ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Электропривод и автоматизация
промышленных установок»
ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Методические рекомендации к самостоятельной работе
для студентов заочной формы обучения
специальности 1-53 01 05
«Автоматизированные электроприводы»
Могилев 2017
УДК 658.26
ББК 31.19
О 75
Рекомендовано к изданию
учебно-методическим отделом
Белорусско-Российский университет
Одобрено кафедрой «Электропривод и автоматизация промышленных установок» «6» февраля 2017 г., протокол №7
Составители: ст. преподаватель А. С. Третьяков;
Рецензент: к.т.н., доц. Б. Б. Скарыно
Методические рекомендации предназначены для студентов заочной формы обучения специальности 1-53 01 05 «Автоматизированные электроприводы». Даны необходимые сведения для выполнения самостоятельной и аудиторной контрольной работы.
Учебно – методическое издание
ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Ответственный за выпуск Г. С. Леневский
Технический редактор А. С. Третьяков
Компьютерная верстка А. С. Третьяков
Подписано в печать . Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать трафаретная. Усл. -печ. л. Уч.-изд. л. Тираж экз. Заказ №
Издатель и полиграфическое исполнение:
Государственное учреждение высшего профессионального образования
«Белорусско-Российский университет».
Свидетельство о государственной регистрации издателя,
изготовителя, распространителя печатных изданий
№ 1/156 от 24.01.2014.
Пр. Мира, 43, 212000, г. Могилев,
© ГУ ВПО «Белорусско-Российский
университет», 2017
Содержание
Y
Введение 4
1 Структура и содержание дисциплины 5
2 Аудиторная контрольная работа №1 10
2.1 Цель и задачи аудиторной контрольной работы 10
2.2 Состав и задания аудиторной контрольной работы 10
Продолжение таблицы 8 19
3 Методические рекомендации по выполнению аудиторной контрольной работы №1 26
Список литературы 34
Введение
Целью аудиторной контрольной работы является закрепление знаний, полученных при изучении дисциплины «Теория электропривода» (ТЭП).
Студент, изучивший дисциплину, имеет представление:
− о физических свойствах, математическом описании и структурных схемах механической части электропривода;
− о закономерностях электромеханического преобразования энергии;
− о характеристиках и свойствах электродвигателей постоянного и переменного тока;
− о номинальных режимах работы и методы выбора мощности электродвигателей;
− о способах регулирования скорости и момента электропривода, методах и оценках этих способов.
Студент, изучивший дисциплину, знает:
– методы расчета статических и динамических характеристик электродвигателей и электроприводов переменного и постоянного тока;
– методы анализа статических и динамических режимов работы электромеханических преобразователей энергии;
– способы по расчету и выбору электродвигателей по мощности для основных производственных механизмов;
– способы и методы имитационного моделирования основных динамических режимов работы электроприводов постоянного и переменного тока.
Студент, изучивший дисциплину, умеет:
– рассчитывать параметры механической части электропривода;
– составлять расчетные схемы одно- и многомассовых моделей электропривода;
– определять энергетические показатели электропривода;
– рассчитывать требуемую мощность двигателя и выбирать двигатели из каталога;
– оценивать способы регулирования скорости и момента электропривода;
– составлять математические модели обобщенной электрической машины в соответствующей системе координат;
– рассчитывать и строить нагрузочные диаграммы механизма и электропривода;
В методических рекомендациях приводятся исходные данные и советы, которые помогут студентам подготовить и выполнить аудиторную контрольную работу.
1 Структура и содержание дисциплины
В соответствии с рабочей программой для изучения учебной дисциплины «Теория электропривода» предусмотрено следующее распределение часов:
1 По заочной форме обучения (срок обучения - 6 лет)
1.1 Всего часов по учебной дисциплине - 470 часов (11,5 зачетных единиц), из них следующее распределение часов:
- лекции - 16 часов;
- лабораторные занятия - 16 часов;
- самостоятельная работа – 406 часов.
2 По заочной сокращенной форме обучения (срок обучения – 4.5 лет)
2.1 Всего часов по учебной дисциплине - 470 часов (11,5 зачетных единиц), из них следующее распределение часов:
- лекции - 10 часов;
- лабораторные занятия - 10 часов;
- самостоятельная работа – 450 часов.
Содержание учебной дисциплины «Теория электропривода» для самостоятельной подготовки студентов заочной формы обучения представлено в таблице 1.
Таблица 1 - Наименование тем, вынесенных для самостоятельной подготовки студентов заочной формы обучения
Номера тем |
Наименование тем |
Содержание |
Первый семестр |
||
1 |
Механика электропривода
|
Механическая часть электропривода. Силы и моменты, действующие в электроприводе. Основное уравнение движения электропривода. Динамические нагрузки в системе электропривода. Расчетные механические системы. Уравнение движения многомассовой системы электропривода. Механическая часть электропривода как объект управления. Динамические нагрузки в системе электропривода. Обобщенная модель механической часть электропривода. |
2 |
Основы теории обобщённой электрической машины
|
Схематическое представление ОЭМ в осях , d-q. Обобщённое математическое описание идеализированного двухфазного ЭМП. Электромеханическая связь ЭП и её характеристики. Электромеханическая динамическая характеристика ОЭМ. Механическая динамическая характеристика ОЭМ. Координатные преобразования уравнений обобщенной машины. Векторные уравнения обобщенной электрической машины. |
Продолжение таблицы 1
Номера тем |
Наименование тем |
Содержание |
3 |
Электромеханические свойства и характеристики электродвигателей
|
Режимы электромеханического преобразования энергии. Статические характеристики ДПТ с НВ. Уравнения, структурные схемы ДПТ. Способы пуска и торможения ДПТ. Уравнения, характеристики асинхронных двигателей (АД) при питании от источника напряжения и источника тока. Способы пуска и торможения АД. Механическая и угловая характеристики синхронного двигателя (СД) |
4 |
Характеристики и свойства взаимосвязанных электроприводов
|
Механические характеристики и свойства многодвигательных (взаимосвязанных) электроприводов. Распределение нагрузки между двигателями при отклонении параметров двигателей. Способы выравнивания нагрузки двигателей. Получение пониженной скорости в двухдвигательном электроприводе. Электрический вал с синхронными и асинхронными вспомогательными машинами. Рабочий электрический вал с добавочными активными сопротивлениями в роторной цепи. Схемы. Принципы работы этих валов. Выражение уравнительных моментов. |
Второй семестр |
||
5 |
Переходные процессы в электроприводе |
Переходные процессы (ПП) в электроприводе и методы их анализа. Механические переходные процессы в электроприводе при задании скорости. Электромеханические ПП в электроприводе с линейной механической характеристикой ПП в электроприводе при изменении магнитного потока. Электромеханические ПП в электроприводах с ДПТ последовательного и смешанного возбуждения. Механические и электромеханические ПП в электроприводах с асинхронными двигателями. ПП в электроприводе с синхронным двигателем. |
6 |
Энергетика электропривода
|
Энергетика установившегося режима работы электропривода. КПД регулируемого и нерегулируемого ЭП. Коэффициент мощности регулируемого ЭП, его выражение через коэффициенты несинусоидальности напряжения, тока и мощности. Потери энергии в переходных процессах электропривода. |
Окончание таблицы №1
Номера тем |
Наименование тем |
Содержание |
7 |
Выбор электродвигателей
|
Классификация режимов работы электрических машин. Характеристика каждого номинального. Метод средних потерь. Методы эквивалентных величин (эквивалентного тока, эквивалентного момента, эквивалентной мощности). Выбор двигателя по мощности для длительного, кратковременного и повторно-кратковременного режимов работы. Проверка пригодности выбранного двигателя по условиям пуска и перегрузочной способности. |
8 |
Регулирование координат электропривода постоянного тока |
Общие сведения о регулировании координат электропривода. Параметрические и автоматические способы регулирования скорости и момента ДПТ. Контуры регулирования тока и скорости в системе УВ-ДПТ. Выражение МХ. Оптимизация контура тока и контура скорости методом последовательной коррекции. Вывод передаточной функции регуляторов. |
9 |
Регулирование координат электропривода переменного тока
|
Параметрические способы регулирования скорости и момента АД. Схемы. Характеристики. Показатели регулирования. Закон частотного управления АД. Абсолютное скольжение АД при управлении по закону Костенко. Функциональная схема разомкнутой системы частотного управления. Частотное управление АД по закону стабилизации потокосцепления (статора, взаимоиндукции, ротора). Векторное управление асинхронными электродвигателями. |
Содержание учебной дисциплины «Теория электропривода» для самостоятельной подготовки студентов заочной сокращенной формы обучения представлено в таблице 2.
Таблица 2 - Наименование тем, вынесенных для самостоятельной подготовки студентов заочной сокращенной формы обучения
Номера тем |
Наименование тем |
Содержание |
1 |
Механика электропривода
|
Силы и моменты, действующие в электроприводе. Основное уравнение движения электропривода. Динамические нагрузки в системе электропривода. Уравнение движения многомассовой системы электропривода. Обобщенная модель механической часть электропривода. |
Продолжение таблицы 2
Номера тем |
Наименование тем |
Содержание |
2 |
Основы теории обобщённой электрической машины |
Схематическое представление ОЭМ в осях , d-q. Обобщённое математическое описание идеализированного двухфазного ЭМП. Электромеханическая связь ЭП и её характеристики. Электромеханическая динамическая характеристика ОЭМ. Механическая динамическая характеристика ОЭМ. Координатные преобразования уравнений обобщенной машины. Векторные уравнения обобщенной электрической машины. |
3 |
Электромеханические свойства и характеристики электродвигателей
|
Режимы электромеханического преобразования энергии. Статические характеристики ДПТ с НВ. Уравнения, структурные схемы ДПТ. Способы пуска и торможения ДПТ. Уравнения, характеристики асинхронных двигателей (АД) при питании от источника напряжения и источника тока. Способы пуска и торможения АД. Механическая и угловая характеристики синхронного двигателя (СД) |
4 |
Характеристики и свойства взаимосвязанных электроприводов
|
Механические характеристики и свойства многодвигательных (взаимосвязанных) электроприводов. Распределение нагрузки между двигателями при отклонении параметров двигателей. Способы выравнивания нагрузки двигателей. Получение пониженной скорости в двухдвигательном электроприводе. Электрический вал с синхронными и асинхронными вспомогательными машинами. Рабочий электрический вал с добавочными активными сопротивлениями в роторной цепи. Схемы. Принципы работы этих валов. Выражение уравнительных моментов. |
Продолжение таблицы 2
|
Номера тем |
Наименование тем |
Содержание |
5 |
Переходные процессы в электроприводе |
Переходные процессы (ПП) в электроприводе и методы их анализа Механические переходные процессы в электроприводе при задании скорости Электромеханические ПП в электроприводе с линейной механической характеристикой ПП в электроприводе при изменении магнитного потока. Электромеханические ПП в электроприводах с ДПТ последовательного и смешанного возбуждения. Механические и электромеханические ПП в электроприводах с асинхронными двигателями. ПП в электроприводе с синхронным двигателем. |
|
6 |
Энергетика электропривода
|
Энергетика установившегося режима работы электропривода. КПД регулируемого и нерегулируемого ЭП. Коэффициент мощности регулируемого ЭП, его выражение через коэффициенты несинусоидальности напряжения, тока и мощности. Потери энергии в переходных процессах электропривода. |
|
7 |
Выбор электродвигателей
|
Классификация режимов работы электрических машин. Характеристика каждого номинального. Метод средних потерь. Методы эквивалентных величин (эквивалентного тока, эквивалентного момента, эквивалентной мощности). Выбор двигателя по мощности для длительного, кратковременного и повторно-кратковременного режимов работы. Проверка пригодности выбранного двигателя по условиям пуска и перегрузочной способности. |
|
8 |
Регулирование координат электропривода постоянного тока
|
Регулировании координат электропривода. Способы регулирования скорости и момента ДПТ. Контуры регулирования тока и скорости в системе УВ-ДПТ. Выражение МХ. Вывод передаточной функции регуляторов. |
|
Окончание таблицы 2
|
Номера тем |
Наименование тем |
Содержание |
9
|
Регулирование координат электропривода переменного тока |
Параметрические способы регулирования скорости и момента АД. Схемы. Характеристики. Показатели регулирования. Закон частотного управления АД. Абсолютное скольжение АД при управлении по закону Костенко. Функциональная схема разомкнутой системы частотного управления. Частотное управление АД по закону стабилизации потокосцепления (статора, взаимоиндукции, ротора). Векторное управление асинхронными электродвигателями. |
|