1488

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова»

ЭЛЕКТРОПРИВОД

И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки

15.03.04 - Автоматизация технологических процессов и производств

Воронеж, 2016

УДК 658.5.011.56

Поляков, С. И. Электропривод и электромеханические системы

[Текст]: метод. указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.04 - Автоматизация технологических процессов и производств / С. И. Поляков; Мин-во обр-я и науки Рос. Фед.,

ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, Челябинск: Учтех-Профи, 2016. 18 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»

Рецензент: профессор кафедры автоматизации технологических процессов и производств Воронежского государственного архитектурно-

строительного университета В.И. Акимов

2

проведению самостоятельной работы студентов составлены в соответствии с содержанием рабочей программы настоящей учебной дисциплины.

При формировании у студентов навыков самостоятельной работы,

необходимо иметь в виду две тесно связанные между собой задачи. Первая состоит в том, чтобы развивать у студентов самостоятельность в познавательной деятельности, то есть научить их самостоятельно овладевать знаниями. Вторая задача заключается в том, чтобы научить студентов самостоятельно применять знания в учении и практической деятельности.

Под самостоятельной работой студентов понимается такая работа,

которую они выполняют без непосредственного участия преподавателя, но по его заданию, под его наблюдением и руководством, в специально предоставленное для этого время. Самостоятельная работа предполагает активные умственные действия студентов, связанные с поисками наиболее рациональных способов выполнения предложенных преподавателем заданий,

с анализом результатов работы.

Самостоятельная подготовка студентов предполагает следующие виды и формы работы: конспектирование лекций, самостоятельное изучение материала с помощью учебников и учебных пособий, написание и защита реферата, доклада; подготовка к сообщению или беседе на практическом занятии, исследовательская работа, подготовка презентаций, выполнение домашних экспериментов, самостоятельных (индивидуальных) заданий,

систематическая работа со справочными материалами, с таблицами, схемами;

подготовка к промежуточной аттестации, зачету и экзамену.

По основной дидактической цели названные виды самостоятельной работы можно подразделить на три группы: работы по приобретению новых знаний, работы по формированию умений и навыков, работы по применению знаний, умений и навыков. Указанные группы работ тесно связаны между

3

собой. Эта связь обусловлена тем, что одни и те же средства могут быть использованы для решения различных дидактических задач. Например, с

помощью лабораторно - практических работ достигается формирование умений и навыков, приобретение некоторых новых знаний, а также применение ранее полученных знаний.

Содержание самостоятельной работы на каждом этапе должно быть посильным для студентов.

Чтобы самостоятельная работа способствовала формированию инициативы и познавательных способностей учащихся, нужно предлагать такие задания, выполнение которых не допускало бы действий по готовым рецептам и шаблону. Только тогда будет достигнут нужный результат.

Методические указания призваны помочь студентам правильно организовать самостоятельную работу и рационально использовать свое время при овладении содержанием настоящей дисциплины, практическими умениями и навыками.

Самостоятельная работа направлена на освоение студентами следующих практических умений и знаний согласно требованиям рабочей программы учебной дисциплины:

– знать: общие вопросы теории электрических машин постоянного тока, трансформаторов, асинхронных и синхронных машин; устройство,

принцип действия и характеристики общепромышленных электрических машин постоянного и переменного тока; устройство, принцип действия и характеристики микромашин постоянного и переменного тока, применяемых в системах автоматического управления и робототехнических средствах автоматизации;

– уметь: выполнить проектно-конструкторские и расчетные работы по созданию и внедрению средств и систем автоматизации с применением общепромышленных и специальных электрических машин; обеспечивать их монтаж, наладку и техническое обеспечение; составлять технические задания на разработку названных средств с применением электрических машин,

4

анализировать режимы эксплуатации электрических машин, применяемых в автоматизации технологических процессов, формулировать требования,

предъявляемые к действующим и проектируемым механизмам, в которых используются электрические машины, проводить научные исследования и эксперименты систем автоматизации с использованием электрических машин, разрабатывать и вести техническую документацию.

– владеть: навыками оформления проектной и конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД; навыками работы с электротехнической аппаратурой и электронными устройствами; навыками построения систем автоматического управления системами и процессами.

Методические указания по организации и проведению самостоятельной работы студентов могут быть использованы преподавателями на учебных занятиях по данной дисциплине, студентами при освоении дисциплины.

Методические указания руководства самостоятельной работой студентов:

Четко ставить задачу предстоящей самостоятельной работы.

Добиваться, чтобы студенты выполняли самостоятельную работу осознанно, то есть ясно представляли теоретические основы выполняемых действий.

Вовремя предупреждать студентов о типичных ошибках и возможных способах их избегания.

Оказывать студентам помощь, не вмешиваясь в их работу без необходимости.

При допущении студентами ошибок подводить их к осознанию и пониманию сути и причин ошибок, с тем чтобы студенты самостоятельно нашли способ их предупреждения и устранения.

Практиковать промежуточный контроль хода и результатов самостоятельной работы студентов.

5

Рационально распределять задания самостоятельной работы по сложности с учетом индивидуальных особенностей и способностей студентов.

Стимулировать и поощрять проявления творческого подхода студентов к выполнению заданий.

Умело сочетать индивидуальную и коллективную работу студентов.

При оценке хода и итогов самостоятельной работы студентов исходить из положительных моментов в их работе.

Постоянно практиковать в ходе самостоятельной работы обращение студентов к разным источникам информации.

Методические рекомендации для студентов при выполнении

самостоятельной работы:

1.Внимательно прочитайте материал по конспекту, составленному на учебном занятии при изложении материала преподавателем.

2.Прочитайте тот же материал по учебнику, учебному пособию.

3.Постарайтесь разобраться с непонятным, в частности новыми терминами. Часто незнание терминологии мешает студентам воспринимать материал на теоретических и лабораторно - практических занятиях на должном уровне.

4.Составьте план прочитанного, то есть объедините главные мысли в единое целое.

5.Ответьте на контрольные вопросы для самопроверки, имеющиеся в учебнике или предложенные преподавателем.

6.Кратко перескажите содержание изученного материала «своими словами».

7.Заучите «рабочие определения» основных понятий, законов.

8.Освоив теоретический материал, приступайте к выполнению заданий, упражнений; решению задач, расчетов самостоятельной работы;

составлению графиков, таблиц.

6

1. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. Введение Определение электропривода. Предмет и задачи дисциплины. Краткий

обзор развития электропривода, роль отечественных ученых. Преимущества электропривода, охрана окружающей среды. Электропривод как силовая основа автоматизации и комплексной механизации лесной индустрии.

Тенденции и перспективы развития электропривода.

Раздел 2. Механика электропривода.

Кинематические и расчетные схемы механической части электропривода. Уравнение движения и режим работы электропривода.

Виды статических моментов рабочих машин. Механические характеристики рабочих машин и электродвигателей. Приведение статических моментов и усилий, моментов и масс. Понятие об упругих элементах в механической части электропривода. Определение времени пуска и торможение электропривода. Понятие об оптимальном передаточном числе.

Раздел 3. Электромеханические свойства электроприводов в установившихся режимах.

Механические и электромеханические характеристики электропривода.

Понятие о статической устойчивости электропривода. Электромеханические свойства и характеристики двигателей постоянного тока независимого,

последовательного и смешанного возбуждения в двигательном и тормозном режимах. Электромеханические свойства и характеристики двигателей переменного тока в двигательном и тормозном режимах. Расчет и построение механических характеристик двигателей постоянного и переменного тока.

Регулирование скорости электроприводов, основные показатели регулирования. Регулирование скорости электроприводов с двигателями переменного тока. Регулирование скорости электроприводов с двигателями переменного тока. Регулирование скорости и механические характеристики электроприводов постоянного тока, содержащих преобразователи

7

электроэнергии. Регулирование скорости и механические характеристики электроприводов переменного тока с частотными преобразователями и в каскадных схемах.

Раздел 4. Переходные процессы в электроприводах.

Классификация переходных процессов. Роль и взаимосвязь механических, электромагнитных и тепловых переходных процессов.

Дифференциальное уравнение переходных процессов. Постоянные времени и способы их определения. Механические переходные процессы в электроприводах с линейными и нелинейными механическими характеристиками. Электромагнитные переходные процессы в якорных цепях возбуждения двигателей постоянного тока.

Выбор двигателей электропривода.

Условия и критерии выбора электродвигателей электроприводов.

Нагрев и охлаждение двигателя. Классификация номинальных режимов работы электроприводов.

Раздел 5. Управление электроприводами. Общие вопросы управления электроприводами.

Функции и классификация систем управления электроприводами.

Требования к системам управления электроприводами. Защита электроприводов. Электрическая схема автоматизированных электроприводов. Электрическая аппаратура электроприводов.

Электрическая аппаратура автоматизированных устройств,

применяемых в электроприводах механического и подъемно-транспортного оборудования предприятий лесного комплекса: коммутационная,

регулирующая, защитная, преобразователи и датчики, логические элементы,

микропроцессоры, УВМ.

Раздел 6. Управление электроприводами в разомкнутых системах.

Принципы автоматизированного управления пуском и торможением двигателей в электроприводах. Типовые узлы и схемы управления двигателями постоянного тока. Типовые узлы и схемы управления

8

асинхронными двигателями. Типовые узлы и схемы управления синхронными двигателями. Примеры схем автоматизированного управления электроприводами с использованием релейно-контактной и бесконтактной аппаратуры.

Раздел 7. Управление электроприводами в замкнутых системах автоматического управления.

Замкнутые системы управления электроприводами. Типы, структурные схемы и принцип построения в замкнутых системах управления электроприводами. Виды обратных связей с параллельной и последовательной коррекцией. Автоматическое регулирование скорости в электроприводах постоянного тока с преобразователями. Системы автоматического регулирования скорости с жесткими обратными связями по напряжению, току и угловой скорости двигателя. Автоматическое регулирование момента электроприводов с преобразователями. Система генератор-двигатель с отсечками. Статические и динамические характеристики замкнутых систем автоматического регулирования преобразователь-двигатель. Математическое описание автоматизированных систем управления электроприводом, частотные характеристики.

Определение качества переходных процессов. Корректирующие устройства,

методы их синтеза. Подчиненное регулирование в автоматизированных электроприводах. Построение и основы расчета электропривода системы тиристорный преобразователь-двигатель с подчиненным регулированием.

Электропривод с микропроцессорным управлением; основы построения и программного обеспечения. Частотное регулирование электроприводов.

Раздел 8. Программное и следящее управление электроприводами.

Классификация следящих электроприводов. Следящие электроприводы с двигателями постоянного и переменного тока. Электрический вал.

Использование сельсинов. Основные принципы регулирования в следящем электроприводе. Задачи программного управления электроприводами.

9

Классификация и основы построения программного управления электроприводами.

Управление электроприводами с применением простейших средств программного управления. Точная остановка электроприводов. Применение бесконтактных логических элементов. Использование микропроцессоров и УВМ для управления электроприводами. Понятие о числовом и

Виды и особенности электроприводов с автономными источниками питания. Электроприводы с автономными источниками питания на деревообрабатывающих машинах. Виды электрических передач.

Электропередачи постоянного и переменного тока. Применение силового маховика. Тормозные режимы электропривода с автономным источником питания.

Раздел 10. Электропривод машин с частыми стопорными режимами.

Особенности электроприводов, работающих на упор. Методы снижения заноса кинематической энергии электропривода путем применения без редукторной передачи, индивидуального электропривода и двигателей со специальной формой ротора. Методы ограничения динамических усилий путем схемных решений в электроприводах постоянного и переменного тока.

Раздел 11. Электропривод основных видов механического и подъемно-

транспортного оборудования предприятий лесного комплекса.

Особенности электроприводов механизмов и машин предприятий лесного комплекса. Электропривод монтажных кранов и подъемников.

Электропривод конвейеров и транспортеров.

Электропривод л/п рам и д/о станков. Электропривод насосов и вентиляторов. Состав и выбор электрооборудования электроприводов.

Электроприводы специального технологического оборудования предприятий

10