2.Приведите примеры основных бесконтактных логических схем управления электроприводами.

3.Объясните принципы работы основных защитных устройств (блока ограничения, автоматов, реле обрыва поля, сигнализации и т.п.).

2.2. Замкнутые системы управления электроприводами (12 часов)

[1], с. 165…175; [2], с. 242…248, 462…476; [3], с. 306…474

Принципы построения замкнутых систем регулируемого электропривода. Основные динамические звенья систем автоматического управления. Передаточные функции элементов систем автоматического управления. Составление структурных схем и определение передаточных функций систем непрерывного управления. Методы анализа и критерии устойчивости линейных автоматических систем.

Типы обратных связей: по напряжению, скорости, току; жесткие и гибкие, положительные и отрицательные обратные связи.

Понятие о системах подчиненного регулирования. Оптимизация

динамических режимов электропривода по принципу подчиненного регулирования координат. Математическое моделирование электроприводов при помощи ЭВМ.

Вопросы для самопроверки

1.Объясните назначение обратных связей в системах автоматического управления электропривода.

2.Перечислите основные динамические звенья электропривода, их передаточные функции.

3.В чем особенность расчета механических характеристик электропривода при наличии обратных связей?

4.Перечислите критерии устойчивости систем электроприводов.

5.Как осуществить переход от дифференциальных уравнений к передаточным функциям?

2.3. Электроприводы с автоматическим перемещением механических органов (10 часов)

[1], с. 326…350; [2], с. 505…547, [3] с. 375…400

Понятие о следящем электроприводе. Следящий электропривод прерывного и непрерывного действия.

Электропривод с программным управлением. Электропривод с адаптивным

автоматизированными электроприводами.

Вопросы для самопроверки

1.Что называется следящим электроприводом? В чем различие следящего электропривода релейного и непрерывного действия?

2.Какие элементы составляют основу следящего электропривода?

3.Какие задачи решает электропривод с программным управлением?

4.Назовите основные достоинства и области применения электропривода с адаптивным управлением.

3. Электропривод производственных механизмов и промышленных установок

3.1. Электроприводы крановых установок (16 часов)

[4], с. 11…15, 46…51, 106…147; [5], с. 6…101

Краны как элементы механизации трудоемких работ промышленных предприятий. Основные требования, предъявляемые к электроприводам кранов. Характеристика режимов работы крановых механизмов. Определение статических нагрузок электроприводов крановых механизмов, построение нагрузочных диаграмм. Расчет мощности и выбор электродвигателей. Типовые схемы электроприводов с двигателями постоянного и переменного токов. Контактное и бесконтактное управление. Система ТП – Д для механизма подъема крановых установок. Современные тенденции развития крановых электроприводов.

Вопросы для самопроверки

1.Перечислите основные требования, предъявляемые к электроприводам крановых установок.

2.В чем заключаются основные особенности выбора электродвигателей крановых механизмов с учетом характера нагрузки и цикла работы?

3.Какие величины необходимо знать для расчета статической мощности механизмов кранов?

4.Какие типы двигателей применяются для кранов и каковы их особенности?

5.Какие основные показатели являются определяющими при выборе схем управления крановыми электродвигателями?

6.В чем состоят особенности реализации контактных и бесконтактных схем управления крановыми механизмами?

7.В чем заключаются современные тенденции развития крановых электроприводов?

3.2. Электрооборудование лифтов (14 часов)

[4], с. 220…254; [5], с. 102…129

Назначение и классификация лифтов. Расчет статических нагрузок и мощности электропривода. Основные требования, предъявляемые к электроприводам лифтов. Точная остановка, тахограммы работы лифта. Схемы управления тихоходным и быстроходным лифтами. Индуктивные и герконовые датчики.

Перспективы развития электроприводов скоростных и высокоскоростных лифтов.

Вопросы для самопроверки

1.Как осуществляется обеспечение точной остановки лифта?

2.Какие факторы необходимо учитывать при выборе электродвигателей лифтов?

3.Назовите основные типы силовых схем управления лифтами.

4.Какие датчики применяются в схемах управления для получения точной остановки лифтов? В чем принцип их работы?

3.3. Электроприводы механизмов непрерывного действия (14 часов)

[4], с. 263…297; [5], с. 150…169

Характеристика и классификация механизмов непрерывного транспорта. Основные требования, предъявляемые к электроприводам. Диаграммы натяжения непрерывного тягового органа. Расчет мощности и выбор необходимого числа двигателей. Схемы согласованного управления несколькими двигателями конвейеров. Электропривод эскалатора, расчет мощности двигателя, влияние загрузки на энергетические показатели. Схемы управления эскалатором.

Вопросы для самопроверки

1.Каковы особенности работы каждого типа механизмов непрерывного транспорта и требования к их электроприводам?

2.Почему для протяженных конвейеров целесообразно устанавливать несколько приводных двигателей (станций)? Как определить место их установки?

3.Как рассчитывается мощность приводного электродвигателя для различных механизмов непрерывного транспорта?

4.Чем обусловлено продолжительное время пуска и торможения механизмов с протяженным тяговым органом?

5.Для чего у двигателя переменного тока эскалатор предусматривается переключение обмоток статора с треугольника на звезду и обратно?

6.Что такое поточно-транспортная система (ПТС)? Перечислите правила ее пуска и остановки.

7.Какие мероприятия по технике безопасности необходимо применять для механизмов непрерывного транспорта?

8.Какие вы знаете схемы управления механизмами непрерывного транспорта и их особенности?

3.4.Электроприводы насосов, вентиляторов и компрессоров (14 часов)

[4], с. 300…336; [5], с. 170…193

Принципы работы и конструктивные особенности насосов, вентиляторов и компрессоров. Определение мощности приводных двигателей. Основные

требования, предъявляемые к электроприводам. Регулирование производительности центробежных механизмов. Схемы типовых электроприводов насосов, вентиляторов и компрессоров, особенности их управления.

Вопросы для самопроверки

1.Перечислите принципы работы механизмов этой группы и назовите их особенности?

2.Каким диапазонам подчиняется изменение нагрузки на валу этих механизмов при изменении скорости?

3.Перечислите способы регулирования расхода вещества (производительности механизма).

4.Что является исходными данными для расчета мощности приводного электродвигателя механизмов поршневого и центробежного типов?

5.Поясните принцип работы асинхронно – вентильного каскада (АВК). Каковы его достоинства и недостатки?

6.Какие вы знаете типы каскадных схем?

7.Как рассчитать и выбрать элементы АВК?

8.Расскажите о других схемах управления электроприводами механизмов этой группы

3.5.Электроприводы металлорежущих станков и кузнечно – прессового

оборудования (12 часов)

[2], с. 522…543; [4], с. 194…216

Способы регулирования угловой скорости и типовые схемы управления электроприводами главного движения. Типовые схемы управления электроприводами подач. Типовые схемы управления электроприводами кузнечно – прессового оборудования. Влияние качества электроэнергии на работу металлорежущих станков. Зависимость качества обработки изделий от качества электрической энергии. Мероприятия по повышению энергетических показателей работы станков и кузнечно – прессового оборудования. Станки с пусковым программным управлением.

Вопросы для самопроверки

1.Каким образом осуществляется одно - и двухзонное регулирование скорости электроприводов постоянного тока металлорежущих станков?

2.Какова специфика управления электроприводами плавного движения станка?

3.Каким образом обеспечиваются широкий диапазон и высокое быстродействие электроприводов подач и плавного движения станков?

4.В чем особенность работы электроприводов кузнечно – прессового оборудования?

5.Какие показатели характеризуют энергетику работы электроприводов станков?

6.В чем заключается особенность электроприводов станков с числовым программным управлением?

Примерный перечень лабораторных работ

(24 часа)

1.Исследование механических характеристик электропривода с двигателем постоянного тока параллельного возбуждения.

2.Исследование механических характеристик электропривода с двигателем постоянного тока последовательного возбуждения.

3.Исследование вентильного электропривода постоянного тока.

4.Исследование электромеханических свойств асинхронного двигателя.

5.Исследование схемы автоматического пуска асинхронного двигателя с фазовым ротором.

6.Исследование схемы управления подъемником (лифтом).

7.Исследование электропривода кранового механизма при контроллерном управлении.

8.Исследование электропривода механизмов с вентиляторными характеристиками (насос, вентилятор, компрессор)

Литература

1.Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод, - М.:Энергоатомиздат, 1986.

2.Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. – М.:Энергоатомиздат, 1981.

3.Москаленко В.В. Электрический привод. – М.:Высшая школа, 1991.

4.Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: Учебник для вузов. – М.: Энергия, 1980.

5.Есаков В.П. Электрооборудование и электропривод промышленных

установок – Киев: Вища школа, 1981.

Тематический план лекций (36 часов)

1.Введение. Содержание и задачи дисциплины………………………………….2 часа

2.Механика электропривода……………………………………………………….2 часа

3.Электроприводы с двигателями постоянного тока…………………………….4 часа

4.Электроприводы с двигателями переменного тока…………………………....4 часа

5.Электроприводы со специальными двигателями……………………………...2 часа

6.Разомкнутые системы автоматического управления электроприводами……2 часа

7.Замкнутые системы автоматического управления электроприводами………2 часа

8.Электроприводы крановых установок………………………………………….4 часа

9.Электрооборудование лифтов…………………………………………………..4 часа

10.Электроприводы механизмов непрерывного действия……………………….4 часа

11.Электроприводы насосов, вентиляторов и компрессоров……………………4 часа

12.Электроприводы металло – режущих станков и кузнечно – прессового оборудования…………………………………………………………………….2 часа

Тематика практических занятий (8 часов)

1.Расчет и построение механических характеристик двигателей постоянного тока………………………………………………………………………………..2 часа

2.Расчет и построение механических характеристик асинхронных двигателей………………………………………………………………………..2 часа

3.Расчет основных энергетических показателей электропривода производственного механизма………………………………………………….4 часа

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Задачи, возлагаемые на типовые производственные механизмы, обусловливают большое разнообразие их электроприводов. В настоящее время

уровень промышленного производства и производительность труда в значительной степени зависят от оснащенности производства современными механизмами и от технического совершенства их электроприводов.

Проектирование является важным этапом при создании систем электроприводов производственных механизмов, поэтому необходимо развитие

навыков самостоятельной творческой работы и подробное ознакомление с требованиями и этапами проектирования подобных систем.

Курсовой проект представляется расчетно – пояснительной запиской объемом 25…30 страниц и электрической принципиальной схемой, выполненной на листе формата 24. Номер задания выбирается по последней цифре (нечетная цифра – задание 1, четная цифра – задание 2), а вариант – по предпоследней цифре шифра студента. По согласованию с преподавателем задание может быть выбрано не по шифру студента, а в соответствии с характером его производственной деятельности. При определении такой производственной темы необходимо учитывать, чтобы в

проекте были элементы расчета и выбора оборудования примерно такого же характера, как и в приведенных заданиях.

Графики и рисунки в тексте рекомендуется выполнять на миллиметровой бумаге. Форма титульного листа расчетно-пояснительной записки дана в Приложении.

Все расчеты следует вести в единицах измерения СИ. Обозначения на схеме (графические и буквенные) должны соответствовать ГОСТам. Однородные вычисления удобно производить в расчетных таблицах. Применяемые методы решения должны быть обоснованы, а используемые формулы и коэффициенты сопровождаться ссылками на литературу, из которой они заимствованы.

Пояснительная записка к проекту подразделяется на главы и параграфы и должны включать: 1. Титульный лист; 2. Оглавление. 3. Техническое задание с исходными данными; 4. Обоснование принятого варианта системы; 5. Расчет мощности и проверку выбранного двигателя по нагреву и перегрузке; 6. Расчет статических режимов работы и характеристик системы; 7. Выбор и обоснование основного электрооборудования системы; 8. Описание разработанной электрической принципиальной схемы; 9. Выводы; 10. Список использованной литературы.

Задание 1 Электропривод пассажирского лифта

Для электропривода лифта с механическим КПД канатоведущих элементов η=0,9 и параметрами, приведенными в табл.1, требуется:

1)рассчитать статическую мощность, выбрать и проверить двигатель (при

отсутствии тихоходных лифтовых двигателей принять общепромышленный или крановый, определить необходимое передаточное отношение редуктора и, приняв его КПД ηρ =0,5…0,9, учесть это при выборе необходимой мощности двигателя);

2)рассчитать режим работы (ПВ) электродвигателя, приняв при этом одиночную собирательную схему управления при подъеме и опускании кабины;

3)выбрать для управления электродвигателем тиристорный преобразователь или ТСУ с учетом допустимых перегрузок.

При расчете нужно принять, что лифт работает в высотном здании. Значение массы противовеса берется, исходя из оптимальной диаграммы неуравновешенности (если она будет иметь знаки на верхней и нижней отметках остановки кабины) или по расчету при высоте подъема h>50 м и наличии уравновешивающего каната длиной Lĸ=1,1h и массы, равной массе несущего (тянущего) каната. Сумма маховых моментов всех шкивов и элементов редуктора

при тихоходных двигателях (канатоведущий шкив на валу двигателя) Σ GD2=(2…4) GD2дв, а при быстроходных – (0,1…0,36) GD2дв. Влияние контроля скорости учтено в механическом КПД. Скорость перед остановкой кабины можно определять по следующему уравнению:

Указания к заданию 1

Выбор двигателя следует производить методом последовательных приближений, где в качестве первого приближения нужно принять мощность,

полученную по средней или средневзвешенной неуравновешенности и номинальной скорости кабины лифта ([5], с. 106 и 107). При этом если диаграмма неуравновешенности по всей высоте подъема кабины имеет один знак, тогда нужно пользоваться средней неуравновешенностью, а если знак ее меняется – средневзвешенной. Ход расчета и выбор основных элементов можно выполнять аналогично примеру ([5], с. 122…129).

Метод последовательных приближений подробно описан в [5], с. 18…24 или в [4], с. 50…53. Целесообразно выбрать двигатель постоянного тока параллельного возбуждения. При этом уравновешивающего каната может не быть, кинематическая схема лифта может как безредукторной, так и редукторной и в зависимости от варианта предварительно можно принять КПД механической передачи, исходя из КПД его элементов: каната со шкивом ηк=0,94…0,95, червячной передачи ηч=0,65… …0,70 и одной цилиндрической пары ηц=0,90…0,98; при безредукторном варианте лучше принять двигатель из серии лифтовых двигателей, а при редукторном – принять передаточное отношение, исходя из необходимой скорости лифта и частоты вращения двигателя.

Следует принять: схему управления одиночным лифтом; отводной шкив таким же, как канатоведущий, натяжной – исходя из глубины кабины и толщины рамы противовеса; глубину кабины 1200…1500 мм; толщину рамы противовеса 250…300 мм; глубину приямка 3000…3500 мм. Ось вращения тянущего шкива расположена от пола верхнего этажа на высоте 4500…5000 мм; высота кабины

2100…2250 мм.

В случае, когда скорость предполагаемого к установке двигателя не соответствует скорости лифта, нужно предусматривать редуктор с необходимым передаточным отношением, которым следует пользоваться при дальнейших расчетах (сам редуктор можно не выбирать).

Средневзвешенная неуравновешенность – это частное от деления суммы

произведений средней величины неуравновешенности на каждом участке на длину