Реферат: Методические рекомендации по изучению дисциплины по дисциплине Исполнительные механизмы асу для студентов специальности 050702 "Автоматизация и управление" Павлодар

Титульный лист методических рекомендаций





Форма

Ф СО ПГУ 7.18.3/40


Министерство образования и науки Республики Казахстан


Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова


Кафедра Автоматизации и управления


Методические РЕКОМЕНДАЦИИ


по изучению дисциплины


по дисциплине Исполнительные механизмы АСУ

для студентов специальности 050702 "Автоматизация и управление"


Павлодар

Лист утверждения к

методическим указаниям





Форма

Ф СО ПГУ 7.18.1/05
УТВЕРЖДАЮ
Декан энергетического факультета

____________ Кислов А.П.

« __ » ________ 20__ г.


Составитель: доцент, к.т.н. _____________ Кибартене Ю.В..


Кафедра Автоматизации и управления


^ Методические указания


по изучению дисциплины


по дисциплине "Исполнительные механизмы АСУ"


для студентов специальности 050702 "Автоматизация и управление"


Рекомендовано на заседании кафедры

« __ » ________ 200_ г., протокол № __.


Заведующий кафедрой _________ Хацевский В.Ф.


Одобрено МС Энергетического факультета

« __ » ________ 200_ г., протокол № __.


Председатель МС _________ Кабдуалиева М.М.


^ 1 Методические указания по чтению лекций

Содержание лекций должно соответствовать рабочей учебной программе курса. Сложные для понимания или запоминания вопросы равномерно распределяются по разделам. При наличии хорошего учебника целесообразно придерживаться предусмотренного в нем порядка изложения материала, что позволяет студентам регулярно дополнять полученные на лекциях знания чтением учебников.

На начальной лекции следует четко сформулировать требования к знаниям, умениям и навыкам, которые должны быть получены в процессе изучения
дисциплины, определить критерии оценки знаний, формы и сроки проведения текущего контроля знаний.

Материал, относящийся к одной теме, желательно излагать в рамках
одного занятия. Если тема лекции разбита на несколько занятий, то в начале
текущего занятия следует кратко напомнить основные положения изложенного на предыдущем занятии материала. Иностранные фамилии и термины, которые со слуха могут быть неверно записаны в конспект, необходимо писать на доске.

Рекомендуется по ходу объяснения материала отдельные простые понятия спрашивать у аудитории, что с одной стороны позволяет периодически привлекать внимание к доске, а с другой стороны проверять характер их усвоения. Желательно проверять владение и теми терминами, определениями, которые должны были быть освоены при изучении предшествующих дисциплин.

В процессе изложения отдельных понятий рекомендуется прослеживать их связь с понятиями, изучаемыми студентами в других курсах, с проблемами, встречающимися при выполнении лабораторных и расчетно-графических работ, при проведении практических занятий.


Содержание теоретического курса


Тема 1. Электромеханические свойства двигателей.

Обобщенная модель машины постоянного тока с независимым возбуждением и вентильного двигателя. Уравнения, описывающие механическую характеристику. Естественные и искусственные статические характеристики двигателей постоянного тока с независимым возбуждением. Влияние реакции якоря.

Электромеханический преобразователь постоянного тока с независимым возбуждением как объект управления. Каналы управления полем и цепью якоря, их особенности. Передаточная функция и частотные характеристики динамической жесткости механических характеристик. Влияние параметров.

Статические электромеханические и механические характеристики двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. Естественные и искусственные характеристики. Динамическое торможение с самовозбуждением.

Особенности характеристики двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением.

Обобщенная модель асинхронной машины. Схемы замещения, векторные диаграммы. Естественные и искусственные статические характеристики двигателя при питании от сети.

Асинхронный двигатель как объект управления при питании от источника напряжения и источника тока. Линеаризация характеристик. Передаточная функция динамической жесткости механических характеристик, влияние параметров и свойств источника питания.

Статические характеристики асинхронного двигателя при питании от источника тока. Влияние насыщения магнитной цепи. Динамическое торможение асинхронного двигателя как частный случай от источника тока.

Обобщенная модель синхронного двигателя. Уравнение угловой характеристики, его линеаризация. Линеаризованная структура, передаточная функция динамической жесткости механической характеристики двигателя. Влияние тока возбуждения. Шаговый режим работы синхронной машины.


Тема 2. Энергетика регулируемого электропривода и выбор мощности двигателя.

Факторы, определяющие выбор мощности электродвигателя. Нагрузочные диаграммы электроприводов.

Потери энергии в двигателях в статических и динамических режимах работы.

Тепловые процессы в электрическом двигателе.

Выбор мощности двигателя для длительного режима работы. Выбор мощности двигателя для кратковременного режима работы. Выбор мощности двигателя для повторно-кратковременного режима работы. Выбор мощности двигателя для привода с пиковой нагрузкой. Выбор мощности двигателя для следящего привода.


Тема 3. Разомкнутая электромеханическая система как объект управления

Уравнения, описывающие динамику разомкнутых систем электроприводов постоянного и переменного тока, соответствующие линеаризованные структурные схемы и их параметры. Обобщенная разомкнутая электромеханическая система с линейной механической характеристикой.

Динамические свойства обобщенной разомкнутой электромеханической системы при жестких механических связях. Анализ влияния соотношения постоянных времени системы.

Динамические свойства обобщенной разомкнутой электромеханической системы при учете упругости механических связей. Нормированная структура, анализ влияния параметров. Понятие о демпфирующей способности электропривода.


Тема 4. Электромеханические переходные процессы

Переходные процессы электропривода с линейной механической характеристикой при скачке задания и изменении нагрузки скачком. Влияние электромагнитной инерции на характер процессов.

Переходные процессы электропривода с линейной механической характеристикой при линейном нарастании управляющего воздействия. Влияние характера изменения управляющего воздействия во времени. Переходные процессы в упругой электромеханической системе с зазором.

Инженерные оценки характера и длительности переходных процессов при нелинейных механических характеристиках. Переходные процессы при ослаблении поля двигателей постоянного тока с независимым возбуждением.


Тема 5. Регулирование координат электропривода

Способы регулирования переменных и их основные показатели: точность, диапазон, плавность, экономичность. Динамические показатели качества регулирования. Ограничения при регулировании координат.

Система генератор-двигатель (Г-Д). Характеристики элементов, параметры электропривода, структурные схемы.

Система вентильный преобразователь (система П-Д, ТП-Д).

Система преобразователь частоты – асинхронный двигатель. Характеристики элементов, структурные схемы, законы регулирования.

Обобщенная система управляемый преобразователь двигатель (УП-Д). Связь точности и динамических показателей качества регулирования с ЛАЧХ разомкнутого контура регулирования.

Свойства электропривода при стандартных настройках контуров регулирования инженерным методом последовательной коррекции.


Тема 6. Регулирование момента (тока)

Регулирование момента (тока) в разомкнутой электромеханической системе. Система источник тока – двигатель (ИТ-Д).

Регулирование момента по отклонению, статистические характеристики и динамические свойства. Использование компенсации возмущения по скорости для повышения точности регулирования момента.

Свойства электропривода при стандартной настройке контура регулирования момента на технический оптимум. Влияние обратной связи по моменту (току) на динамику упругой электромеханической системы.


Тема 7. Регулирование скорости

Регулирование скорости в разомкнутой системе электропривода. Схемы шунтирования якоря двигателей постоянного тока. Регулирование скорости ослаблением поля двигателей.

Регулирование скорости электропривода в обобщенной схеме УП-Д.

Свойства электропривода при стандартных настройках контура регулирования скорости на технический и симметричный оптимум.

Особенности регулирования скорости в системе Г-Д. Двухзонное регулирование скорости в системах Г-Д и ТП-Д.

Особенности автоматического регулирования скорости асинхронного электропривода. Система ТРН-АД.

Система релейного регулирования момента и непрерывного регулирования скорости асинхронного двигателя с фазным ротором.

Частотное регулирование скорости асинхронного электропривода. Принцип ориентирования по полю при регулировании скорости электропривода переменного тока.

Асинхронный двигатель в режиме двойного питания. Каскадные схемы регулирования скорости асинхронного двигателя. Влияние обратной связи по скорости на динамику упругой электромеханической системы.


Тема 8. Регулирование положения

Точное позиционирование. Влияние изменений параметров нагрузки на точность остановки. Требование к регулированию скорости электропривода. Понятие о следящем электроприводе.


Тема 9. Многодвигательные электромеханические системы

Работа нескольких двигателей на общий вал. Синхронное вращение двигателей.


2 Методические указания по проведению практических занятий


Каждое практическое занятие начинается с переклички, отмечаются отсутствующие и опоздавшие студенты. Затем преподаватель выясняет, имеются ли у присутствующих вопросы по теме практического занятия, напоминает, какие разделы теоретического курса используются на текущем занятии. Если задавалась работа на дом, производится проверка наличия и правильности решений у каждого исполнителя.

В пределах каждой темы задачи следует располагать в порядке возрастания сложности, в совокупности набор задач должен охватывать все аспекты рассматриваемой темы. Рекомендуется фронтальный метод проведения практических занятий. Решение первой, наиболее простой, задачи по некоторой теме выполняется преподавателем у доски. Остальные задачи решаются всеми студентами одновременно и самостоятельно, преподавателю рекомендуется непрерывно контролировать ход решения у каждого учащегося.

Неправильный ход решения, имеющий место лишь у отдельных студентов, исправляется индивидуально. Ошибки и промахи, характерные для значительного количества учащихся, следует разобрать у доски. Целесообразно каждому студенту во время решения задач иметь под рукой конспект лекций и калькулятор.

Учитывая различный уровень подготовки студентов, следует записывать одновременно на доске условия по крайней мере двух задач, чтобы более подготовленные студенты без паузы переходили к решению следующей задачи. Однако обязательно необходимо проверить, что предыдущие задачи решены всеми студентами верно - лучше, чтобы в тетради было записано меньше задач, но полностью и правильно.


3 Методические указания по проведению лабораторных занятий


Каждое лабораторное занятие начинается с переклички, отмечаются отсутствующие и опоздавшие студенты. Затем преподаватель выясняет, имеются ли у присутствующих вопросы по выполнению очередной лабораторной работы, обращает их внимание на конкретные особенности данной работы. Если данные к лабораторной работе студенты должны были подготовить дома, производится проверка наличия и правильности этих данных у каждого исполнителя (допуск к работе).

Подготовка к каждой лабораторной работе производится по методическим указаниям и рекомендуемой литературе. Следует проверить полноту и правильность результатов, полученных студентами в процессе выполнения работы, их достаточность для подготовки отчета. Отчет к лабораторной работе оформляется в соответствии с требованиями СТП и ГОСТ, содержание должно соответствовать перечню, приведенному в методических указаниях к лабораторной работе.

Защита лабораторных работ производится, как правило, в устной форме. Перечень наиболее типичных вопросов к каждой лабораторной работе приводится в методических указаниях, однако не следует ограничиваться только этим перечнем. Если студент не защитил лабораторную работу с первого раза, он должен разобраться в ней самостоятельно и повторить защиту. После защиты всех лабораторных работ студент получает допуск на сдачу зачета по курсу
лекций.

Рекомендуется проведение лабораторных работ фронтальным методом, при этом темы лабораторных занятий не должны опережать материал, излагаемый в лекционном курсе.


4 Методические указания по составлению заданий для контроля знаний


Перед составлением заданий к конкретному виду контроля знаний преподаватель должен определить основополагающие факторы:

- характер читаемой дисциплины (преимущественно теоретический,
преимущественно практический, с решением задач, без лабораторных занятий, с изучением схем и конструкций, с лабораторным практикумом);

- характер контроля знаний (текущий, заключительный, зачет, экзамен и т.д.).

Текущий контроль целесообразно проводить в сроки, назначенные деканатом для аттестации успеваемости студентов, в письменном виде. Как правило, подразумевается проведение контрольной работы с решением нескольких задач в рамках одной академической пары. По результатам контрольной работы выставляется оценка, используемая для аттестации. Периодичность такого контроля - один раз в месяц.

Зачет может проводиться в устной, письменной форме и в виде тестирования на компьютере. Последнее позволяет ускорить проверку, однако требует
наличия достаточного числа компьютеров и подразумевает свободный доступ к ним в любое время, назначенное для проведения зачета. Дифференцированный зачет предпочтительнее проводить в письменном виде.

Для экзамена по теоретической дисциплине, включающей изложение большого количества методов вычислений, рекомендуется включать в билет два теоретических вопроса и две практические задачи с письменным контролем знаний. Результаты целесообразно оценивать в баллах таким образом, чтобы два правильных ответа из четырех давали в сумме оценку “удовлетворительно”.


5 Литература


Основная литература


1. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных систем. – М.: Энергия, 2000.

2. Китушкин В.Г. Надежность энергетических систем. Учебное пособие. Ч.1. Из-во НГГУ, Новосибирск, 2002 г.


Дополнительная литература


3. Гук Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике. - Л. Энергоатомиздат, 1990 г.

4. Рябинин И.А. Расчёт надёжности систем со структурной избыточностью/Надёжность и эффективность в технике: Справочник. В 10 т. М.: Машиностроение, 1988. – т.5: Проектный анализ надёжности / Под ред. В.И. Патрушева и А.И. Рембезы.