Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе, требования к уровню освоения содержания дисциплины
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВНИЯ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра «ВАГОНЫ»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению лабораторной работы №7 по дисциплине
«ТЕОРИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МЕТОДЫ РАСЧЕТА
И ПРОЕКТИРОВАНИЯ САУ»
для студентов специальности
«ПСЖД» Вагоны
всех форм обучения
Составитель: Буштрук Т. Н.
Самара 2015
УДК 621.313.333
Буштрук Т. Н. Основы электропривода технологических установок [Текст]: методические указания к лабораторной работе по исследованию электропривода постоянного тока по дисциплине «Основы электропривода технологических установок локомотивных» для студентов специальности «ПСЖД» всех форм обучения / Т. Н. Буштрук – Самара: СамГУПС, 2015. – 14 с.: ил. Библиогр.: 14 с.– 100 экз.
Утвержден на заседании кафедры «Электротехника» 09. 03. 2015 г., протокол № 03.
Методические указания разработаны в соответствии с программой, утвержденной учебно-методическим управлением по специальностям железнодорожного транспорта. Методические указания содержат необходимые краткие теоретические сведения по выполнению лабораторной работы, экспериментальные схемы, методику расчета.
Печатается по решению редакционно-издательского совета университета.
Составитель: Татьяна Николаевна Буштрук,
Рецензенты: заведующий кафедрой «Электротехника
и нетрадиционная энергетика»
Абакумов Александр Михайлович,
д. т. н., профессор, СамГТУ;
директор ИТТС, профессор,СамГУПС
Валиуллин Рушан Габдуллович
Под редакцией ….
Подписано в печать 00. 00. 15. Формат 60x84 1/16.
Бумага писчая. Печать оперативная. Усл. п. л. ____.
Тираж 100. Заказ № 000.
© Самарский государственный университет путей сообщения, 2015
АНАЛИЗ САУ ЭЛЕКТРОПРИВОДА В СРЕДЕ VisSim
ВВЕДЕНИЕ
Большая часть рабочих машин и механизмов приводится в действие электроприводами (ЭП). В настоящее время, благодаря высокому уровню развития В техники электропривод выполняют в виде автоматизированного электропривода (АЭП)
С помощью АЭП осуществляют необходимые перемещения в станках, различных перерабатывающих машинах, транспортных средствах, в подъемных установках и т. д. Более половины производимой электроэнергии потребляется ЭП. Особенность АЭП состоит в том, что преобразование информации, необходимой для управления потоками энергии, осуществляется автоматически. Благодаря применению АЭП человек освобождается не только от тяжелого физического труда, но с него снимаются также функции соответствующей переработки информации. В результате достигается улучшение условий груда занятых в производственном процессе людей, а также наблюдается значительный рост эффективности производства.
Развитие и совершенствование современного АЭП определяется, прежде всего, прогрессивными решениями в области новых типов электромеханических преобразователей и совершенствованием традиционных электрических машин, развитием силовой преобразовательной техники и электроники, новыми достижениями в теории автоматического управления.
Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе, требования к уровню освоения содержания дисциплины
Цели и задачи изучения дисциплины
Цель дисциплины – формирование у обучаемых теоретических и практических знаний в области построения систем электроприводов производственных механизмов на предприятиях железнодорожного транспорта с использованием различных электродвигательных устройств и преобразователей, изучение методов расчета и проектирования современных систем электропривода.
Задачи дисциплины: создание у студентов ясного представления о роли и месте электропривода в современной технике и, в частности, в производственных механизмах на предприятиях железнодорожного транспорта; основных задачах, возникающих при разработке современных систем автоматизированного электропривода; принципах построения, расчета и проектирования электроприводов; физических процессах в электроприводах с различными двигателями.
Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение данной дисциплины
Изучив дисциплину:
- студент должен знать механические характеристики производственных механизмов и электроприводов с различными двигателями; принципы построения и методику проектирования автоматизированных электроприводов; методику выбора приводных двигателей различных производственных механизмов;
- студент должен уметь рассчитывать требуемую мощность двигателя для различных производственных механизмов; выбирать рациональный тип электропривода с учетом заданных требований к его статическим и динамическим свойствам; выполнять расчеты по анализу статических и динамических характеристик электропривода;
- студент должен приобрести навыки расчета мощности электропривода, выбора типа электродвигателя, регулирования основных координат электропривода.
Краткая характеристика дисциплины, её место в учебном процессе
Основным средством приведения в движение рабочих машин является электрический двигатель и, соответственно, основным типом привода служит электрический привод. Повсеместное использование электропривода в промышленности и железнодорожном транспорте определяет важность изучения этой дисциплины для освоения последующих дисциплин по данной специальности. Вопросы построения и эксплуатации электроприводов различных механизмов в производственных процессах предприятий железнодорожного транспорта являются важными для изучения последующих дисциплин.
Согласно ГОС курс имеет следующее содержание: электропривод как система; структурная схема электропривода; механика силового канала электропривода; уравнения движения; физические процессы в электроприводах с двигателями постоянного тока, асинхронными и синхронными; управление основными координатами электропривода; элементы информационного канала электропривода; синтез структур и параметров электропривода; проектирование электропривода. Вопросы устойчивости систем электропривода.
Усвоение основных положений курса во многом определяет квалификационную характеристику инженера на железнодорожном транспорте. Востребованность и успешность производственной деятельности инженера базируется на его готовности к квалифицированной эксплуатации электроприводов технологических установок на железнодорожном транспорте.
1.4. Связь с предшествующими дисциплинами
Физика. Вращение твердого тела. Электрический ток. Электромагнетизм.
Теоретические основы электротехники. Анализ переходных процессов классическим и операторным методами.
Электрические машины. Принцип действия, конструкция и характеристики электрических машин.
Теория автоматического управления. Типовые звенья САУ, их передаточные функции. Частотные и переходные характеристики. Устойчивость САУ.
1.5. Связь с последующими дисциплинами
Системы управления электроподвижным составом.
Электрооборудование электроподвижного состава.
1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ОСНОВАМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Основные понятия и определения
Электрический привод – является электромеханической системой, которая обеспечивает движение исполнительных (рабочих) органов рабочих машин и механизмов и управление этим движением. Структурная схема ЭП дана на рисунке 1.
Рисунок 1- Блок-схема системы электропривода
Элементы на блок-схемы имеют следующее функциональное назначение: ИЭ – источник энергии, СП – силовой преобразователь, ЭД – электродвигатель, ПУ – передаточное устройство, ИО – исполнительный орган, БУ – блок управления. Совокупность силового преобразователя и блока управления является системой управления (СУ) – СП + БУ = СУ. Совокупность силового преобразователя, блока управления, электродвигателя, передаточного устройства образует, собственно, электропривод (ЭП). СП – преобразует поступающую электроэнергию на ЭД в соответствии с требуемыми параметрами. БУ– осуществляет функции управления и автоматизации ЭП, вырабатывает сигнал управления UУ в соответствии с задающим сигналом UЗ; регулирует работу всех блоков ЭП, изменяет мощность на валу рабочего механизма, значение и частоту напряжения, схему включения ЭД, направление вращения ЭД и т. д. ПУ служит для изменения скорости до значения, необходимого исполнительному органу рабочей машины.