента применять полученные знания при решении реальной задачи, так как грамотный выбор силовой части электропривода является ключевым условием успешной работы производственных механизмов.

Таким образом, многофункциональной задачей данного курсового проектирования является развитие навыков решения инженерных задач в области электропривода, обращения со стандартами и справочными материалами при выборе силовой части электропривода, формирование приведенных в аннотации компетентностей.

Курсовой проект должен состоять из двух основных разделов:

- расчёт и выбор силовой части автоматизированного электропривода (АЭП) двигателя постоянного тока независимого возбуждения с тиристорным преобразователем ( система ТП-ДП);

- расчёт и выбор силовой части автоматизированного электропривода (АЭП) асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с частотным преобразователем ( система ПЧ-АДК).

Первый раздел включает в себя:

- схему регулирования ТП-Д и её описание;

- выбор двигателя постоянного тока,

- выбор способа соединения обмотки якоря с обмоткой возбуждения с обязательным приведением схемы соединения ОЯ с ОВ;

- построение естественной характеристики ДПТ,

- построение искусственных характеристик с предварительным определением зон регулирования и способов регулирования;

- обоснованный выбор тиристорного преобразователя с обязательным приведением принципиальной или структурной схемы преобразователя;

- обоснованный выбор тахогенератора.

Второй раздел состоит из следующих подразделов:

- схема регулирования ПЧ-АД и её описание;

- выбор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором;

- построение его естественной характеристики,

- построение искусственных характеристик с предварительным определением зон регулирования и способов регулирования;

- выбор частотного преобразователя и системы управления с обязательным приведением структурной схемы преобразователя;

- обоснованный выбор комплектного асинхронного привода с построением искусственных характеристик с предварительным определением зон регулирования и способов регулирования;

Исходные данные для выполнения проекта указаны в приложении 1, приложении 2 и приложении 3. Они выбираются в соответствии с номером варианта, предложенного руководителем проекта, и оформляются в бланке выдачи задания на курсовой проект (см. приложение 4).

Началом курсового проекта считается «Введение», в котором необходимо раскрыть понятие современного электропривода, кратко описать современные тенденции его развития и обосновать актуальность темы данного курсового проекта.

Логичным завершением проекта является «Заключение», в котором необходимо сделать вывод о результатах курсового проекта.

Обязательными составляющими пояснительной записки курсового проекта являются: титульный лист (см. приложение 5); задание на курсовой проект (см. приложение 4); отзыв руководителя (см. приложение 6); перечень сокращений, использованных в проекте; содержание; список источников информации.

Титульный лист, задание, отзыв, перечень сокращений и содержание не нумеруются, но включаются в общее количество листов проекта, и помещаются перед введением, с которого и начинается нумерация страниц.

Список источников информации помещается после заключения и тоже нумеруется.

Если есть приложения к курсовому проекту, то их размещают после списка источников информации, нумеруют, но в общий список листов проекта не включают.