Общие указания и рекомендации к выполнению контрольной работы
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И УКАЗАНИЯ
к контрольным работам заочной формы обучения
по дисциплине «Электрический привод и системы управления электроприводом»
для студентов специальности 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)»
Разработчик: преподаватель ___________________________М.Ю.Медянская
Мончегорск
Содержание
| Введение | |
| Общие указания и рекомендации к выполнению контрольной работы | |
| Варианты заданий контрольной работы | |
| Литература |
Введение
Автоматизированный электропривод в настоящее время является не только основной энергетической базой стационарных технологических процессов, но и служит главным звеном по организации и управлению поточным производством. Цель дисциплины — формирование у будущих техников знаний, позволяющих самостоятельно и творчески решать задачи эксплуатации рациональных автоматизированных электроприводов в сельскохозяйственном производстве, а также их исследование в эксплуатационных условиях для определения направления совершенствования и модернизации элементов и систем электроприводов.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:
• правильно эксплуатировать электрооборудование и механизмы передачи движения технологических машин и аппаратов;
• рассчитывать параметры электрических, магнитных цепей;
• снимать показания и пользоваться электроизмерительными приборами и приспособлениями;
• собирать электрические схемы;
• читать принципиальные, электрические и монтажные схемы.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:
классификацию электронных приборов их устройство и область применения;
методы расчета и измерения основных параметров электрических, магнитных цепей;
основные законы электротехники;
основные правила эксплуатации электрооборудования и методы измерения электрических величин;
основы теории электрических машин, принцип работы типовых электрических устройств;
основы физических процессов в проводниках, полупроводниках и в диэлектриках; параметры электрических схем и единицы их измерения;
принципы выбора электрических и электронных устройств и приборов;
принципы действия, устройство, основные характеристики электротехнических и электронных устройств и приборов;
свойства проводниковых, полупроводниковых, электроизоляционных, магнитных материалов;
способы получения, передачи и использования электрической энергии;
устройство, принцип действия и основные характеристики электротехнических приборов;
характеристики и параметры электрических и магнитных полей.
Результатом освоения дисциплины является овладение обучающимися профессиональными (ПК) и общими (ОК) компетенциями:
| Код | Наименование результата обучения |
| ОК 1 - HYPERLINK "http://base.garant.ru/197807/"09 | ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес. ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность. ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности. ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями. ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий. ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации. ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности. |
| ПК 1.1. | Выполнять наладку, регулировку и проверку электроприводов, электромеханического оборудования. |
| ПК.1.2. | Анализировать неисправности, возникающие в электроприводах. |
| ПК.1.3. | Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации электрического и электромеханического оборудования. |
| ПК.1.4. | Составлять отчетную документацию по техническому обслуживанию и ремонту электрического и электромеханического оборудования. |
Общие указания и рекомендации к выполнению контрольной работы
Контрольная работа – самостоятельное и творческое научное изложение материала, дающее представление об определенной проблеме и свидетельствующее о знаниях студента в соответствующей области. Она способствует формированию у студентов навыков самостоятельной работы, повышению его теоретической и профессиональной подготовки и качественному усвоению материала.
Целью контрольной работы является:
– показать знания теоретического материала по важнейшим разделам курса;
– проверить умение студентов применять на практике основные положения курса, дополнить теоретические положения работы анализом практической деятельности.
Задания контрольной работы составлены в 10 вариантах.
Контрольная работа должна включать выполненные задания согласно своей варианта. Номер варианта студент выбирает самостоятельно по номеру зачетной книжки (последняя цифра шифра зачетной книжки является номером варианта). Контрольные работы, выполненные не по своему варианту, не регистрируются и к проверке не принимаются.
Контрольная работа выполняется в соответствии с методическими указаниями и оформляется в соответствии со стандартами. Обязательно приведение содержания контрольной работы и списка литературы. Общий объем контрольной работы 10-15 листов печатного текста.
Контрольная работа включает в себя три задания примерно равноценных по объему.
При выполнении первого задания студентам следует охарактеризовать основные понятия из области систем электропривода.
Второе и третье задание посвящено решению задач. При выполнении этих заданий требуется подробно описать решение и расставить единицы измерения.
Варианты заданий контрольной работы
Вариант
• Регулирование момента и тока в электроприводе.
• Структура и состав электропривода. Технический прогресс составляющих электропривода.
Вариант
• Расчет регулировочных резисторов.
• Базовая модель механики электропривода. Уравнение движения. Ограничения на применение базовой модели.
Вариант
1.Торможение асинхронного двигателя.
2.Приведение параметров механической части электропривода к валу двигателя. Влияние КПД механического преобразователя и режима работы на приведение параметров.
Вариант
• Электропривод с электрическим валом.
• Электроприводы постоянного тока. Конструкция двигателя. Энергетические режимы работы. Допустимая нагрузка.
Вариант
• Коэффициент мощности электропривода.
• Синхронный электропривод. Принцип действия. Векторные диаграммы. Характеристики.
Вариант
• Датчики, времени и скорости в системах электропривода.
• Вентильно-индукторный электропривод. Принцип действия. Характеристики. Перспективы использования.
Вариант
1.Аналаговые элементы в системах электропривода.
2. Электрические преобразователи в электроприводе. Широтно-импульсная модуляция напряжения фаз двигателя.
Вариант
1.Проверка двигателей по нагреву косвенным методом.
2. Элементы проектирования электроприводов. Принципы выбора двигателя и преобразователя.
Вариант
1.Выбор аппаратов коммутации и защиты в электроприводе.
2. Элементы проектирования электроприводов. Тепловая модель двигателя. Проверка двигателя методом эквивалентного тока. Метод эквивалентного момента.
Вариант
• Повышение надежности систем электропривода.
• Подчиненное регулирование координат. Принцип последовательной коррекции. Синтез регулятора для произвольного объекта.
Решите задачу №1
Двигатель постоянного тока приводит в движение механизм, на основе линейных механических характеристик двигаиеля (1) и исполнительного органа (2) . Определить ориентировочно время разгона при прямом пуске двигателя, имеющего линейную механическую характеристику, вхолостую и под нагрузкой, построить зависимости w=f (t) и М=f (t) при пуске двигателя. Данные двигателя и механизма приведены в таблице вариантов.
W
Исхолные данные :
| № варианта | Типоразмер двигателя | Мощность Р, кВт | Частота вращения n; об/мин | Момент инерции, J; кг·м2 | Мп.ср/Мн | Мк/Мном | Мс/Мном | |
| Номинал. | х.х. | |||||||
| П-52 | 4,5 | 0,1 | 1,42 | 2,58 | 0,80 | |||
| П-42 | 5,3 | 0,087 | 1,38 | 2,56 | 0,78 | |||
| П-62 | 0,14 | 1,4 | 2,5 | 0,75 | ||||
| П-52 | 0,1 | 1,41 | 2,55 | 0,8 | ||||
| П-72 | 0,4 | 1,36 | 2,6 | 0,79 | ||||
| П-52 | 10,5 | 0,1 | 1,32 | 2,58 | 0,81 | |||
| П-61 | 0,14 | 1,42 | 2,47 | 0,8 | ||||
| П-71 | 0,35 | 1,36 | 2,54 | 0,76 | ||||
| П-91 | 1,5 | 1,4 | 2,59 | 0,78 | ||||
| П-81 | 0,8 | 1,38 | 2,52 | 0,8 | ||||
| П-101 | 2,575 | 1,41 | 2,6 | 0,77 | ||||
| П-111 | 5,1 | 1,36 | 2,45 | 0,75 | ||||
| П-102 | 3,0 | 1,32 | 2,39 | 0,8 | ||||
| П-112 | 5,85 | 1,4 | 2,48 | 0,82 | ||||
| П-101 | 2,575 | 1,4 | 2,6 | 0,79 | ||||
| П-112 | 5,85 | 1,35 | 2,55 | 0,8 | ||||
| П-61 | 4,5 | 0,14 | 1,35 | 2,4 | 0,78 | |||
| П-52 | 6,5 | 0,1 | 1,32 | 2,52 | 0,75 | |||
| П-71 | 0,14 | 1,41 | 2,56 | 0,8 | ||||
| П-62 | 0,16 | 1,38 | 2,47 | 0,79 | ||||
| П-61 | 0,14 | 1,38 | 2,6 | 0,81 | ||||
| П-81 | 0,7 | 1,4 | 2,52 | 0,8 | ||||
| П-62 | 0,16 | 1,41 | 2,48 | 0,76 | ||||
| П-82 | 0,8 | 1,35 | 2,5 | 0,78 | ||||
| П-72 | 0,4 | 1,38 | 2,57 | 0,8 |
Задача №2
Трехфазный асинхронный двигатель с числом полюсов 2р=4 включен в сеть напряжением 380В, частотой 50Гц при соединении обмотки статора «треугольником». В таблице 1 приведены параметры двигателя, соответствующие его номинальной нагрузке. При нагрузке Р2 =0,85 Рном, КПД двигателя имеет наибольшее значение max =1,03 ном. Необходимо определить все остальные виды потерь двигателя для режима номинальной нагрузки.
Табл.1
Варианты
| параметр | Варианты | ||||||||
| ном* % | 81,5 | 87,5 | 90,5 | ||||||
| S ном % | 5,5 | 5,0 | 4,0 | 3,3 | 3,0 | 3,0 | 2,7 | 2,5 | 2,3 |
| cos | 0,76 | 0,81 | 0,89 | 0,78 | 0,75 | 0,77 | 0,82 | 0,79 | 0,75 |
| Рном, кВт | 3,0 | 4,0 | 5,5 | 7,5 | 18,5 |
1. Наибольшее значение КПД
тах = 1, 03 Ном
2.Нагрузка двигателя при этом КПД
Р2 = 0,85Рном
3.Потребляемая мощность при тах
P1=Р2/ тах
• Суммарные потери при гутах
P = Р1-Р2
• Постоянные потери двигателя
Рпост = Рм + Рмех=0,5P
6.Потребляемая мощность в номинальном режиме
Р1ном = Рном/ ном
7.Суммарные потери в номинальном режиме
Рном = Р1ном - Рном
8.Переменные потери в номинальном режиме
Рпер =-Рэ + Рдоб= Рном - Рпост
9.Момент в режиме холостого хода
М0 = 9,55Рпост/n1
10.Номинальная частота вращения
nном= n1(1- Sном)
11. Полезный момент на валу двигателя при номинальной нагрузке
М2 =9,55РН0М/ hom
12.Электромагнитный момент при номинальной нагрузке
Мном =М2 + Мо
13.Номинальное значение электромагнитной мощности
Рэм = 0,105Мном nl
14.Электрические потери в обмотке ротора
Рэ2 = SHqm*Pэм
15. Добавочные потери
Рдоб = 0,005Р1ном
16.Электрические потери в номинальном режиме
Рэ = Рпер - Рдоб
17.Электрические потери в обмотке статора
Рэ1 = Рэ - Рэ2
18.Проверка:
Рном = Рпост + Рэ1 + Рэ2 + Рдоб (см. п7)
Экзаменационные вопросы
1.Классификация электрических приводов.
2. Механика электропривода. Уравнение движения электропривода.
3. Регулирование скорости электропривода.
4. Регулирование момента и тока.
5.Регулирование положения.
6.Структуры электропривода при регулировании координат.
7.Электропривод с двигателем постоянного тока.
8. Схема включения и статические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения.
9.Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения с помощью резисторов в цепи якоря.
10. Расчет регулировочных резисторов в цепи якоря.
11.Регулирование тока и момента при пуске, торможении и реверсе.
12. Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения изменением магнитного потока.
13.Электропривод с асинхронным двигателем.
14. Схема включения, статические характеристики и режимы работы асинхронного двигателя.
15. Регулирование координат асинхронного двигателя с помощью резисторов.
16. Включение добавочных резисторов в цепь ротора.
17. Расчет резисторов в цепи ротора.
18. Регулирование координат электропривода с асинхронным двигателем изменением напряжения.
19. Регулирование скорости асинхронного двигателя изменением частоты.
20. Регулирование скорости асинхронного двигателя изменением числа пар полюсов.
21. Торможение асинхронного двигателя.
22.Электропривод с синхронным двигателем.
23. Схема включения, статические характеристики и режимы работы синхронного двигателя.
24. Пуск синхронного двигателя.
25. Регулирование скорости и торможение синхронного двигателя.
26.Синхронный двигатель – компенсатор реактивное мощности.
27. Электропривод с вентильным двигателем.
28.Электропривод с шаговым двигателем.
29. Электропривод с механическим соединением валов.
30. Электропривод с электрическим валом.
31. Потери мощности и энергии в электроприводе.
32.Способы снижения потерь электроэнергии в переходных процессах.
33. КПД электропривода.
34. Коэффициент мощности электропривода.
35.Электрические аппараты ручного управления.
36. Контроллеры – характеристики, применение.
37.Электрические аппараты дистанционного управления.
38.Датчики времени.
39. Датчики скорости.
40.Датчики положения.