Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение» 2002 года протокол №

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова

П Р О Г Р А М М А

курса

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПРОМЫШЛЕННЫХ УСТАНОВОК

Для государственных университетов

Специальность 100400 – Электроснабжение

Специализация 100401 – Электроснабжение промышленных

предприятий

Якутск 2001 г.

Составитель д.т.н., профессор,

заведующая кафедрой Бурянина Н.С.

Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение»

«__»______2002 года протокол №___________

Зав. кафедрой___________________ Н.С.Бурянина

Рабочая программа утвержена на заседании методкомиссии ФТИ «__»______2002 года протокол №________

Председатель методсовета ФТИ

_________________________ Т.В.Назаров

Рабочая программа утверждена на заседании научно-методического совета ЯГУ

«__»_______2002 года протокол №________

Председатель научно-методического совета ЯГУ

______________________ А.Н. Яковлева

Объем курса: 80 часов, в том числе:

Лекционные занятия: 34 часа

Лабораторные занятия: 17 часов

Самостоятельная работа: 24 часа

Распределение часов курса по семестрам:

Семестр	Лекции	Лабораторн занятия	Самостоят работа	Кол-во курсовых работ	Количество РГР	Форма контроля
IX	34	17	24	1 КП	–	Экзамен

Требования Государственного стандарта высшего профессионального образования к минимуму содержания образовательной программы по специальности 100400 – «Электроснабжение»

Требования к начальной подготовке, необходимой для успешного усвоения курса:

Успешное освоение курса «Электропривод промышленных установок» требует знания следующих разделов высшей математики – дифференциальные уравнения, операционное исчисление, нелинейные системы уравнений и методы их решений, ряды и интеграл Фурье; физики – магнетизм и магнитные поля. Обязательно знание курсов «Теоретические основы электротехники», «Электромеханика», «Теория автоматического управления и электропривод». Желательно иметь навыки работы на компьютере с пакетом программ по решению систем линейных и нелинейных уравнений.

1.2. Минимум содержания образовательной программы подготовки инженера по специальности:

СД 05 Электропривод промышленных установок

Основные характеристики электродвигателей постоянного и переменного тока, определяющие их применение в производственных и коммунально-бытовых технологических процессах; основные схемы электроприводов различного назначения; автоматизация электропривода; расчёты и выбор двигателей и иного электрооборудования при проектировании электрических приводов.

Принципы и цели курса

2.1. Основания для чтения курса

Основанием для чтения курса является Государственный стандарт высшего профессионального образования по направлению «Электроэнергетика» по специальности 100400 «Электроснабжение».

Адресат курса

Курс читается студентам специальности 100400 – «Электроснабжение».

Ядро курса

Ядром курса Электропривод промышленных установок» являются разделы:

2.3.1 введение;

2.3.2 аппаратура управления и защиты электроприводов;

2.3.3 релейно-контакторные системы управления;

2.3.4 статика и динамика систем «обобщенный преобразователь-двигатель»;

2.3.5 автоматизированный электропривод постоянного тока;

2.3.6 анализ и синтез автоматизированного электропривода постоянного тока;

2.3.7 следящий электропривод;

2.3.8 автоматизированный электропривод переменного тока;

2.3.9 анализ и синтез автоматизированного электропривода переменного тока;

2.3.10 учет упругих связей в автоматизированного электроприводе; 2.3.11 перспективы развития систем управления электроприводами; 2.3.12 электропривода промышленных установок.

Уровень требований

В соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта инженер должен:

знать принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности разрабатываемых и используемых электроприводов и их свойства; методы исследования, правила и условия выполнения работ; методы проведения технических расчетов; достижения науки и техники, передовой отечественный и зарубежный опыт; физические явления и процессы в электроэнергетических и электротехнических устройствах и методы их математического описания;

уметь применять: методы описания процессов в электроэнергетических системах; математические модели объектов электроэнергетики; методы и средства испытаний и диагностики электроэнергетического оборудования; методы проектирования объектов электроэнергетики.

3. Вопросы экзамена.

Раздел 1. Введение. Основные понятия и структуры систем управления электроприводов. Общие принципы построения систем управления электроприводов.

Раздел 2. Аппаратура управления и защиты электроприводов. Аппараты ручного управления (рубильники, пакетные и кнопочные выключатели, контроллеры). Резисторы (пусковые, тормозные, регулировочные, разрядные). Электромагнитные контакторы и пускатели. Реле управления. Датчики электрических и неэлектрических величин. Командоаппараты. Блочные системы регуляторов. Аппараты защиты.

Раздел 3. Релейно-контакторные системы управления электроприводов. Принцип управления в релейно-контакторных системах управления (РКСУ. Пусковая и тормозная диаграммы. Типовые узлы РКСУ непосредственного пуска и торможения двигателя. Реостатный пуск электропривода в функции времени. Реостатный пуск электропривода в функции тока. Реостатный пуск электропривода в функции частоты вращения. Пуск синхронных двигателей. Пуск асинхронных двигателей. Управление динамическим торможением. Управление торможением противовключением. Защита электроприводов.

Раздел 4. Статика и динамика системы «обобщенный преобразователь-двигатель». Регулирование координат электропривода. Режимы работы автоматизированного электропривода. Статика системы «обобщенный преобразователь-двигатель»: разомкнутая и замкнутые системы. Системы с задержанной обратной связью по току. Динамика системы «обобщенный преобразователь-двигатель».

Раздел 5. Автоматизированный электропривод постоянного тока. Математическое описание автоматизированного электропривода постоянного тока. Структурно-топологические модели. Векторно-матричные модели. Частотно-топологические модели. Система автоматизированного электропривода с электромашинным усилителем. Система автоматизированного электропривода с магнитным усилителем. Система «широтно-импульсный преобразователь-двигатель». Выпрямительный и инверторный режим тиристорного преобразователя. Внешняя характеристика тиристорного преобразователя. Электромеханические характеристики тиристорного электропривода. Схемы реверсивного электропривода. Совместное управление. Раздельное управление. Упреждающее токоограничение. Динамические свойства тиристорного электропривода.

Раздел 6. Анализ и синтез автоматизированного электропривода постоянного тока. Метод синтеза А.Д.Поздеева. Требования к устройствам управления тиристорного преобразователя. Система подчиненного регулирования. Выбор регуляторов в системах подчиненного регулирования.

Раздел 7. Следящий электропривод. Элементарная теория следящего электропривода. Следящий электропривод непрерывного действия. Понятия о следящих электроприводах импульсного действия.

Раздел 8. Автоматизированный электропривод переменного тока. Принципы частотного управления АД. Непосредственные преобразователи частоты. Двухзвенные преобразователи частоты. Автономные инверторы тока и напряжения.

Раздел 9. Анализ и синтез автоматизированного электропривода переменного тока. Частотно-токовое управление. Векторное управление.

Раздел 10. Учет упругих связей в автоматизированном электроприводе. Расчетные схемы автоматизированного электропривода при учете упругих связей. Двухмассовая электромеханическая система (ДЭМС). Системы автоматизированного электропривода с ДЭМС. Синтез двухмассовых электромеханических систем.

Раздел 11. Перспективы развития систем управления электроприводами. Адаптация в системах управления электроприводами. Адаптивный подход к управлению электроприводом. Основные структуры адаптивных систем.

Раздел 12. Автоматизированные электропривода промышленных установок. Электропривод кранов. Виды электроприводов крановых механизмов и способы управления крановыми двигателями. Крановая аппаратура управления и защиты. Системы крановых электроприводов переменного тока. Электропривод лифтов. Электродвигатели и аппаратура лифтов. Электрические схемы управления лифтами. Электропривод механизмов непрерывного транспорта и поточно-транспортных систем. Особенности электропривода механизмов непрерывного транспорта. Виды управления поточно-транспортными системами. Электрические схемы управления поточно-транспортных систем с релейно-контакторной аппаратурой. Электропривод вентиляторов, компрессоров, воздуходувок. Особенности электрооборудования. Электрические схемы автоматизации компрессорных и вентиляторных установок. Электропривод насосов и насосных станций. Особенности электропривода и выбор двигателей насосов. Специальная электроаппаратура для автоматизации насосных установок. Электрические схемы автоматизации насосных установок.

5. Вопросы проверки остаточных знаний

Раздел 1. Введение. Дать определение управлению, системе управление и управляющему устройству. Каковы виды управления. Дать понятие жесткому управлению. Дать понятие регулированию. Что понимается под настройкой? Что понимается под автоматическим управлением? Что понимается под автоматизированным управлением? Каковы основные требования к автоматизированному электроприводу? Каковы основные функции автоматизированного электропривода? Привести классификацию электроприводов. Каковы основные параметры электропривода? Каковы основные структуры автоматических систем управления электроприводами? Какие системы называются одноконтурными и многоконтурными? Что понимается под замкнутой системой управления? Какие системы управления называются адаптивными? Как классифицируются электрические схемы управления по назначению?

Раздел 2. Аппаратура управления и защиты электроприводов. Какие аппараты относятся к аппаратам ручного управления? Приведите классификацию резисторов по назначению. Каков принцип действия электромагнитных контакторов и пускателей? Каковы принципы гашения дуги? Привести классификацию реле управления. Каков принцип действия реле управления? Каково назначение датчиков? Каков принцип действия и каково назначение командоаппаратов? Каково назначение блочных систем регуляторов? Приведите классификацию регуляторов. Каково назначение аппаратов защиты? Какие аппараты защиты обеспечивают максимальную защиту? Какие аппараты защиты обеспечивают минимальную защиту? Какие аппараты защиты обеспечивают нулевую защиту?

Раздел 3. Релейно-контакторные системы управления электроприводов. Дайте понятие принципа управления в релейно-контакторных системах управления (РКСУ). Приведите пусковую и тормозную диаграммы. Каковы способы регулируемого пуска электропривода? Каковы способы пуска асинхронных двигателей? Каковы способы пуска синхронных двигателей?

Раздел 4. Статика и динамика системы «обобщенный преобразователь-двигатель». Что понимается под регулированием координат электропривода? Дайте понятие параметрического регулирования координат электропривода. Дайте понятие автоматического регулирования координат электропривода. Каковы режимы работы автоматизированного электропривода? Приведите основные показатели регулирования координат электропривода. Что понимается под точностью регулирования? Что понимается под плавностью регулирования? Что понимается под диапазоном регулирования? Что понимается под положительной обратной связью? Что понимается под отрицательной обратной связью? Что понимается под гибкой обратной связью? Что понимается под жесткой обратной связью? Что понимается под линейной обратной связью? Что понимается под нелинейной обратной связью? Поясните действие системы с задержанной обратной связью по току. Что понимается под коэффициентом усиления разомкнутой системы? Приведите основные показатели динамика системы «обобщенный преобразователь-двигатель». Приведите основные показатели качества регулирования. Что понимается под перерегулированеим системы? Что понимается под быстродействием системы?

Раздел 5. Автоматизированный электропривод постоянного тока. Что понимается под математическим описанием системы автоматизированного электропривода? Какие существуют виды математических моделей автоматических систем? Что понимается под структурно-топологическими моделями? Что понимается под векторно-матричными моделями? Что понимается под частотно-топологическими моделями? Что понимается под состоянием системы? Что понимается под пространством состояния? Какие переменные называются переменными состояния? Что понимается под передаточной матрицей системы? Дайте сравнительный анализ видов математических моделей. Поясните работу системы автоматизированного электропривода с электромашинным усилителем. Поясните работу системы автоматизированного электропривода с магнитным усилителем. Поясните работу системы «широтно-импульсный преобразователь-двигатель». Объясните работу тиристорного преобразователя в выпрямительном режиме. Выведите уравнение электромеханической характеристики тиристорного электропривода. Что понимается под точкой естественной коммутации? Что понимается под режимом непрерывного тока? Каковы основные принципы и особенности работы тиристорного преобразователя? Как уменьшить зону прерывистых токов? Каковы способы реверсирования тиристорного электропривода постоянного тока? Каковы способы управления реверсивными группами? Как осуществляется совместное управление реверсивными группами тиристорного преобразователя? Как осуществляется раздельное управление реверсивными группами тиристорного преобразователя? Какова причина возникновения уравнительного тока при совместном управлении реверсивными группами тиристроного преобразователя? Каковы основные функции логического переключающего устройства? Каковы достоинства и недостатки раздельного управления? Как осуществляется токоограничение в тиристорном электроприводе? Как осуществляется упреждающее токоограничение в тиристорном электроприводе?

Раздел 6. Анализ и синтез автоматизированного электропривода постоянного тока. Поясните сущность метода синтеза А.Д.Поздеева. Каковы требования к устройствам управления тиристорного преобразователя. Дайте понятие системы подчиненного регулирования. Как осуществляется настройка на симметричный оптимум? Как осуществляется настройка на технический оптимум? Поясните вертикальный метод управления. Как осуществляется ограничение промежуточных координат в системах подчиненного регулирования? Каковы достоинства и недостатки систем подчиненного регулирования?

Раздел 7. Следящий электропривод. Что понимается под следящими системами? Приведите классификацию следящих систем. Что понимается под следящим электроприводом непрерывного действия? Дайте понятие следящего электропривода импульсного действия.

Раздел 8. Автоматизированный электропривод переменного тока. Каковы способы регулирования частоты вращения тиристорный автоматизированного электропривода переменного тока? Каковы принципы частотного управления АД? Приведите классификацию преобразователей частоты. Поясните принцип действия непосредственного преобразователя частоты. Поясните принцип действия двухзвенного преобразователя частоты.

Раздел 9. Анализ и синтез автоматизированного электропривода переменного тока. Поясните сущность частотно-токового управления. Каков принцип действия электромеханического преобразователя? Что понимается под обобщенной электрической машиной? Какова сущность координатных преобразований.

Раздел 10. Учет упругих связей в автоматизированном электроприводе. Как классифицируются расчетные схемы автоматизированного электропривода при учете упругих связей? Поясните понятие «двухмассовая электромеханическая система (ДЭМС)». Как определить собственную частоту колебаний ДЭМС? Как определить коэффициент распределения масс ДЭМС?

Раздел 11. Перспективы развития систем управления электроприводами. Поясните сущность адаптации в системах управления электроприводами. В чем заключается адаптивный подход к управлению электроприводом?

Раздел 12. Автоматизированные электропривода промышленных установок. Какие требования предъявляются к электропривод кранов? Какие виды электроприводов применяются на крановых механизмах? Каковы способы управления крановыми двигателями? Какая применяется крановая аппаратура управления и защиты? Какие требования предъявляются к электроприводам лифтов? Какие применяются электродвигатели и аппаратура для лифтов? Какие предъявляются требования к электроприводу механизмов непрерывного транспорта и поточно-транспортных систем? Каковы особенности электропривода механизмов непрерывного транспорта? Какие требования предъявляются к электроприводу вентиляторов, компрессоров, воздуходувок. Каковы особенности этого электрооборудования? Какие требования предъявляются к электроприводу насосов и насосных станций? Каковы особенности электропривода и как осуществляется выбор двигателей насосов?

5 Рекомендуемая литература

Основная литература

1.Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. – 6-е изд., доп. и перераб. – М.: Энергоиздат, 1981. – 576 с.

Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. – М.: Энергия, 1979. – 616 с.
Ключев В.И. Теория электропривода. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 663 с.
Ильинский Н.Ф., Козаченко В.Ф. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 544 с.
Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод: Учебник для вузов М.: Энергоатомиздат, 1986. – 443 с.
Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А.Елисеева и А.В.Шинянского. М.: Энергоатомиздат, 1983. – 677 с.
Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред. В.И.Круповича и др. – 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1982. – 678 с.
Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода : Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1987. – 345 с.
Шенфельд Р., Хабигер Э. Автоматизированные электроприводы: Пер. с нем. Ю.А. Борцова. Л.: Энергоатомиздат, 1985 . – 456 с.

Дополнительная литература

Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегальных микросхем: Справочник. В 2-х т. / Б.Б. Арбайнис, Н.Н. Аверьянов, Л.И. Белоус и др.; Под ед. В.А.Шахнова. М.: Радио и связь, 1988.
Энергетическая электроника: Справочное посбие; Пер. с нем. / Под ред. В.А. Лабунцова. М.: Энергоатомиздат, 1987.

Blog

Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение» 2002 года протокол №

Содержание

П Р О Г Р А М М А