M04057 Основи електроприводу
.pdf11
перехідних режимів електродвигунів постійного струму й асинхронних двигунів.
При вивченні питань вибору потужності електродвигунів звернути увагу на те, що в більшості випадків вибір електродвигуна здійснюється за нагріванням з подальшою перевіркою за перевантажувальною здатністю. Крім того, зіставляючи довготривалий, короткочасний і повторно-короткочасний режими роботи, визначитись з вибором необхідного методу розрахунку потужності, а також з'ясувати, що тепловий режим електродвигуна необов'язково повинен відповідати усталеній температурі нагрівання, яка не перевершує допустиму температуру для даного класу ізоляції. Звернути увагу на вплив частоти вмикань асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором на його тепловий режим, та вплив на тепловий режим електродвигуна закономірностей змінювання навантаження при його роботі.
1.3.2 Основи автоматичного керування електроприводами
З'ясувати загальні положення автоматичного керування електроприводами: безперервне та дискретне керування, розімкнені та замкнені системи керування, програмне керування.
При вивченні систем дискретного керування необхідно звернути увагу на те, що при такому керуванні забезпечення заданих параметрів системи здійснюється при будь-якому змінюванні збурних дій. Причому, в першу чергу, слід звернути увагу на принципи керування пуском і гальмуванням електродвигунів у функції струму, швидкості, часу; здійснити їх порівняльний аналіз, переконатись у перевагах керування в функції часу. Ознайомитись з типовими схемами дискретного керування електроприводами. При цьому вивчити державні стандарти на схеми електричні, Держстандарт України ДСТУ 3008-95, ЄСКД.
Вивчення систем безперервного керування слід починати зі з'я- сування особливостей безперервного, імпульсного і релейного керувань, та відмінності розімкнених систем керування від замкнених. На прикладі однієї із схем автоматичного регулювання швидкості розглянути функціональні залежності проміж окремими елементами систем автоматичного регулювання (САР), суть зворотних зв'язків. Ви-
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
12
вчити призначення жорстких і гнучких, додатних і від'ємних електричних і механічних зворотних зв'язків, розглянути передавальні коефіцієнти.
Ознайомитись зі стежним електроприводом, основами програмного керування.
1.4 Зауваження до роботи з літературними джерелами
На жаль, в останні роки суттєво зменшились видання фахових підручників та іншої навчальної літератури з теорії електропривода, незадовільне поповнювання ними бібліотечного фонду університету. Обмаль такої літератури і на українській мові, тому до переліку посилань, розміщених у кінці методичних вказівок, увійшли головним чином джерела минулих років видання.
При виборі підручника з основ електропривода слід звертати увагу на його призначення та спеціалізацію. Підбирати підручники треба у першу чергу ті, що розраховані безпосередньо для студентів напряму підготовку ЕЛЕКТРОТЕХНІКА І ЕЛЕКТРОТЕХНОЛОГІЇ, спеціальності ЕНЕРГЕТИЧНИЙ МЕНЕДЖМЕНТ, це посилання [1] і [2]. Посилання [3] розраховане на студентів для усього згаданого вище напряму підготовки.
Оскільки в курсі ОЕП багато матеріалу, безпосередньо пов'язаного з загальним курсом електричних машин, то до списку літературних джерел внесені підручники з електричних машин.
Наприкінці методичних вказівок наведений перелік посилань, який складений з урахуванням бібліотечного фонду університету та фонду кафедри електропривода і автоматизації промислових установок.
Для вивчення програми курсу слід користуватись, у першу чергу, літературою [1–3], а також [4–7,10,12,], а для підготовки питань з контрольних робіт (крім вище зазначеної літератури) – [8,10,11,13].
Крім того, наприкінці майже кожної з рекомендованих книг наведений список літератури за темою матеріалу книги, у якому додатково можна відшукати літературу з будь-якого конкретного питання.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
13
2 ПРИБЛИЗНИЙ ПЕРЕЛІК ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ, ЗМІСТ Й КОРОТКІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ЇХ ВИКОНАННЯ
2.1 Перелік робіт
Наведений нижче перелік має приблизний склад лабораторних робіт з Основ автоматизованого електропривода, передбачений програмою курсу. У міру того, як удосконалюється лабораторний практикум кафедри, наведений список лабораторних робіт може коректуватися. Крім назви роботи у цьому списку є її номер (шифр), під яким вона зазначена в кафедральних методичних посібниках.
2.1.1Дослідження характеристик, режимів роботи й способів регулювання швидкості електродвигунів постійного струму незалежного збудження (Робота №1).
2.1.2Дослідження характеристик, режимів роботи й способів регулювання швидкості електродвигунів постійного струму послідовного збудження (Робота №2).
2.1.3Дослідження характеристик, режимів роботи й способів регулювання швидкості асинхронних електродвигунів з фазним ротором (Робота №3).
2.1.4Дослідження процесу нагріву електродвигунів (Робота
№4).
2.1.5Дослідження процесів пуску та регулювання швидкості багатошвидкісного асинхронного електродвигуна (Робота №5).
2.1.6Дослідження способів керування реверсом асинхронного електродвигуна (Робота №6).
2.1.7Дослідження процесів пуску й гальмування асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором (Робота №7).
2.1.8Дослідження перехідних процесів електродвигуна постійного струму незалежного збудження в системі Г–Д (Робота №8).
2.1.9Вивчення системи керування асинхронним крановим електроприводом (Робота №9).
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
14
2.2 Короткі методичні вказівки з підготовки до виконання лабораторних робіт з ОЕП
Наведений список має перелік лабораторних робіт за двома циклами лабораторного практикуму:
1-й цикл, виконання робіт з основ електропривода, складається з чотирьох лабораторних робіт (пункти 2.1.1 – 2.1.4);
2-й цикл, виконання робіт з автоматичного керування електроприводами, складається з п'яти лабораторних робіт (пункти 2.1.5 – 2.1.9).
Конкретний перелік лабораторних робіт визначається викладачем курсу ОЕП на початку установної сесії.
До виконання лабораторних робіт у лабораторії основ електропривода і теорії електропривода кафедри ЕПА студент-заочник повинен підготуватися заздалегідь, для чого слід:
-вивчити правила з охорони праці при виконанні робіт у електротехнічних лабораторіях з робочою напругою до 1000 В промислової частоти і з механічним обертальним обладнанням;
-вивчити заходи протипожежної безпеки в лабораторних приміщеннях кафедри ЕПА;
-опрацювати правила користування вимірювальними приладами, пристроями та іншою апаратурою при проведенні досліджень;
-ознайомитись з будовою та принципом дії електричних машин, силових елементів та елементів керування систем електроприводів на лабораторних стендах;
-ознайомитися з метою та коротким змістом кожної лабораторної роботи.
Для підготовки до виконання лабораторних робіт слід користуватися літературою [1,2,12,13].
2.3 Короткий зміст робіт
2.3.1 У роботі №1 вивчити властивості двигуна постійного струму незалежного збудження в двигуневому та гальмівних (рекуперативному, протиувімкнення й електродинамічному) режимах. Вивчити способи регулювання швидкості змінюванням опору в якірному колі, послабленням магнітного поля збудження та зменшенням величини
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
15
напруги, що живить обмотку якоря.
Зняти, побудувати й проаналізувати електромеханічні ω=f(I) або механічні ω=f(М) статичні характеристики:
-природну;
-реостатну (у двигуневому режимі);
-при рекуперативному гальмуванні;
-при гальмуванні протиувімкненням;
-при електродинамічному гальмуванні;
-при двозонному регулюванні швидкості двигуна в системі Г–Д (тобто регулювання швидкості до основної зміною ЕРС генератора, а вище основної - змінюванням струму збудження двигуна).
2.3.2 У роботі №2 вивчити властивості електродвигуна постійного струму послідовного збудження в двигуневому та гальмівних (протиувімкненням і електродинамічному) режимах. Вивчити способи регулювання швидкості електродвигунів постійного струму послідовного збудження.
Зняти, побудувати й проаналізувати електромеханічні ω=f(I) або механічні ω=f(М) статичні характеристики:
-реостатні (у двигуневому режимі):
-при гальмуванні протиувімкненням;
-при шунтуванні кола якоря;
-при електродинамічному гальмуванні;
-при шунтуванні обмотки збудження.
2.3.3У роботі №3 вивчити властивості асинхронного електродвигуна з фазним ротором у двигуневому, генераторному й гальмівному (протиувімкненням) режимах. Вивчити спосіб регулювання швидкості змінюванням активного опору в колі ротора.
Зняти, побудувати й проаналізувати механічні ω=f(М) статичні характеристики:
- природну (у двигуневому режимі); - при рекуперативному гальмуванні (у генераторному режимі); - при гальмуванні протиувімкненням; - реостатні.
2.3.4У роботі №4 вивчити методи визначення теплових параметрів обмотки статора асинхронного електродвигуна, визначити усталену температуру нагрівання та постійну часу нагрівання.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
16
2.3.5У роботі №5 ознайомитися з будовою та особливостями пуску й гальмування багатошвидкісних асинхронних електродвигунів. Вивчити спосіб регулювання швидкості змінюванням числа пар полюсів обмотки статора. Ознайомитися зі схемами керування при такому способі регулювання швидкості.
2.3.6У роботі №6 ознайомитися з особливостями реверсування асинхронного електродвигуна й вивчити схеми керування реверсом електродвигуна в функціях часу та шляху.
2.3.7У роботі №7 вивчити процеси пуску та гальмування асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором. Вивчити особливості гальмівних режимів при реактивному й активному статичних моментах. Зняти й проаналізувати характеристику залежності часу гальмування від величини струму статора.
2.3.8У роботі №8 вивчити фізичні процеси й властивості системи Г–Д у перехідних режимах. Експериментально дослідити динамічні характеристики системи, дати висновки про якість перехідних процесів.
2.3.9У роботі №9 вивчити схему керування асинхронним крановим електродвигуном; будову, принцип дії та функції магнітного контролера, контакторів, реле часу, реле напруги, пускового (регулівного) реостата та інше.
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
17
3ЗАВДАННЯ НА КОНТРОЛЬНУ РОБОТУ
3.1Вступні зауваження
Вивчення дисципліни основи електропривода студентамизаочниками здійснюється протягом одного навчального семестру, причому, для закріплення теоретичного курсу й лабораторного практикуму, заплановано виконання однієї контрольної роботи.
Контрольна робота передбачає відповіді на теоретичні запитання, обов'язкові також аналітичні або графічні розрахунки.
При оформленні контрольної роботи керуватися діючими стандартами (у першу чергу Держстандартом України ДСТУ 3008-95) з виконання текстових документів й графічного матеріала, СТП [13,14]. У розрахунковій частині застосувати Міжнародну систему одиниць (СІ). Як виняток, допускається контрольну роботу виконувати не на стандартному папері формату А4 (наприклад, в учнівському зошиті).
Відповіді на запитання повинні бути чіткими, лаконічними і повними, у відповідності до програми курсу, наведеної у розділі 1 вказівок.
Вихідні дані до контрольної роботи наведені у таблиці 3.1. Кожний варіант складається з трьох запитань. Студент вибирає ці запитання з таблиці 3.1 у відповідності до номера варіанта (вказаного викладачем) – по горизонтальним рядкам таблиці і у відповідності до поточного навчального року, в якому виконується контрольна робота, – по заголовку відповідної колонки в головці таблиці, де наведений перелік навчальних років. Наприклад, студент одержав від викладача завдання на виконання контрольної роботи за варіантом 12, а робота виконується у 2013-2014 навч. р., отже з таблиці 3.1 випливає, що студент отримав до виконання запитання 3.2.30; 3.2.66 та 3.3.47 (перетин рядка 12 з колонкою поточного 2013-2014 навчального року).
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
18
3.2 Завдання на контрольну роботу
Вихідні дані до контрольної роботи, що наведені у таблиці 3.1, складаються з трьох запитань для кожного з 50 варіантів. Перше і друге запитання – теоретичні, а третє – задача. Перелік теоретичних запитань наведений у цьому підрозділі, безпосередньо після таблиці 3.1, а перелік задач і короткі методичні вказівки з їх розв'язання – у підрозділі 3.3.
Таблиця 3.1 - Вихідні дані до контрольної роботи.
Номер |
|
Поточний навчальний рік |
|
|||
варіанта |
2013-2014 |
2014-2015 |
2015-2016 |
2016-2017 |
2017-2018 |
|
|
3.2.35 |
3.2.50 |
3.2.41 |
3.2.2 |
3.2.14 |
|
01 |
3.2.86 |
3.2.84 |
3.2.79 |
3.2.63 |
3.2.87 |
|
|
3.3.2 |
3.3.19 |
3.3.46 |
3.3.24 |
3.3.43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2.36 |
3.2.15 |
3.2.42 |
3.2.3 |
3.2.27 |
|
02 |
3.2.10 |
3.2.85 |
3.2.80 |
3.2.64 |
3.2.86 |
|
|
0 3.3.3 |
3.3.28 |
3.3.47 |
3.3.25 |
3.3.44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2.37 |
3.2.16 |
3.2.43 |
3.2.4 |
3.2.28 |
|
03 |
3.2.51 |
3.2.86 |
3.2.81 |
3.2.65 |
3.2.85 |
|
|
3.3.4 |
3.3.38 |
3.3.48 |
3.3.26 |
3.3.45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2.10 |
3.2.41 |
3.2.46 |
3.2.28 |
3.2.22 |
|
04 |
3.2.52 |
3.2.51 |
3.2.66 |
3.2.82 |
3.2.84 |
|
|
3.3.50 |
3.3.1 |
3.3.46 |
3.3.26 |
3.3.31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2.40 |
3.2.7 |
3.2.21 |
3.2.15 |
3.2.33 |
|
05 |
3.2.73 |
3.2.96 |
3.2.82 |
3.2.93 |
3.2.63 |
|
3.3.22 |
3.3.40 |
3.3.27 |
3.3.30 |
3.3.21 |
||
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2.41 |
3.2.8 |
3.2.22 |
3.2.16 |
3.2.46 |
|
06 |
3.2.72 |
3.2.97 |
3.2.77 |
3.2.94 |
3.2.64 |
|
3.3.23 |
3.3.41 |
3.3.28 |
3.3.31 |
3.3.22 |
||
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2.43 |
3.2.10 |
3.2.24 |
3.2.18 |
3.2.48 |
|
07 |
3.2.71 |
3.2.983 |
3.2.78 |
3.2.95 |
3.2.65 |
|
|
3.3.25 |
.3.43 |
3.3.30 |
3.3.33 |
3.3.24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
19
Продовження табл. 3.1
Номер |
|
Поточний навчальний рік |
|
||
варіанта |
2013-2014 |
2014-2015 |
2015-2016 |
2016-2017 |
2017-2018 |
|
3.2.44 |
3.2.11 |
3.2.25 |
3.2.19 |
3.2.49 |
08 |
3.2.70 |
3.2.99 |
3.2.79 |
3.2.96 |
3.2.66 |
|
3.3.26 |
3.3.44 |
3.3.31 |
3.3.34 |
3.3.25 |
|
3.2.45 |
3.2.12 |
3.2.26 |
3.2.20 |
3.2.50 |
09. |
3.2.69 |
3.2.100 |
3.2.80 |
3.2.97 |
3.2.68 |
|
3.3.1 |
3.3.45 |
3.3.32 |
3.3.35 |
3.3.26 |
|
3.2.42 |
3.2.9 |
3.2.23 |
3.2.17 |
3.2.47 |
10 |
3.2.68 |
3.2.70 |
3.2.81 |
3.2.98 |
3.2.67 |
|
3.3.24 |
3.3.42 |
3.3.29 |
3.3.32 |
3.3.23 |
|
3.2.29 |
3.2.17 |
3.2.5 |
3.2.44 |
3.2.38 |
11 |
3.2.67 |
3.2.53 |
3.2.83 |
3.2.99 |
3.2.69 |
|
3.3.46 |
3.3.37 |
3.3.1 |
3.3.49 |
3.3.5 |
|
|
|
|
|
|
|
3.2.30 |
3.2.18 |
3.2.6 |
3.2.45 |
3.2.39 |
12 |
3.2.66 |
3.2.54 |
3.2.84 |
3.2.65 |
3.2.70 |
|
3.3.47 |
3.3.29 |
3.3.2 |
3.3.50 |
3.3.6 |
|
3.2.31 |
3.2.19 |
3.2.7 |
3.2.1 |
3.2.40 |
13 |
3.2.65 |
3.2.55 |
3.2.85 |
3.2.100 |
3.2.71 |
|
3.3.48 |
3.3.27 |
3.3.3 |
3.3.11 |
3.3.7 |
|
|
|
|
|
|
|
3.2.32 |
3.2.20 |
3.2.8 |
3.2.2 |
3.2.41 |
14 |
3.2.64 |
3.2.56 |
3.2.86 |
3.2.51 |
3.2.72 |
|
3.3.49 |
3.3.33 |
3.3.4 |
3.3.12 |
3.3.8 |
|
3.2.22 |
3.2.32 |
3.2.35 |
3.2.41 |
3.2.8 |
15 |
3.2.94 |
3.2.78 |
3.2.73 |
3.2.100 |
3.2.93 |
|
3.3.34 |
3.3.13 |
3.3.40 |
3.3.18 |
3.3.9 |
|
3.2.23 |
3.2.33 |
3.2.36 |
3.2.42 |
3.2.9 |
16 |
3.2.95 |
3.2.79 |
3.2.74 |
3.2.58 |
3.2.92 |
|
3.3.35 |
3.3.14 |
3.3.41 |
3.3.19 |
3.3.10 |
|
3.2.24 |
3.2.46 |
3.2.37 |
3.2.43 |
3.2.10 |
17 |
3.2.96 |
3.2.80 |
3.2.75 |
3.2.59 |
3.2.91 |
|
3.3.36 |
3.3.15 |
3.3.42 |
3.3.20 |
3.3.39 |
|
|
|
|
|
|
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
20
Продовження табл. 3.1
Номер |
|
Поточний навчальний рік |
|
||
варіанта |
2013-2014 |
2014-2015 |
2015-2016 |
2016-2017 |
2017-2018 |
|
3.2.11 |
3.2.29 |
3.2.47 |
3.2.42 |
3.2.23 |
18 |
3.2.53 |
3.2.83 |
3.2.67 |
3.2.52 |
3.2.83 |
|
3.3.11 |
3.3.1 |
3.3.47 |
3.3.2 |
3.3.32 |
|
3.2.12 |
3.2.30 |
3.2.48 |
3.2.43 |
3.2.24 |
19 |
3.2.54 |
3.2.84 |
3.2.68 |
3.2.87 |
3.2.82 |
|
3.3.12 |
3.3.2 |
3.3.48 |
3.3.3 |
3.3.33 |
|
3.2.13 |
3.2.31 |
3.2.49 |
3.2.44 |
3.2.25 |
20 |
3.2.55 |
3.2.85 |
3.2.69 |
3.2.88 |
3.2.81 |
|
3.3.13 |
3.3.3 |
3.3.49 |
3.3.4 |
3.3.34 |
|
3.2.5 |
3.2.11 |
3.2.29 |
3.2.19 |
3.2.31 |
21 |
3.2.81 |
3.2.60 |
3.2.95 |
3.2.55 |
3.2.65 |
|
3.3.45 |
3.3.21 |
3.3.41 |
3.3.27 |
3.3.48 |
|
3.2.7 |
3.2.13 |
3.2.31 |
3.2.20 |
3.2.32 |
22 |
3.2.82 |
3.2.61 |
3.2.96 |
3.2.56 |
3.2.64 |
|
3.3.47 |
3.3.23 |
3.3.43 |
3.3.33 |
3.3.49 |
|
3.2.8 |
3.2.14 |
3.2.32 |
3.2.39 |
3.2.20 |
23 |
3.2.83 |
3.2.62 |
3.2.97 |
3.2.67 |
3.2.53 |
|
3.3.48 |
3.3.24 |
3.3.44 |
3.3.25 |
3.3.29 |
|
3.2.9 |
3.2.27 |
3.2.33 |
3.2.40 |
3.2.21 |
24 |
3.2.84 |
3.2.63 |
3.2.98 |
3.2.68 |
3.2.52 |
|
3.3.49 |
3.3.25 |
3.3.45 |
3.3.26 |
3.3.30 |
|
3.2.6 |
3.2.12 |
3.2.30 |
3.2.37 |
3.2.18 |
25 |
3.2.85 |
3.2.64 |
3.2.99 |
3.2.69 |
3.2.51 |
|
3.3.46 |
3.3.22 |
3.3.42 |
3.3.23 |
3.3.27 |
|
3.2.42 |
3.2.3 |
3.2.9 |
3.2.7 |
3.2.40 |
26 |
3.2.73 |
3.2.52 |
3.2.87 |
3.2.96 |
3.2.73 |
|
3.3.9 |
3.3.13 |
3.3.5 |
3.3.40 |
3.3.22 |
|
3.2.43 |
3.2.4 |
3.2.10 |
3.2.8 |
3.2.41 |
27 |
3.2.74 |
3.2.53 |
3.2.88 |
3.2.97 |
3.2.72 |
|
3.3.10 |
3.3.14 |
3.3.6 |
3.3.41 |
3.3.23 |
|
3.2.44 |
3.2.5 |
3.2.11 |
3.2.10 |
3.2.43 |
28 |
3.2.75 |
3.2.54 |
3.2.89 |
3.2.983.3 |
3.2.71 |
|
3.3.39 |
3.3.15 |
3.3.7 |
.43 |
3.3.25 |
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com