ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.
1.Пояснительная записка.
Предмет «Основы электропривода» предусматривает изучение режимов работы, характеристик, возможностей регулирования координат электроприводов постоянного и переменного токов. Программой предмета предусмотрено изучение основ расчета и выбора сопротивлений электрических приводов, определений энергетических показателей работ.
В процессе изучения учебного материала необходимо обращать внимание на современные достижения науки и техники в области энергомашиностроения, создания новых технических средств автоматизации, расширение применения
регулируемого электропривода.
Изучение предмета базируется на знании материала дисциплин»Техническая механика», «Теоретические основы электротехники», «Электрические измерения», «Электрические машины». В свою очередь он является базовым для изучения дисциплины «Системы автоматизированного управления электроприводом».
В результате изучения предмета «Основы электропривода» учащийся должен знать:
· механику электропривода,
· режим работы электродвигателей, способы пуска и торможения, естественные и искусственные механические характеристики электродвигателей,
· основные способы регулирования координат электроприводов постоянного и переменного тока,
· общие сведения о неустановившемся механическом движении электропривода,
· методику расчета пусковых и регулировочных сопротивлений,
· методику расчета мощности электродвигателя при различных режимах работы,
· принципиальные схемы электроприводов,
· правила и требования ТБ, ПС И ПБ.
Учащиеся должны уметь:
· составлять расчетные схемы механической части электропривода,
· производить расчеты неустановившегося механического движения электропривода,
· анализировать процессы, происходящие в электроприводе в различных режимах работы,
· рассчитывать механические и электромеханические характеристики электропривода,
· производить необходимые расчеты регулировочных и пусковых сопротивлений,
· делать расчеты по определению мощности электродвигателей,
· проводить проверку электродвигателей по перезагрузочной способности, пусковым условиям, нагреву.
Программа предмета «Основы электропривода»предусматривает самостоятельное изучение рекомендуемой литературы (см. список).
Учащиеся- заочники, в соответствии с учебным планом выполняют 1 контрольную работу и сдают экзамен.
Рекомендуемая литература.
Основная.
1.Васин.В.М. Электрический привод. -М.: Высшая школа, 1984
2. Москаленко В.В. Электрический привод.- М.: Высшая школа,1991
Дополнительная.
1. Яковенко В.С., Аренюк С.С., Царик В.М. – Расчет и конструирование элементов электропривода.- М.: Энергоиздат, 1987.
2. Цейтлин Л.С. Электропривод, электрооборудование и основы управления.- М.: Высшая школа, 1985.
3. Кацман М.М. Электрические машины и электропривод автоматических устройств.- М.: Высшая школа, 1987.
4. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. Елисеева В.А. и Шинянского А.В.- М.: Энергоиздат, 1983.
5. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред. Круповича В.И.- М., Энергоатомиздат, 1982.
Содержание предмета.
Введение.
Понятие об электроприводе. Классификация электроприводов. Основные направления развития электропривода и его роль в народном хозяйстве.
Литература: [1, с. 4- 13 ]
Методические указания
Необходимо обратить внимание на роль и задачи электропривода, расширение сферы применения регулируемого электропривода постоянного и переменного тока.
Вопросы для самопроверки:
1. Каковы преимущества электрического привода по сравнению с другими видами привода исполнительных органов?
2. Как классифицируются электрические приводы?
3. Назвать основные этапы развития электрического привода.
4. Чем характеризуется развитие современного электрического привода?
Тема 1.1. Структура механической части электропривода.
Механические звенья электропривода. Расчетные схемы механической части
электропривода. Статические моменты сопротивления Приведение статических моментов и моментов инерции к одному валу. Понятие механической характеристики электродвигателя и исполнительного органа рабочей машины. Неустановившееся движение электропривода.
Практическая работа № 1.
Литература: [1, с. 6-15], [2, с. 14-34]
Методические указания.
Изучение данной темы необходимо сопровождать составлением уравнений движения, определение его параметров и построения совместной характеристики.
Вопросы для самопроверки:
1. Дать характеристику движения электропривода для следующих видов основного уравнения :
а). – М дин = -М + М ст
б). О = М – М ст
2. Для чего выполняется операция приведения?
3. Какое движение называется установившимся, а какое- неустановившимся?
4. Что такое динамический момент ?
5. Что называют механической характеристикой двигателя?
Тема 2.1 Электропривод с двигателями постоянного тока независимого возбуждения.
Схема включения, режимы работы, электромеханические и механические характеристики. Пуск и торможение. Регулирование координат изменением сопротивления якоря, магнитного потока и подводимого к якорю напряжением. Расчет регулировочных и пусковых сопротивлений. Понятие импульсного регулирования.
Литература: [ 1, с. 15-31], [2, с. 46-85]
Методические указания.
Изучая данную тему, нужно научиться анализировать физические процессы, происходящие в различных режимах двигателя, рассчитывать и строить естественные характеристики при изменении сопротивления якоря, магнитного потока или величины подводимого напряжения, а также строить тормозные характеристики и рассчитывать тормозные сопротивления, строить пусковую диаграмму и определять сопротивление секций пускового реостата.
Вопросы для самопроверки.
1. Координаты каких точек нужно рассчитать, чтобы построить механическую характеристику ДПТ с независимым возбуждением?
2. Что общего у всех тормозных режимов?
3. Нарисовать схему включения ДПТ с независимым возбуждением?
4. Записать уравнение напряжений, ЭДС и момента для двигателя постоянного тока с незавершенным возбуждением.
5. В каком режиме работы двигателя постоянного тока с независимым возбуждением угловая скорость будет больше скорости холостого хода?
Тема 2.2. Электропривод с двигателя постоянного тока последовательного и смешанного возбуждения.
Схемы включения, характеристики и режимы работы двигателей постоянного тока последовательного и смешанного возбуждения.
Литература: [1, с. 31-36], [2, с. 91-95], [2, с. 104-105]
Методические указания.
Рассматривая схемы включения двигателей постоянного тока последовательного и смешанного возбуждения, уяснить назначение обмоток параллельного и последовательного возбуждения. Необходимо отчетливо представлять достоинство и недостатки двигателей с различным типом возбуждения сравнивать и сопоставлять эти схемы. Особое внимание уделить изучению режимов работы.
Вопросы для самопроверки.
1. Какую роль играет последовательная обмотка, если основную МДС создает параллельная обмотка в двигателях со смешанным возбуждением?
2. Какой вид торможения невозможен в двигателях постоянного тока с последовательным возбуждением и почему ?
3. Почему механические характеристики ДПТ НВ прямолинейны, а последовательного возбуждения - криволинейны?
Тема 3.1. Электропривод с асинхронным двигателем переменного тока.
Схемы включения и режимы работы асинхронных двигателей . Электромеханические и механические характеристики асинхронных двигателей. Пуск и торможение. Регулирование координат с помощью сопротивлений, изменением числа пар полюсов, изменением величины и частоты подводимого напряжения. Каскадные схемы включения. Расчет пусковых сопротивлений для асинхронных двигателей.
Литература: [1, с. 36-49], [2, 106- 153 ].
Методические указания.
При изучении данной темы необходимо обратить внимание на различие схем включения асинхронного двигателя в зависимости от конструкции ротора, на различие пусковых свойств и способов регулирования скорости вращения Более подробно следует остановиться на расчете и построении естественной и искусственной механической характеристик. Необходимо проанализировать преимущества асинхронных двигателей, их использование в электроприводе. Обратить внимание на вид искусственных механических характеристик, полученных при изменении сопротивления якоря, числа полюсов, изменение величин и частоты подводимого напряжения .
Вопросы для самопроверки.
1. Почему скорость реального холостого хода асинхронного двигателя не совпадает с идеальной?
2. Какова возможная минимальная скорость в установившемся режиме асинхронного двигателя?
3. Какими способами могут быть получены механические характеристики асинхронного двигателя ( АД) ?
4. Почему индукционное торможение менее эффективно, чем конденсаторное.
5. Как изменяется вращающий момент АД во время пуска?
Тема 3.2. Электропривод с синхронными двигателями.
Схемы включения, характеристики и режим работы синхронного двигателя. Достоинства и недостатки синхронного двигателя, область его применения. Синхронный двигатель как компенсатор реактивной мощности систем электроснабжения. Регулирование скорости и торможение синхронного двигателя.
Литература: [1, с. 54-58], [2, с. 169- 177]
Методические указания.
Рассматривая схемы включения, характеристики и режим работы синхронного двигателя, следует более подробно остановиться на механической и угловой характеристике и на пуске синхронного двигателя, внимательно изучить работу СД как компенсатора реактивной мощности.