Автоматизація електромеханічних систем в будіндустрії ЕСАс
Résumé de section
-
Спеціальність Семестр Лекцій Лаб. Практ. Самост. Підсумк. контроль ЕСА41, ЕСА42с 5 30 22 22 - Екзамен ЕСА41,ЕСА42с 6 14 - 14 - Залік
Викладач: Ковалишин Б.М., к.т.н., доцентшифр
Галузь знань
14
«Електрична інженерія»
Назва спеціальності
141
«Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка»
2. Мета і завдання навчальної дисципліни
Мета дисципліни - отримання студентами знань про процеси перетворення електроенергії за допомогою статичних перетворювачів, основні типи статичних перетворювачів і принципи управління статичними перетворювачами для електроприводів загальнопромислових механізмів.
Завдання дисципліни – отримання навичок з розрахунку та проектування автоматизованих систем керування електроприводів.
-
Змістовний модуль 1. Вступ.
Тема 1. Вступ - 2 год.
Мета, задачі і зміст дисципліни. Види електромеханічних систем автоматичного керування та електроприводів. Особливості термінології електромеханічних систем автоматичного керування й електропривода.
Змістовний модуль 2. Елементи автоматизованого електропривода
Тема 2. Регулятори - 2 год.
Структурні схеми і основні параметри регуляторів. Неінвертувальний підсилювач із зворотним зв’язком. Інвертувальний підсилювач із зворотним зв’язком. Типові схеми регуляторів на інвертувальному підсилювачі із зворотним зв’язком.
Тема 3. Датчики- 2 год.
Функціональні схеми датчиків струму та напруги. Датчики швидкості. Датчики переміщення. Датчики положення.
Тема 4. Узгоджувальні елементи - 2 год.
Емітерний повторювач. Фазовий детектор. Цифро-аналогові й аналогово-цифрові перетворювачі.
Тема 5. Задавальні елементи - 2 год.
Потенціометричний командоконтролер. Сельсинний командоконтролер. Задавачі інтенсивності.
Змістовий модуль 3. Системи керування електроприводами
Тема 6. Класифікація систем керування електроприводами (СКЕП) - 2 год.
Вимоги до СКЕП. Основні функції, які виконують системи. Класифікація СКЕП. Принципи побудови СКЕП. Вибір апаратури керування. Панелі, блоки, пульти керування. Захист електроприводів.
Тема 7. Розімкнені системи керування - 2 год.
Загальні принципи побудови систем керування пуском, реверсом, гальмуванням у функції вихідних координат. Формування штучних характеристик електроприводів у розімкнених системах. Апаратура силова і оперативна.
Тема 8. Типові розімкнені схеми керування пуско-гальмівними режимами електроприводів з двигунами постійного струму - 2 год.
Схеми керування електроприводами з двигунами незалежного збудження, засоби захисту. Схеми керування електроприводами з двигунами послідовного і змішаного збудження. Системи електроприводів з широтно-імпульсними перетворювачами (ШІП). Основні принципи побудови і аналізу ШІП-ДПС. Реалізація ШІП на транзисторах і тиристорах.
Тема 9. Типові релейно-контакторні схеми керування пуско-гальмівними режимами електроприводів з двигунами змінного струму - 2 год.
Схеми керування електроприводами з асинхронними короткозамкненими двигунами. Магнітні пускачі. Системи «тиристорний регулятор напруги – асинхронний двигун». ТРН-Д-перетворювач частоти – асинхронний двигун. Засоби захисту. Схеми керування електроприводами з асинхронними двигунами з фазовим ротором. Формування штучних характеристик. Вибір пускових опорів і пускової апаратури. Схеми керування пуском і гальмуванням електроприводами з синхронними двигунами. Обертові і статичні збудники. Системи контролю за підсинхронною швидкістю. Контактні і безконтактні збудники. Засоби захисту.
Тема 10. Замкнені системи стабілізації вихідних координат електроприводів - 2 год.
Основні показники роботи систем в статичних і динамічних режимах. Статична точність, діапазон і точність регулювання. Екскаваторні характеристики. Стабілізувальні і обмежувальні зв’язки. Основні структури систем стабілізації вихідних координат. Статичні і астатичні системи. Основні особливості побудови багатоконтурних систем. Системи з підпорядкованим регулюванням координат (СПР). Принципи «технічного оптимуму» і «симетричного оптимуму». Системи з паралельними з’єднанням регуляторів. Особливості побудови і роботи.
Тема 11. Замкнені системи стабілізації з двигунами постійного струму - 4 год.
Електропривід ТП-Д, керований двоконтурною СПР. Формування статичних СПР. Розрахунок контурів струму і швидкості. Одноразово інтегрувальна система. Визначення параметрів регуляторів. Статична точність і діапазон регулювання. Формування пуско-гальмівних характеристик. Задавачі інтенсивності. Двоконтурні астатичні СПР. Вибір типу і розрахунок параметрів регуляторів за умови «симетричного оптимуму». Динамічні і статичні характеристики. Системи двозонного регулювання координат системи електропривода ТП-Д. Розрахунок параметрів і вибір типу регуляторів струму збудження і ЕРС. Системи з зовнішнім зворотним зв’язком за напругою двигуна. Статичні і динамічні характеристики. Системи з регулюванням швидкості в другій зоні. Призначення контурів регулювання. Характеристики. Системи, які забезпечують реверс швидкості реверсом струму збудження двигуна. Статичні і динамічні характеристики. Зона неперервності і шляхи зменшення цієї зони. Підпорядковане регулювання координат електропривода за системою Г-Д з тиристорними збудниками електричних машин. Вибір кількості контурів регулювання. Розрахунок параметрів регуляторів. Використання зовнішніх зворотних зв’язків за напругою. Системи з паралельним регулюванням координат. Вибір типу регуляторів і розрахунок їх параметрів. Статичні і динамічні характеристики. Системи електроприводів з широтно-імпульсними перетворювачами. (ШІП). Застосування зворотних зв’язків за вихідними координатами і принципами побудови ШІП-ДПС. Динамічні і статичні характеристики. Комбіновані системи стабілізації вихідних координат.
Тема 12. Замкнені системи стабілізації вихідних координат електроприводів з двигунами змінного струму - 4 год.
Основні положення побудови замкнених систем змінного струму. Формування статичних і динамічних характеристик. Скалярне, частотно-струмове, векторне керування двигунами змінного струму. Векторне керування з орієнтацією за потоком ротора. Пряме керування моментом. Давачі та естіматори змінних стану машин змінного струму. Системи, які здійснюють регулювання вихідних координат асинхронних двигунів змінної напруги статора. Система ТРН-АД. Схеми, характеристики. Системи з частотним керуванням електроприводами. Електроприводи з ланкою постійного струму і без ланки постійного струму – циклоконвертори. Системи з інверторами напруги і струму (АІН, АШС). Типові схеми. Системи з широтно-імпульсною модуляцією, реалізовані на транзисторах і тиристорах. Формування механічних характеристик. Системи дискретним керуванням в коло ротора асинхронного двигуна (ШІП в роторі АД). Схеми. Механічні характеристики. Системи приводів з подвійним живленням двигунів. Машинно-вентильні і асинхронно-вентильні каскади. Схеми замкнених систем. Механічні характеристики.
Тема 13. Позиційний і стежний електропривод - 2 год.
Особливості роботи. Типові схеми керування. Робота системи керування положенням у разі малих, середніх та значних переміщень. Розрахунок параметрів регуляторів. Регулятор з параболічною характеристикою. Типові вузли адаптації. Безпошукові і пошукові системи адаптації. Особливості роботи. Основні структури адаптивних електроприводів.Тема 14. Питання
енергозбереження в автоматизованих ЕМС ‒ 4 год.Енергозбереження в EMC із некерованими електроприводами, із керованими електродвигунами, з асинхронними двигунами, керованими за напругою статора, Електромеханічні перетворювачі. Енергозберігаюча екстремальна система при частотному керуванні електродвигуном. Деякі особливості побудови енергозберігаючих екстремальних ЕМСАК.
Тема 15. Діагностика, захист і моніторинг електромеханічних систем ‒ 2 год.
Загальні положення. Узгодження функцій апаратури керування та захисту. Захист, діагностика і моніторинг тиристорних електроприводів постійного струму, частотно керованих електроприводів змінного струму.
Тема 16. Електрмагнітна сумісність компонентів електромеханічних систем − 2 год.
Поняття про електромагнітні перешкоди і електромагнітну сумісність. Заходи та засоби для забезпечення електромагнітної сумісності електромеханічних систем.
-
№
Назва теми
1
Типові схеми релейно-контакторних систем ЗПМ
2
Електроприводи (ЕП) кранових механізмів
3
Автоматизований ЕП позиційних механізмів
4
Автоматизований ЕП насосів, компресорів і вентиляторів
5
Автоматизований ЕП конвеєрів
6
Електротехнічні перетворювачі
7
Керування двигунів зміною напруги живлення
8
Скалярне керування
9
Векторне керування
-
№
Назва теми
1
Дослідження схеми керування електродвигуном постійного струму
паралельного збудження при пуску в функції часу.
2
Дослідження схеми керування пуском в функції часу асинхронного
двигуна з фазним ротором.
3
Дослідження схеми керування асинхронним двигуном з короткозамкнутим
ротором в гальмівних режимах.
4
Дослідження роботи електропривода по системі генератор-двигун.
5
Дослідження схем керування електроприводами з керуванням на
безконтактній апаратурі.
6
Дослідження роботи однофазного тиристорного перетворювача.
7
Дослідження роботи схеми керування асинхронним двигуном з схемою
керування на основі частотного перетворювача.
8
Дослідження замкненої системи електропривода в системі тиристорний
перетворювач - двигун (ТП-Д) з зворотнім зв’язком по швидкості.
9
Дослідження роботи схеми керування з слідкуючим електроприводом.
10
Дослідження роботи схеми програмного керування електроприводами.
-
Поточне оцінювання (кількість балів)
Сума
Змістовий модуль №1
Змістовий модуль № 2
Залік
20
40
40
100
-
Електроустаткування, виконавчі механізми і регулюючі органи: методичні рекомендації до виконання розрахунково-графічної роботи / уклад.: В.І. Ярас, В.Я. Хоптій. – К.: КНУБА, 2009. – 36 с.
Рекомендована література
Базова
1. Електромеханічні системи автоматичного керування та електроприводи / М.Г. Попович, О.Ю.Лозинський, В.В.Буртний та ін.; за ред. М.Г. Поповича, О.Ю. Лозинського. – К.: Либідь, 2005. – 679 c.
2. Терехов В.М. Системы управления электроприводов : учеб. / В.М. Терехов, О.И. Осипов. – М.: Академия, 2005. – 304 с.
Допоміжна
1. Башарин А.В. Управление электроприводами / А.В. Башарин, В.А. Новиков, Г.Г. Соколовский. – М.: Энергоиздат, 1982. – 392 с.
2. Плахтина О.Г. Частотно-керовані асинхронні і синхронні електроприводи / О.Г. Плахтина, С.С. Мазепа, А.С. Куцик. – Львів: вид-во НУ «Львівська політехніка», 2002. – 226 с.
14. Інформаційні ресурси
1. http://library.knuba.edu.ua
2. http://org.knuba.edu.ua
-
Використовуючи теоретичні відомості (файл Теорія_КР.doc), виконати курсову роботу за варіантом (файл Завдання КР.doc), який відповідає Вашому порядковому номеру в журналі. Готову курсову роботу відправити на E-mail bikoval15@ukr.net або b20koval@gmail.com.
