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.

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 U_У в соответствии с задающим сигналом U_З; 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.