ФАКУЛЬТЕТ ЗАОЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Кафедра автоматизированного электропривода в сельском хозяйстве

УТВЕРЖДАЮ

Декан ФЗО П.А.Силайчев

«_» 2010.г

_

ЭЛЕКТРОПРИВОД

(Учебная и рабочая программы, методические материалы) Направление 660300 «Агроинженерия»

Основная образовательная программа 110302 электрификация и автоматизация сельского хозяйства Москва – 2010 Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электропривод» составлен в соответствии с требованиями к уровню подготовки дипломированного специалиста 660300 «Агроинженерия» (специальность 311400 – Электрификация и автоматизация сельского хозяйства») от 05.04.2000 г. № гос.регистр. 312 с/дс на основании примерной программы дисциплины «Электропривод», рекомендованной Минобразованием Российской Федерации.

Составители: кандидат технических наук, доцент Кабдин Н.Е., Эксперты: Башилов А.М., доктор технических наук, профессор МГАУ им.В.П. Горячкина, Шичков Л.П., доктор технических наук, профессор РГАЗУ Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры автоматизированный электропривод в сельском хозяйстве «» _ 2010г. (протокол № ) Зав. кафедройАЭП, кандидат технических наук, доцент Кабдин Н.Е.

Учебно-методический комплекс одобрен методической комиссией энергетического факультета «» _ 2010 г. (протокол №_) Председатель методической комиссии кандидат технических наук, доцент Н.А.Стушкина Учебно-методический комплекс утвержден ученым советом энергетического «» _ 2010 г. (протокол №_ ) Председатель ученого совета, доктор технических наук, профессор В.И.Загинайлов Секретарь ученого совета, кандидат технических наук, профессор Ю.Е.Мочалов Содержание 1. Требования ГОС ВПО к обязательному минимуму содержания Основной образовательной программы подготовки инженера по специальности электрификация и автоматизация сельского хозяйства 2. Рабочая программа

2.1. Цели и задачи дисциплины

2.2. Требования к уровню усвоения содержания дисциплины........ 2.3. Объем дисциплины и виды учебной работы

2.4. Содержание дисциплины 2. Рекомендуемая литература 3. Содержание дисциплины

3.1 Содержание лекций

3.2 Содержание практических занятий

3.3 Содержание лабораторных занятий

3.4 Содержание самостоятельной работы студентов. …................... 4. Методические материалы

4.1 Учебно-методические разработки.........................

4.2 Терминологический минимум...............................

4.3 Требования к зачету и экзамену........................... …...………... 4.4 Вопросы для подготовки к экзаменам.................

4.5 Экзаменационные билеты

4.5.1. Форма билета

4.5.2. Содержание билетов

4.5.3. Задачи к билетам

5. Материально-техническое обеспечение дисциплины...

6. Контрольные тесты…………………………………………………….. 7. Задачи для самостоятельного решения……………………………….. 1. Требования ГОС ВПО к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки инженера по специальности электрификация и автоматизация сельского хозяйства В государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования (ГОС ВПО) направления подготовки дипломированного специалиста 660300 «Агроинженерия» (специальность 311400 – Электрификация и автоматизация сельского хозяйства») от 05.04.2000 г. № гос.регистр. 312 с/дс дисциплина «Электропривод» отнесена к циклу специальных дисциплин с выделением 160 часов. За счет дисциплин специализации советом энергетического факультета выделено 176 часов. Введение данной дисциплины в учебный план согласовано с учебно-методическим объединением вузов по агроинженерному образованию.

Содержание дисциплины разрабатывается вузом самостоятельно.

СД.05 Электромеханические свойства электроприводов; классификация электроприводов; механика и динамика электропривода; регулирование координат электропривода; аппаратура автоматического и ручного управления и защиты электропривода.

ДС Приводные характеристики рабочих машин; ме- тодика; выбор электропривода. Выбор электропривода: для систем водоснабжения и систем микроклимата; для машин и установок приготовления и раздачи кормов; уборки навоза и помета; доения и первичной обработки молока;

для пунктов послеуборочной обработки зерна и приготовления кормов; для деревообрабатывающих цехов и ремонтных мастерских; для мобильных машин и установок.

2. Рабочая программа.

2.1. Цели и задачи дисциплины.

Дисциплина «Электропривод» относится к циклу специальных дисциплин.

Ее изучение базируется на знании математических и естественнонаучных дисциплин (физика, математика, информатика, теоретическая механика), цикла общепрофессиональных дисциплин (теоретические основы электротехники, автоматика) и специальных дисциплин (электрические машины, технологии и технические средства в сельском хозяйствеэксплуатация электрооборудования). Знания по дисциплине «Автоматизированный электропривод» являются одним из базовых для выполнения выпускной квалификационной работы.

Цель дисциплины – формирование у будущих инженеров знаний по устройству и методам расчета электропривода и возможностей его применения в различных технологических процессах с.-х. производства.

Задачи дисциплины - изучение механических и регулировочных характеристик электрических машин, переходных процессов в электрических приводах, принципов управления электроприводом, особенностей электропривода рабочих машин и установок различных технологических процессов с.-х. производства;

расчет и выбор двигателей для электропривода рабочих машин, пусковой и защитной аппаратуры.

2.2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

иметь представление о:

- современном состоянии и тенденциях развития автоматизированного электропривода в сельском хозяйстве;

- общих принципах работы основных типов электроприводов и систем - основные требования к электроприводу сельскохозяйственных машин;

- основные понятия и определения по теории электропривода;

- электромеханические свойства электродвигателей;

- основные способы регулирования координат электропривода;

- методы расчета длительности переходных процессов;

- методы расчета мощности электродвигателей при различных режимах работы;

- основы построения разомкнутых и замкнутых систем автоматического управления электроприводами;

- приводные характеристики, режимы работы электроприводов основных сельскохозяйственных машин;

- общую методику выбора электропривода сельскохозяйственных машин.

- проводить необходимые технические расчеты, связанные с проектированием систем автоматизированного электропривода;

- читать и выполнять электрические и технологические схемы систем автоматизированного электропривода;

- выявлять факторы, определяющие оптимальные энергетические показатели работы электропривода;

- использовать вычислительную технику при проектировании и оценке работы систем автоматизированного электропривода.

- методиками расчета механических характеристик электродвигателей, основных показателей регулирования координат электроприводов;

- методикой выбора современных способов управления электроприводом;

- методиками выбора электродвигателей для привода основных сельскохозяйственных машин.

Объем дисциплины и виды учебной работы.

Расчетно-графическая работа Раздел 1. Основы теории электропривода.

1.1. Механика электропривода Типовые статические нагрузки электропривода.

Механические характеристики электродвигателей и основных сельскохозяйственных машин и механизмов. Расчетные схемы механической части электропривода. Приведенное механическое звено.

Уравнение движения электропривода и его анализ.

1.2. Электромеханические свойства двигателей Область применения электродвигателей постоянного (ДПТ) и переменного тока, их преимущества и недостатки. Электромеханические свойства двигателей постоянного и переменного тока, уравнения их механических и электромеханических характеристик. Естественные и искусственные характеристики, их расчет и построение. Способы пуска электродвигателей. Тормозные режимы работы электродвигателей.

1.3.Регулирование скорости электропривода.

Основные показатели регулирования скорости электропривода. Основные способы регулирования скорости электродвигателей постоянного и переменного тока 1.4. Переходные процессы в электроприводах Общие сведения. Причины возникновения переходных процессов. Виды переходных процессов в электроприводах. Механические переходные процессы в электроприводах с постоянным динамическим моментом, с динамическим моментом линейно и нелинейно зависящим от скорости. Электромеханические переходные процессы в электроприводах с учетом электромагнитной инерции двигателя.

1.5. Выбор электродвигателей по мощности Потери мощности и энергии в установившихся и переходных режимах работы. Нагрев и охлаждение электродвигателей. Номинальные режимы работы двигателей. Нагрузочные диаграммы электропривода. Выбор двигателей по мощности при продолжительном, кратковременном, перемежающемся и повторно-кратковременном режимах работы. Проверка электродвигателей по механическим свойствам (по пуску и перегрузочной способности).

Раздел 2. Системы автоматического управления электроприводами 2.1. Общие сведения Понятие о регулировании координат электропривода. Классификация систем управления электроприводами. Общие принципы построения систем управления электроприводами. Функции, выполняемые автоматизированными системами управления электроприводами (АСУ ЭП). Показатели качества управления. Обратные связи по скорости, току, напряжению и т.д.

Аппаратура защиты и управления электроприводами, ее назначение, классификация, характеристики.

2.3. Разомкнутые системы автоматического управления электроприводами.

Принципы автоматического управления пуском и торможением электроприводов в функции тока, времени, скорости. Типовые узлы схем автоматического управления пуском и торможением ЭД.

Практические схемы управления ЭД.

управления электроприводами.

Типовые структуры замкнутых АСУ ЭП. Статические характеристики АСУ ЭП. Регулирование скорости двигателей постоянного тока в системах:

управляемый преобразователь-двигатель (УП-Д), импульсный регулятор напряжения - двигатель (ИРН-Д). Регулирование скорости асинхронного электродвигателя в системах: тиристорный преобразователь напряжения - двигатель (ТПН-АД), преобразователь частоты - двигатель (ПЧ-АД).

Каскадные схемы регулирования скорости асинхронного электропривода. Системы автоматического регулирования положения (точное позиционирование электропривода, программноуправляемый позиционный электропривод, следящий электропривод).

2.4. Общая методика выбора электропривода Особенности выбора электропривода сельскохозяйственных рабочих машин. Выбор электропривода: по роду тока и уровню напряжения, по конструктивному исполнению и способу монтажа, по степени защищенности от воздействия окружающей среды, по частоте вращения и способу регулирования координат, по мощности из условий допустимого нагрева, обеспечения пуска, статической и динамической устойчивости электропривода.

Раздел 3. Автоматизированный электропривод в сельскохозяйственном производстве.

3.1.Общие вопросы автоматизированного электропривода в сельском хозяйстве.

Характерные особенности работы электропривода в условиях сельского хозяйства. Приводные характеристики рабочих машин и механизмов и их значение в создании рационального электропривода.

3.2. Электропривод и автоматизация насосных и вентиляционных установок.

Приводные характеристики, их анализ и особенности работы. Выбор типа и мощности электропривода для насосов и вентиляторов. Принципы регулирования подачи и их техническая реализация в конкретных электроприводах водоснабжающих и вентиляционных установок. Особенности работы, типовые схемы и комплекты электрооборудования.

3.3. Электропривод и автоматизация машин и установок приготовления кормов.

Приводные характеристики, их анализ и особенности работы электропривода кормоприготовительных машин и установок. Выбор типа и расчет мощности электропривода. Типовые элементы и схемы автоматического управления.

3.4. Электропривод и автоматизация кормораздаточных, навозо- и пометоуборочных установок.

Приводные характеристики, их анализ и особенности работы. Выбор типа и расчет мощности электропривода для кормораздатчика, навозоуборочных и пометоуборочных установок.

3.5. Электропривод и автоматизация машин и установок для доения и первичной обработки молока.

Приводные характеристики, их анализ и особенности работы. Выбор типа и расчет мощности электропривода для вакуумнасосов, компрессоров и сепараторов.

3.6. Электропривод и автоматизация рабочих машин и агрегатов пунктов послеуборочной обработки зерна и агрегатов приготовления корма.

Приводные характеристики, их анализ и особенности работы рабочих машин и агрегатов. Выбор типа и расчет мощности электропривода. Типовые схемы управления и принципы их построения.

3.7. Электропривод деревообрабатывающих цехов и ремонтных мастерских.

Приводные характеристики, их анализ и особенности работы металло- и деревообрабатывающих станков, стендов по обкатке ДВС, кран–балок и др.

Выбор типа и расчет мощности электропривода Принципы и особенности автоматизации, типовые схемы и комплекты электрооборудования.

3.8.Электропривод и автоматизация мобильных машин и установок.

Приводные характеристики, их анализ и классификация мобильных машин и установок. Выбор типа и расчет мощности электропривода. Типовые схемы и комплекты электрооборудования серийных мобильных машин и установок.

3.9.Дискретные системы управления электроприводом с.х. машин Основные этапы синтеза дискретных систем управления. Выбор структуры дискретных систем управления электроприводами.

Принципы построения систем управления электроприводами на релейно-контактной аппаратуре и на бесконтактных логических элементах.

Основные положения и законы алгебры логики.

Формализация словесных высказываний.

Минимизация логических функций. Последовательностные и временные логические функции.

Синтез одноуровневых дискретных схем управления электроприводами с.х. машин.

Синтез многоуровневых дискретных схем управления электроприводами с.х. машин.

2.5. Рекомендуемая литература 1. Чиликин, М.Г.Общий курс электропривода [Текст]: учебник для вузов / М.Г. Чиликин, А.С. Сандлер. – М.: Энергоиздат, 1981. – 576 с.

2. Онищенко, Г.Б. Электрический привод [Текст]: учебник для вузов / Г.

Б.Онищенко. – М.: РАСХН, 2003. – 320 с.

3. Кабдин, Н.Е. Основы теории электропривода [Текст]: учеб. пособие для вузов / Н.Е. Кабдин. – М.: МГАУ, 2009. – 219 с.

4. Шичков, Л.П. Электрический привод [Текст]: учебник для вузов / Л.П.Шичков. – М.: «КолосС», 2006. –279 с.

5. Фоменков, А. П. Электропривод сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий [Текст]: учеб. пособие для вузов / А.П. Фоменков. – М.: «Колос», 1984. –312 с.

6. Практикум по электроприводу в сельском хозяйстве [Текст]: учеб. пособие для вузов / П.И. Савченко [и др.]. – М.: «Колос», 1996. – 224 с.

7. Москаленко, В.В. Автоматизированный электропривод [Текст]: учебник для вузов /В.В. Москаленко. – М.: Энергатомоиздат, 1986. – 416 с.

1. Основы автоматизированного электропривода [Текст]: учеб. пособие для вузов / М.Г. Чиликин [и др.]. – М.: «Энергия», 1974. – 568 с.

2. Мусин, А.М. Электропривод сельскохозяйственных машин и агрегатов.

[Текст]: учеб. пособие для вузов / А.М. Мусин. – М.: Агропромиздат, 1985. –279 с.

3. Кабдин, Н.Е. Автоматизированный электропривод. Методические рекомендации по изучению дисциплины и выполнению курсовой работы [Текст]: учеб. метод. пособие для вузов / Н.Е. Кабдин. – М.: МГАУ, 2002.

4. Герасенков, А.А. Электрические схемы в учебном проектировании [Текст]: учеб. пособие для вузов / А.А. Герасенков, Н.Е. Кабдин. – М.:

МГАУ, 2008. – 68 с.

5. Герасенков, А.А. Автоматизированный электропривод: устройства микропроцессорного управления, регулирования, плавного пуска и защиты [Текст]: учеб. пособие для вузов / А.А. Герасенков, Н.Е. Кабдин. – М.:

МГАУ, 2008. – 67 с.

6. Герасенков, А.А. Автоматизированный электропривод. Основные понятия, терминология и условные обозначения [Текст]: учеб. пособие для вузов / А.А. Герасенков, Н.Е. Кабдин. – М.: МГАУ, 2008. – 107 с.

7. Герасенков, А. А. Автоматизированные системы управления электроприводами в сельскохозяйственном производстве. [Текст]: учеб. пособие для вузов / А.А. Герасенков, Е.И. Назин, А.И. Учеваткин. – М.: МГАУ, 2004.

3. Содержание дисциплины 3.1 Содержание лекций Лекция №1 (2 часа) Понятие «Электропривод». Состояние и перспективы развития электропривода в сельскохозяйственном производстве. Типовые статические нагрузки электропривода. Классификация электроприводов. Предмет, задачи и структура курса. Механические характеристики электродвигателей и основных сельскохозяйственных машин и механизмов. Расчетные схемы механической части электропривода. Уравнение движения электропривода и его анализ.

Раздел 1. Основы теории электропривода (8 часов).

1.1. Электромеханические свойства двигателей (4 часов).

Лекция № Естественные и искусственные и механические характеристики двигателя постоянного тока (ДПТ) независимого и последовательного возбуждения, их расчет и построение. Пуск ДПТ. Тормозные режимы работы.

Лекция № Естественные механические характеристики асинхронного электродвигателя (АД), их расчет и построение. Искусственные механические характеристики асинхронного электродвигателя (АД), их расчет и построение. Тормозные режимы работы АД.

1.4. Переходные процессы в электроприводах (2 часа).

Лекция №4.

Виды переходных процессов. Причины возникновения переходных процессов в электроприводе (ЭП). Механические переходные процессы в электроприводах с постоянным динамическим моментом. Электромеханическая постоянная времени.

Переходные процессы в ЭП с динамическим моментом линейно и нелинейно зависящим от угловой скорости. Расчет продолжительности переходных процессов.

1.5. Выбор электродвигателей по мощности (2 часа).

Лекция № Нагрев и охлаждение электродвигателей. Постоянные времени нагрева и охлаждения. Номинальные режимы работы двигателей. Выбор электродвигателей по мощности при продолжительном режиме работы методом эквивалентных величин. Проверка электродвигателей по механическим свойствам (по пуску и перегрузочной способности).

Выбор электродвигателей по мощности при кратковременном режиме работы.

Коэффициенты тепловой и механической перегрузки.

Выбор электродвигателей по мощности при перемежающемся и повторнократковременном режимах работы.

1.Значение автоматизированного электропривода в сельскохозяйственном производстве, его преимущества перед другими видами приводов.

2.Дайте определение понятия «Автоматизированный электропривод» (АЭП) и приведите его структурную схему.

3.Назовите функции, выполняемые электроприводом.

4.Назовите основные признаки, по которым принято классифицировать автоматизированные электроприводы.

5.Назовите основные категории моментов сопротивления статической нагрузки и поясните различие между ними.

6.Дайте определение механической характеристики электродвигателя и рабочей машины. Назовите их основные категории.

7.Что такое жесткость механической характеристики и как е определить?

8.Как определить параметры установившегося движения электропривода?

9.Что понимается под статической устойчивостью электропривода?

10.Исходя из каких условий производится приведение моментов сопротивления и инерции к валу электродвигателя в системе "электродвигатель - рабочая машина"? Напишите формулы приведения.

11.Как изменится приведенный к валу двигателя момент сопротивления, если уменьшить передаточное число редуктора?

12.Как изменится приведенный к валу двигателя момент инерции, если увеличить передаточное число редуктора?

13.Напишите уравнение движения электропривода с постоянным моментом инерции и проведите его анализ.

14.На какие свойства электропривода влияет величина приведенного момента инерции?

15.Дайте определение электромеханической характеристики электродвигателя.

16.Дайте определение естественной и искусственной механических характеристик электродвигателей.

17.Напишите основные соотношения между параметрами ДПТ независимого возбуждения, которые необходимы для вывода уравнений электромеханической и механической характеристик. Сделайте анализ полученных уравнений.

18.Назовите основные режимы работы ДПТ независимого возбуждения 19.В каких квадрантах координатной плоскости, M изображаются механические характеристики ДПТ независимого возбуждения, соответствующие основным режимам работы? Изобразите их.

20.Какие причины и как влияют на модуль жесткости механических характеристик ДПТ независимого возбуждения?

21.Начертите механические характеристики ДПТ независимого возбуждения при уменьшении магнитного потока, величины приложенного к якорю напряжения?

22.Какими физическими причинами объясняется различие в форме естественных механических характеристик ДПТ при независимом и последовательном возбуждении?

23.Почему для ДПТ последовательного возбуждения невозможен режим генераторного торможения?

24.Как построить естественную механическую характеристику ДПТ последовательного возбуждения?

25.Каковы основные способы пуска ДПТ? Как производят расчет пускового реостата?

26. Каковы условия самовозбуждения ДПТ последовательного возбуждения в режиме динамического торможения?

27.Назовите основные способы регулирования скорости ДПТ, отметьте их достоинства и недостатки.

28.Начертите схему замещения асинхронного электродвигателя (АД) и назовите основные допущения, принятые при выводе уравнений электромеханической и механической характеристик.

29. Начертите электромеханическую характеристику АД и назовите ее характерные точки.

30.Начертите механическую характеристику АД и назовите ее характерные точки.

31.Назовите основные способы построения естественной механической характеристики АД.

32.В каких диапазонах изменяется скольжение АД в двигательном режиме, в режиме генераторного и динамического торможения, в режиме торможения противовключением?

33.Что такое перегрузочная способность АД, какова ее зависимость от величины напряжения питающей сети?

34.Как изменится форма механической характеристики АД при увеличении активного сопротивления: а) в цепи роторе; б) в цепи статора; в) при уменьшении напряжения питающей сети?

35.Как осуществить режим динамического торможения АД? Основные схемы включения статорных обмоток.

36.Как изменится форма механической характеристики АД в режиме динамического торможения при увеличении активного сопротивления: а) в цепи ротора; б) в цепи статора?

37.Каким образом распределяется энергия при работе электродвигателя в режимах торможения (генераторном, динамическом и противовключением)?

38.Каковы достоинства и недостатки способа пуска АД непосредственным включением в сеть?

39.Перечислите способы уменьшения пускового тока АД с короткозамкнутым ротором. Каков их общий недостаток?

40.Дайте оценку способу регулирования угловой скорости ДПТ изменением сопротивления в цепи якоря. Приведите схемы включения и механические характеристики.

41.Дайте оценку способу регулирования угловой скорости ДЛТ изменением потока возбуждения. Приведите схемы включения и соответствующие электромеханические и механические характеристики.

42.Дайте оценку способу регулирования угловой скорости ДПТ изменением подводимого к якорю напряжения. Приведите основные cxeмы включения и механические характеристики.

43.Перечислите основные способы регулирования скорости АД.

44.Механические характеристики, преимущества и недостатки при регулировании угловой скорости АД с фазным ротором: а) введением резисторов в цепь ротора;

б) изменением питающего напряжения.

45.В чем заключается принцип регулирования скорости АД путем изменения числа пар полюсов? Приведите наиболее часто встречаемые на практике схемы переключения статорной обмотки и получаемые при этом механические характеристики.

46.Напишите уравнение основного закона изменения напряжения при частотном регулировании скорости АД (формула Костенко). Проведите его анализ при постоянном и вентиляторном моментах нагрузки.

47.Каковы внешние и внутренние причины, вызывающие переходные процессы в электроприводе?

48.В чем заключается принципиальное различие между механическими и электромеханическими переходными процессами?

49.Что такое электромеханическая постоянная времени, ее физический смысл и способы определения?

50.Что такое электромагнитная постоянная, ее физический смысл?

51.Как изменится величина электромеханической постоянной при увеличении: а) модуля жесткости механической характеристики; б) момента инерции; в) дополнительного сопротивления в цепи якоря?

52.Начертите кривые изменения скорости, момента и тока переходного процесса при пуске электропривода с линейными механическими характеристиками электродвигателя и рабочей машины.

53.В чем заключается сущность метода площадей, используемого для определения времени протекания переходных процессов?

54.Как повлияет на продолжительность пуска электропривода увеличение передаточного числа редуктора?

55.Как повлияет на продолжительность пуска асинхронного электропривода снижение напряжения питающей сети?

56.Как определить потери энергии при пуске, генераторном и динамическом торможении, торможении противовключением?

57.В чем заключается разница между статической и динамической механической характеристиками электродвигателя?

58.Назовите способы уменьшения потерь энергии в электроприводах в переходных режимах.

59.Как повлияет на величину потерь энергии при пуске снижение напряжения питающей сети?

60.В каком соотношении находятся потери энергии при пуске двухскоростного АД до максимальной скорости в одну ступень и в две ступени?

62.Чем определяется допустимый нагрев электродвигателя?

63.Назовите основные допущения, принимаемые при выводе уравнений нагрева и охлаждения электродвигателя.

64.Напишите уравнение теплового баланса для работающего электродвигателя.

65.Что такое коэффициент ухудшения условий охлаждения, его физический смысл?

66.Что такое постоянная времени нагрева, ее физический смысл и способы определения?

67.Чем объясняется, что у самовентилируемых электродвигателей постоянная времени нагрева значительно меньше постоянной времени охлаждения?

68.Как изменится постоянная времени нагрева электродвигателя при увеличении нагрузки на валу?

69.Как влияет температура окружающей среды на допустимую нагрузку электродвигателя?

70.Напишите в общем виде уравнения нагрева и охлаждения электродвигателя.

71.Какие номинальные режимы работы электроприводов предусмотрены ГОСТ 183-74?

72.Что представляют собой нагрузочная диаграмма рабочей машины и нагрузочная диаграмма электродвигателя? В чем их различие?

73.Назовите методы выбора электродвигателей по мощности при продолжительном режиме работы с переменной нагрузкой.

74.В чем состоит метод эквивалентных величин при выборе электродвигателя по мощности? В каких случаях этот метод неприменим?

75.Что такое коэффициенты термической и механической перегрузки?

76.Как выбирают по мощности электродвигатель, предназначенный для продолжительного режима (S1), при его работе в кратковременном режиме (S2)?

77.Что такое ПВ и ПН?

78.Как выбирают по мощности электродвигатель, предназначенный для продолжи тельного режима (S1), при его работе в повторно-кратковременном режиме (S3)?

79.Как выбирают по мощности электродвигатель, предназначенный для повторнократковременного режима (S3), при его работе в данном режиме?

80.Как изменится допустимое число включений в час АД с короткозамкнутым ротором при увеличении нагрузки на валу?

81.Как проверить выбранный по нагреву АД по возможности запуска и на статическую устойчивость работы с учетом возможного снижения напряжения питающей сети?

Раздел 2. Системы автоматического управления электроприводами ( часа).

2.1. Разомкнутые системы автоматического управления электроприводами (2 часа) Лекция № Понятие о регулировании координат электропривода. Классификация систем управления электроприводами. Разомкнутые и замкнутые системы регулирования.

Принципы автоматического управления пуском и торможением электродвигателей в разомкнутых релейно-контактных системах (в функции тока, времени, скорости. Типовые узлы схем автоматического управления пуском двигателей постоянного тока (ДПТ) и АД.

2.2. Замкнутые системы автоматического управления электроприводами ( часа) Лекция № Регулирование скорости двигателей постоянного тока в системе «управляемый преобразователь-двигатель» (УП-Д). Механические характеристики. Регулирование скорости асинхронного электродвигателя изменением питающего напряжения: система «тиристорный преобразователь напряжения – асинхронный двигатель» (ТПН-АД).

Лекция № Регулирование скорости асинхронного двигателя в системе «преобразователь частоты – асинхронный двигатель» (ПЧ-АД).

1.Что в теории электропривода понимается под координатами электропривода?

2.Что означает регулирование координат электропривода?

3.Назовите основные показателя, характеризующие способы регулирования угловой скорости электропривода.

4.В чем заключается необходимость регулирования момента (тока) электродвигателя?

5.В каких случаях возникает необходимость регулирования положения электропривода?

6.Какие системы управления электроприводами называются неавтоматизированными и автоматизированными?

7.Назовите основные принципы построения замкнутых систем регулируемого электропривода.

8.В чем заключается различие между разомкнутыми и замкнутыми системами управления электроприводами?

9.Какие виды обратных связей вам известны?

10.Какие аналоговые элементы применяются в замкнутых системах управления электроприводами.

11.Какие дискретные элементы применяются в замкнутых системах управления электроприводами.

12.Что такое микропроцессор, микроЭВМ и микропроцессорная система управления.

13.Назовите основные типы аппаратуры, используемой в системах управления электроприводами. Каковы их графические и буквенные обозначения на схемах?

14.Для какой цели в системах управления электроприводами применяют автоматические выключателя, тепловые реле, магнитные пускатели? Как производится их выбор?

15.Основные требования, предъявляемые к схемам автоматического управления электроприводами.

16.Назовите принципы автоматического управления пуском и торможением электродвигателей (ЭД) в разомкнутых релейно-контактных системах.

17.Начертите принципиальную схему управления нереверсивным и реверсивным электроприводом с асинхронным короткозамкнутым электродвигателем с использованием магнитных пускателей.

18.Составьте и объясните принципиальную схему автоматического управления пуском ДПТ с двумя ступенями пускового реостата в функции ЭДС.

19.Каково назначение блокировочного реле, используемого в схемах автоматического управления пуском ЭД в функции тока?

20.Составьте и объясните принципиальную схему автоматического управления пуском АД с тремя ступеням пускового реостата в функции времени с использованием пневматических реле времени.

21.Составьте и объясните принципиальную схему автоматического управления пуском АД с фазным ротором с двумя ступенями пускового реостата в функции времени с использованием электромагнитных реле времени.

22.Объясните устройство, принцип работы реле контроля скорости (PKС) и составьте схему автоматического управления торможением противовключением асинхронного короткозамкнутого двигателя.

23.Дайте сравнительный анализ схем автоматического управления пуском и торможением ЭД в функции тока, времени и скорости.

24.Какой тип управляемых преобразователей имеет наибольшее применение в регулируемом электроприводе постоянного тока? Приведите функциональную cxeму регулируемого электропривода постоянного тока в системе УП-Д.

25.Начертите основные схемы нереверсивного и реверсивного электропривода постоянного тока с трехфазными тиристорными преобразователями и соответствующие механические характеристики.

26.Начертите структурные схемы замкнутой системы УП-Д: а) с отрицательной обратной связью по скорости; б) отрицательной обратной связью по напряжению;

в) с положительной обратной связью по току якоря и соответствующие механические характеристики. Дайте сравнительную оценку данных систем.

27.Начертите функциональные схемы и механические характеристики регулируемого асинхронного электропривода в разомкнутой и замкнутой системах «тиристорный регулятор напряжения – двигатель».

28.Какие основные типы статических преобразователей частоты вам известны?

Приведите их функциональные схемы и дайте сравнительную оценку.

29.Какой электропривод называется следящим?

30.Начертите структурные схемы следящего привода релейного и непрерывного действия и проведите их сравнительный анализ.

31.Что такое электропривод с программным управлением? Основные его виды.

32.Факторы, влияющие на выбор электродвигателей, работающих в сельскохозяйственном производстве.

33.Дайте сравнительную оценку электроприводов постоянного и переменного тока с точки зрения использования в условиях сельского хозяйства.

34.Каковы особенности выбора двигателей для регулируемого электропривода?

35.В каких случаях возникает необходимость использования асинхронных короткозамкнутых электродвигателей напряжением 660/380 В?

Раздел 3. Автоматизированный электропривод в сельскохозяйственном производстве (4 часа) 3.1.Общие вопросы автоматизированного электропривода в сельском хозяйстве (1 час).

Лекция № Характерные особенности работы электропривода в условиях сельского хозяйства. Приводные характеристики рабочих машин и механизмов. Оценка и способы обеспечения запуска и устойчивой работы асинхронного электропривода при питании от источников соизмеримой мощности.

3.2. Электропривод и автоматизация насосных и вентиляционных установок (2 часа).

Лекция № Приводные характеристики и режимы работы насосов и вентиляторов. Выбор типа и расчет мощности их электропривода. Принципы регулирования подачи насосов и вентиляторов.

3.3. Электропривод и автоматизация кормораздаточных, навозо- и пометоуборочных установок (2 часа).

Лекция № Приводные характеристики и режимы работы стационарных транспортеров (шнековые, скребковые, скреперные, тросошайбовые и ленточные транспортеры и т.д.). Выбор типа и расчет мощности их электропривода. Типовые схемы и комплекты электрооборудования.

1.Каковы характерные особенности работы электропривода при выполнении сельскохозяйственных технологических процессов?

2.Дайте определение приводным характеристикам рабочих машин.

3.Какие требования предъявляют приводные характеристики рабочих машин к электродвигателям?

4.Какие применяются методы экспериментального определения приводных характеристик рабочих машин?

5.В чем состоит методика проверки обеспечения пуска и устойчивой работы электроприводы при питании от источника соизмеримой мощности?

6.Каковы особенности приводных характеристик и режимов работы насосов и вентиляторов и их требования к электродвигателю?

7.По каким параметрам выбираются тип и мощность электроприводов насосов и вентиляторов?

8.В функции каких параметров и как регулируется подача насосов и вентиляторов?

9.Проанализируйте работу основных принципиальных схем управления приводами насосов и вентиляторов.

10. Какие величины влияют на максимальное число включений в час электропривода насосных установок и как оно влияет на установленную мощность электродвигателя?

11.Какие особенности приводных характеристик и режимов работы молочных сепараторов и их требования к электродвигателю?

12.По каким параметрам выбирается тип и мощность электродвигателя для молочного сепаратора? | 13.В чем заключается особенность электропривода сепаратора?

14. Какие устройства, облегчающие пуск электродвигателей сепараторов, вам известны?

15.Каковы особенности приводных характеристик, условий и режимов работы кормоприготовительных машин, стационарных и мобильных транспортных установок и их требования к электродвигателям?

16.По каким параметрам выбирается тип и мощность электропривода для кормоприготовительных машин, стационарных и мобильных транспортных установок?

17.Проанализируйте работу типовых принципиальных схем управления приводами кормоприготовительных машин и агрегатов и транспортных установок?

18.Какие мероприятия и устройства предусматриваются для облегчения режимов пуска и работы электродвигателей кормоприготовительных машин?

19.Каковы особенности приводных характеристик, условий и режимов работы электроталей, кранов малой мощности, металло- и деревообрабатывающих станков, стендов для обкатки ДВС ?

20.По каким параметрам и формулам выбирается тип и мощность электропривода для кранов малой мощности, металло- и деревообрабатывающих станков, стендов для обкатки ДВС?

21.Проанализируйте работу типовых принципиальных схем управления приводами электроталей, кранов малой мощности, стендов для обкатки ДВС.

22.Зачем и как выполняются холодная и горячая обкатки двигателей внутреннего сгорания на обкаточных стендах?

23.Какие предъявляются требования к схемам управления автоматизированным электроприводом поточных линий?

24.Каковы особенности автоматизированного электропривода поточных линий в животноводстве, птицеводстве, растениеводстве?

25.В каком порядке производятся пуск и остановка поточной линии?

3.2. Содержание лабораторных занятий.

Раздел 1. Основы теории электропривода Исследование электромеханических и механических характеристик и способов регулирования координат двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Исследование электромеханических и механических характеристик и способов регулирования координат ДПТ последовательного возбуждения.

Исследование электромеханических и механических характеристик и способов регулирования координат асинхронного двигателя с фазным ротором.

Исследование электромеханических и механических характеристик и способов регулирования координат асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Исследование механических характеристик многоскоростного асинхронного двигателя.

Раздел 2. Системы автоматического управления электроприводами Исследование регулируемого электропривода постоянного тока в системе УП-Д (управляемый преобразовательдвигатель).

Исследование способов пуска АД (прямой пуск, с переключением со звезды на треугольник, с устройством плавного пуска) при пуске машины с большим моментом Исследование частотно-регулируемого электропривода рабочей машины с линейным моментом сопротивления Исследование типовых схем автоматического управления пуском, торможением и реверсированием ДПТ.

Исследование типовых схем автоматического управления пуском, торможением и реверсированием асинхронных электродвигателей.

Исследование работы позиционного электропривода.

3.4. Содержание самостоятельной работы студентов По курсу выполняется курсовая работа.

1.1.Для главного привода подъемного механизма, выполненного по кинематической схеме, приведенной на рис.1, в пусковой ток в роторе электродвигателя и в сети.

1.3.Разработать схему автоматического управления пуском электродвигателя в функции параметра (тока, времени, скорости), указанного в задании.

Количество ступеней пускового реостата должно соответствовать расчету (см.П.1.2). Выбрать необходимую аппаратуру защиты и управления.

1.4.Для главного привода подъемного механизма определить сопротивления, которые требуется ввести в цепь ротора, чтобы груз двигался на подъем и на спуск со скоростью, равной 0,5 заданного значения. Построить искусственные механические характеристики и определить токи в роторе и в сети при указанных режимах работы.

2.1.Для привода подъемного механизма выбрать асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором с повышенным скольжением. Режим работы электропривода - S3. Построить естественную механическую характеристику и характеристики при напряжениях 0,5; 0,7 и 0,9 номинального значения.

2.2.Для привода подъемного механизма выбрать асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором основного исполнения. Режим работы электропривода - S3.

2.3.Определить время пуска электродвигателя, выбранного в п.2.2, и построить 2.4.Для электродвигателя, выбранного в п.2.2, определить допустимое число включений в час.

3.1.Для привода подъемного механизма выбрать асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором с повышенным пусковым моментом, считая, что ражим работы электропривода – кратковременный (S2) и время работы составляет 15 мин.

3.2.Определить превышение температуры двигателя в конце указанного времени работы.

4.1.Рассчитать параметры схемы замещения по каталожным данным асинхронного электродвигателя, выбранного в п.2.2.

4.2.Построить механические характеристики двигателя при частотном регулироU вании скорости по закону Const для частот 10, 25, 50 и 100 Гц.

При выполнении курсовой работы необходимо иметь ввиду следующее:

1.Весом троса можно пренебречь.

2.Электродвигатели основного исполнения для привода подъемного механизма выбирать с синхронной частотой вращения: для четных вариантов no 1500 об / мин, для нечетных – no 3000 об / мин.

3.Отношение принять равным единице.

4.Время цикла в повторно-кратковременном режиме принять равным согласно ГОСТ 183-74 стандартному – 10 минут.

5.Момент сопротивления при спуске и подъеме считать неизменным.

6.Снижение напряжения при пуске принять равным 7,5%.

7.Постоянную времени нагрева Tн принять равной С/2А.

Вариант курсовой работы выдает преподаватель. Исходные данные для своего, варианта, которыми являются: скорость груза V, масса груза m, диаметр барабана d, момент инерции барабана J б, КПД передачи п, продолжительность включения ПВ и тип схемы, приведены в приложении 1 методических указаний.

4. Методические материалы 4.1. Учебно-методические разработки Кабдин, Н.Е. Основы электропривода [Текст]: учеб. пособие для вузов / Н.Е. Кабдин. – М.: МГАУ, 2009. – 220 с.

Кабдин, Н.Е. Автоматизированный электропривод. Методические рекомендации по изучению дисциплины и выполнению курсовой работы [Текст]: учеб. метод.

пособие для вузов / Н.Е. Кабдин. – М.: МГАУ, 2002. – 40 с.

Кабдин, Н.Е. Основы электропривода. Методические указания к лабораторным работам [Текст]: учеб. метод. пособие для вузов / Н.Е. Кабдин, Д.Н. Зайцев – М.:

МГАУ, 2007. – 38 с.

Кабдин, Н.Е. Релейно-контактные схемы управления электроприводами. Методические рекомендации к лабораторным работам по дисциплине «Автоматизированный электропривод» [Текст]: учеб. метод. пособие для вузов / Н.Е.

Кабдин – М.: МГАУ, 1996. – 37 с.

Герасенков, А.А. Электропривод и электрооборудование. Часть 1. Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ [Текст]: учеб. метод. пособие для вузов / А.А. Герасенков, Н.Е. Кабдин, А.А. Учеваткин.. – М.: МГАУ, 2006. – ??220 с.

Герасенков, А.А. Электропривод и электрооборудование. Часть 2. Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ [Текст]: учеб. метод. пособие для вузов / А.А. Герасенков, Н.Е. Кабдин, А.А. Учеваткин. – М.: МГАУ, 2006. – 43 с.

Герасенков, А.А. Электрические схемы в учебном проектировании [Текст]: учеб.

пособие для вузов / А.А. Герасенков, Н.Е. Кабдин. – М.: МГАУ, 2008. – 68 с.

Герасенков, А.А. Автоматизированный электропривод: устройства микропроцессорного управления, регулирования, плавного пуска и защиты [Текст]: учеб. пособие для вузов / А.А. Герасенков, Н.Е. Кабдин. – М.: МГАУ, 2008. – 67 с.

Герасенков, А.А. Автоматизированный электропривод. Основные понятия, терминология и условные обозначения [Текст]: учеб. пособие для вузов / А.А. Герасенков, Н.Е. Кабдин. – М.: МГАУ, 2008. – 107 с.

4.2. Терминологический минимум Автономный инвертор напряжения, автономный инвертор тока, время переходного процесса (пуска, реверсирования, торможения, цикла), выбор двигателя по мощности, двигатель (асинхронный, постоянного тока независимого возбуждения, последовательного возбуждения, смешанного возбуждения), диаграмма нагрузочная двигателя (рабочей машины), диапазон регулирования, жесткость механической характеристики, закон частотного регулирования, каскад асинхронный (вентильный, вентильно-машинный), коэффициент (жесткости, мощности, механической перегрузки, плавности регулирования, полезного действия, термической перегрузки, ухудшения охлаждения), метод (средних потерь, эквивалентной мощности, эквивалентного момента, тока), момент (активный, динамический, инерции, короткого замыкания, критический, максимальный, пусковой, реактивный, статический, электромагнитный), мощность (полная, реактивная, скольжения), нагрузка (активная, допустимая, переменная, постоянная, реактивная), перегрузочная способность, передаточное число, постоянная времени (нагрева, охлаждения, электромагнитная, электромеханическая), потери мощности (переменные, постоянные, средние, эквивалентные), превышение температуры, преобразователь (напряжения, частоты), продолжительность включения, регулирование (координат, скорости), приводные характеристики рабочих машин и механизмов, рабочая машина, режим (двигательный, кратковременный, повторнократковременный, продолжительный, холостого хода), связь обратная (гибкая, жесткая, линейная, по напряжению, по скорости, по току, положительная, отрицательная), система управления (дискретная, замкнутая, комбинированная, разомкнутая), скважность, скольжение номинальное (критическое), скорость (идеального холостого хода, номинальная, синхронная, холостого хода), ток возбуждения, торможение (генераторное, динамическое, противовключением), уравнение движения электропривода, устойчивость движения, характеристика двигателя (динамическая, естественная механическая, искусственная механическая, электромеханическая), частота вращения, частота включений допустимая, экономичность регулирования, электропривод (адаптивный, вентильный, программно-управляемый, следящий, частотный, шаговый), 4.3. Требования к зачету и экзамену Требования к экзамену определены в соответствии с Положением о текущем контроле успеваемости и промежуточной аттестации студентов, утвержденным решением ученого совета МГАУ ( Протокол № от ).

Для допуска к экзаменам необходимо выполнить учебный план по дисциплине, включающий в себя посещение лекций, лабораторных и практических занятий, выполнение лабораторных работ со сдачей отчетов по ним, а также выполнении курсовой работы.

На экзамене проставляется:

оценка «отлично», если студент обладает глубокими и прочными знаниями программного материала; при ответе демонстрировал исчерпывающее, последовательное и логически стройное изложение; использовал примеры из дополнительной литературы и практики; сделал вывод по излагаемому материалу; знает авторов – исследователей (ученых) по данной проблеме;

оценка «хорошо», если студент обладает достаточно полными знаниями программного материала; его ответ грамотное изложение учебного материала по существу; отсутствуют существенные неточности в формулировании понятий; правильно применены теоретические положения, подтвержденные примерами; сделан вывод;

оценка «удовлетворительно», если имеет общие знания основного материала без усвоения некоторых положений; формирует основные понятия с некоторой неточностью; затрудняется в приведении примеров, подтверждающих теоретические положения;

оценка «неудовлетворительно», если студент не знает значительную часть программного материала; допускает существенные ошибки в процессе изложения; не умеет выделить главное и сделать вывод; приводит ошибочные определения.

4.4. Вопросы для подготовки к экзаменам Раздел 1. Основы теории электропривода 1. Понятие «Электропривод».

2. Классификация электроприводов.

3. Естественная электромеханическая характеристика двигателя постоянноготока (ДПТ) независимого возбуждения.

4. Естественная механическая характеристика ДПТ независимого возбуждения.

5. Искусственные электромеханические характеристики ДПТ независимого возбуждения.

6. Искусственные механические характеристики ДПТ независимого возбуждения.

7. Естественная электромеханическая характеристика ДПТ последовательного возбуждения.

8. Естественная механическая характеристика ДПТ последовательного возбуждения.

9. Искусственные электромеханические характеристики ДПТ последовательного возбуждения.

10.Искусственные механические характеристики ДПТ последовательного возбуждения.

11.Электромеханические характеристики ДПТ со смешанным возбуждением.

12.Механические характеристики ДПТ со смешанным возбуждением.

13.Пуск ДПТ, расчет пускового реостата.

14. Генераторное торможение ДПТ независимого возбуждения.

15.Динамическое торможение ДПТ независимого возбуждения.

16.Торможение противовключением ДПТ независимого возбуждения.

17.Торможение противовключением ДПТ последовательного возбуждения.

18.Динамическое торможение ДПТ последовательного возбуждения.

19.Тормозные режимы работы ДПТ со смешанным возбуждением.

20.Естественная электромеханическая характеристика асинхронного электродвигателя (АД).

21.Естественная механическая характеристика асинхронного электродвигателя (АД).

22.Способы построения естественной электромеханической характеристики 23.Способы построения естественной механической характеристики АД.

24.Искусственные механические характеристика асинхронного электродвигателя (АД).

25.Пуск АД.

26.Генераторное торможение АД.

27.Торможение противовключением АД.

28.Динамическое торможение АД с независимым возбуждением.

29.Динамическое торможение АД с самовозбуждением.

30.Показатели регулирования скорости электродвигателей.

31.Регулирование скорости ДПТ независимого возбуждения изменением напряжения, приложенного к якорю.

32.Регулирование скорости ДПТ последовательного возбуждения изменением напряжения, приложенного к якорю.

33.Реостатное регулирование скорости ДПТ независимого возбуждения.

34.Реостатное регулирование скорости ДПТ последовательного возбуждения.

35.Регулирование скорости ДПТ независимого возбуждения изменением потока возбуждения.

36.Регулирование скорости ДПТ последовательного возбуждения изменением потока возбуждения.

37.Способы регулирования скорости ДПТ со смешанным возбуждением.

38.Регулирование скорости АД изменением подводимого напряжения.

39.Реостатное регулирование скорости АД.

40.Регулирование скорости АД изменением числа пар полюсов.

41.Частотное регулирование скорости АД.

42.Приведение моментов сопротивления и инерции к валу двигателя.

43.Уравнение движения электропривода и его анализ.

44.Виды переходных процессов в электроприводах. Причины их возникновения.

45.Электромеханическая постоянная времени. Способы ее определения.

46.Механические переходные процессы в электроприводе при постоянном динамическом моменте.

47.Механические переходные процессы в электроприводе с динамическим моментом, линейно зависящим от скорости.

48.Электромеханические переходные процессы в электроприводах с динамическим моментом, линейно зависящим от скорости. Электромагнитная постоянная времени.

49.Переходные процессы в электроприводе при произвольной зависимости динамического момента от скорости.

50.Определение продолжительности переходных процессов в электроприводах.

51.Потери мощности в установившихся режимах работы электропривода.

52.Потери энергии в переходных режимах работы электропривода при М с= 0.

53.Потери энергии в переходных режимах работы электропривода при М с 0.

54.Нагрев электродвигателя. Вывод уравнения нагрева.

55.Постоянная времени нагрева, способы ее определения.

56.Охлаждение электродвигателя. Вывод уравнения.

57.Постоянная времени охлаждения и способы ее определения.

58.Нагрузочные диаграммы рабочих машин и электродвигателя.

59.Номинальные режимы работы электродвигателей.

60.Выбор электродвигателя по мощности при продолжительном режиме работы с постоянной нагрузкой.

61.Выбор электродвигателя по мощности при продолжительном режиме работы с переменной нагрузкой методом эквивалентных величин.

62.Выбор электродвигателя по мощности при продолжительном режиме работы с переменной нагрузкой методом средних потерь.

63.Выбор электродвигателя по мощности, предназначенного для продолжительного режима, при работе в кратковременном режиме.

64.Выбор электродвигателя по мощности, предназначенного для кратковременного режима, при работе в данном режиме.

65.Выбор электродвигателя по мощности, предназначенного для продолжительного режима, при работе в повторно-кратковременном режиме (упрощенный метод).

66.Выбор электродвигателя по мощности, предназначенного для продолжительного режима, при работе в повторно-кратковременном режиме (точный метод).

67.Выбор электродвигателя по мощности, предназначенного для повторнократковременного режима, при работе в данном режиме.

Раздел 2. Системы автоматического управления электроприводами Понятие о регулировании координат электропривода.

Классификация систем управления электроприводами.

Общие принципы построения систем управления электроприводами (ЭП).

Разомкнутые и замкнутые системы управления ЭП. Схемы замкнутых систем управления электроприводом.

5. Обратные связи в системах управления ЭП (по скорости, току, напряжению 6. Датчики времени, скорости, тока, напряжения, положения и т.д., их назначение и характеристики.

7. Электрические аппараты ручного управления (кнопки и ключи управления, контроллеры и т.д.), их назначение и характеристики.

8. Электрические аппараты дистанционного управления (контакторы, магнитные пускатели, электромагнитные реле, тиристорные пускатели и т.д.), их назначение и характеристики.

9. Аппараты защиты (автоматические выключатели, тепловые реле, предохранители и т.д.).

10.Сигнализация в схемах управления электроприводами.

11.Бесконтактные логические элементы, микропроцессоры в схемах управления электроприводами.

12.Принципы автоматического управления пуском ЭД. Их сравнительный анализ.

13.Автоматическое управление пуском ДПТ независимого возбуждения в функции скорости.

14.Автоматическое управление пуском ДПТ независимого возбуждения в функции тока.

15.Автоматическое управление пуском ДПТ независимого возбуждения в функции времени.

16.Автоматическое управление торможением ДПТ независимого возбуждения в функции времени.

17.Автоматическое управление торможением ДПТ независимого возбуждения в функции скорости.

18.Нереверсивная и реверсивная схемы управления АД.

19.Автоматическое управление пуском АД в функции скорости.

20.Автоматическое управление пуском АД в функции тока.

21.Автоматическое управление пуском АД в функции времени.

22.Пуск АД от маломощного источника электроснабжения.

23.Автоматическое управление торможение противовключением АД в функции скорости (схема с использование РКС).

24.Автоматическое управление динамическим торможением АД в функции времени.

25.Управление АД в функции пути.

26.Схемы управление многоскоростными АД.

27.Управление пуском АД с помощью устройств плавного пуска.

28.Нереверсивные и реверсивные силовые схемы включения ДПТ.

29.Регулирование скорости ДПТ независимого возбуждения в системе УП-Д.

Механические характеристики.

30.Амплитудный способ управления тиристорами.

31.Фазовый способ управления тиристорами.

32.Импульсно-фазовый способ управления тиристорами.

33.Нереверсивный электропривод постоянного тока в системе УП-Д при питании от однофазной сети переменного тока.

34.Нереверсивный электропривод постоянного тока в системе УП-Д при питании от трехфазной сети переменного тока. Нулевая схема.

35.Нереверсивный электропривод постоянного тока по системе УП-Д при питании от трехфазной сети переменного тока. Мостовая схема.

36.Реверсивный электропривод постоянного тока в системе УП-Д (встречнопараллельные схемы включения). Механические характеристики. Механические характеристики.

37.Реверсивный электропривод постоянного тока в системе УП-Д (перекрестные схемы включения). Механические характеристики.

38. Нереверсивный электропривод постоянного тока в системе УП-Д с обратной отрицательной связью по напряжению.

39.Нереверсивный электропривод постоянного тока в системе УП-Д с обратной отрицательной связью по скорости.

40.Нереверсивный электропривод постоянного тока в системе УП-Д с обратной положительной связью по току.

41.Нереверсивный электропривод постоянного тока в системе ИРН-Д (импульсный регулятор напряжения – двигатель).

42.Регулирование скорости асинхронного электродвигателя в системе ТПН-АД (тиристорный преобразователь напряжения – асинхронный двигатель). Разомкнутая и замкнутая системы. Механические характеристики.

43.Регулирование скорости АД в системе ПЧН – АД (преобразователь частоты с непосредственной связью – асинхронный двигатель).

44.Регулирование скорости АД в системе ПЧПП – АД (преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока – асинхронный двигатель).

Раздел 3. Автоматизированный электропривод в сельскохозяйственном производстве 1. Характерные особенности работы электропривода в условиях сельского хозяйства.

2. Приводные характеристики рабочих машин и механизмов.

3. Способы обеспечения запуска и устойчивой работы асинхронного электропривода при питании от источников соизмеримой мощности.

4. Приводные характеристики и режимы работы насосов.

5. Приводные характеристики и режимы работы вентиляторов.

6. Выбор типа и расчет мощности электродвигателя привода насоса.

7. Выбор типа и расчет мощности электродвигателя привода вентилятора.

8. Принципы регулирования подачи насосов и вентиляторов.

9. Особенности работы, типовые схемы и комплекты электрооборудования водоснабжающих насосных установок башенного и безбашенного типа.

10. Особенности работы, типовые схемы и комплекты электрооборудования вентиляционно–отопительных установок.

11. Приводные характеристики, особенности работы измельчителей и выбор электродвигателей по мощности.

12. Приводные характеристики, особенности работы дробилок и выбор электродвигателей по мощности.

13. Приводные характеристики и особенности работы смесителей и выбор электродвигателей по мощности.

14. Приводные характеристики и особенности работы корнеклубнемоек и корнеклубнерезок и выбор электродвигателей по мощности.

15. Приводные характеристики и особенности работы дозаторов различного типа и выбор электродвигателей по мощности.

16. Типовые элементы и схемы автоматического управления кормоприготовительными машинами.

17. Приводные характеристики и режимы работы стационарных транспортеров (шнековые, скребковые, скреперные, тросошайбовые и ленточные транспортеры и т.д.).

18. Выбор типа и расчет мощности электропривода стационарных транспортеров (шнековые, скребковые, скреперные, тросошайбовые и ленточные транспортеры и т.д.).

19. Типовые схемы автоматического управления стационарными транспортерами.

20. Приводные характеристики и режимы работы мобильных кормораздатчиков.

21. Выбор типа и расчет мощности электропривода мобильных кормораздатчиков.

22. Типовые схемы автоматического управления мобильными кормораздатчиками.

23. Приводные характеристики и режимы работы молочных насосов. Выбор типа и расчет мощности их электропривода.

24. Приводные характеристики и режимы работы вакуумных насосов. Выбор типа и расчет мощности их электропривода.

25. Приводные характеристики и режимы работы компрессоров. Выбор типа и расчет мощности их электропривода.

26. Приводные характеристики, режимы работы и особенности пуска сепараторов молока.

27. Выбор типа и расчет мощности электропривода сепаратора.

28. Схемы электроприводов сепараторов (с центробежной муфтой скольжения, высокочастотный, многоскоростной и др.)..

29. Приводные характеристики, режимы работы металло- и деревообрабатывающих станков.

30. Приводные характеристики, режимы работы грузоподъемных механизмов (краны, кран–балки, электротали и др.).

31. Выбор типа и расчет мощности электропривода металло- и деревообрабатывающих станков.

32. Выбор типа и расчет мощности электропривода грузоподъемных механизмов (краны, кран–балки, электротали и др.).

33. Типовые схемы управления грузоподъемными механизмами (краны, кран– балки, электротали и др.).

34. Приводные характеристики, режимы работы стендов по обкатке двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

35. Выбор типа и расчет мощности электропривода стендов по обкатке ДВС.

36. Принципы и особенности автоматизации, типовые схемы электропривода стендов по обкатке ДВС.

37. Приводные характеристики, режимы работы электропогрузчиков, электротележек.

38. Выбор типа и расчет мощности электропривода электропогрузчиков, электротележек.

4.5. Экзаменационные билеты.

ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет 4.5.1. Форма билета имени В.П.Горячкина»

Кафедра «Автоматизированный электропривод в сельском хозяйстве»

Дисциплина: «Электрический привод»

Специальность: «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №

1. Регулирование скорости АД изменением числа пар полюсов.

2 Принципы и особенности автоматизации, типовые схемы электропривода стендов по обкатке ДВС.

Утверждаю:

4.5.2. Содержание билетов

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №

1. Регулирование скорости АД изменением числа пар полюсов.

2. Принципы и особенности автоматизации, типовые схемы электропривода стендов по обкатке ДВС.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №

1. Торможение противовключением ДПТ независимого возбуждения 2. Приводные характеристики и режимы работы стационарных транспортеров (шнековые, скребковые, скреперные, тросошайбовые и ленточные транспортеры и т.д).

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №

1. Динамическое торможение ДПТ последовательного возбуждения.

2. Выбор типа и расчет мощности электродвигателя привода вентилятора.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №

1. Номинальные режимы работы электродвигателей.

2. Автоматическое управление пуском АД в функции времени.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №

1. Уравнение движения электропривода и его анализ.

2. Выбор типа и расчет мощности электропривода стендов по обкатке ДВС.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №

1. Выбор электродвигателей по мощности в кратковременном режиме работы.

2. Автоматическое управление пуском АД в функции скорости.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №

1. Частотное регулирование скорости АД.

2. Характерные особенности работы электропривода в условиях сельского хозяйства.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №

1. Выбор электродвигателя для работы в повторно-кратковременном режиме.

2. Автоматическое управление пуском АД в функции тока.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №

1. Механические переходные процессы в электроприводе с динамическим моментом, линейно зависящим от скорости.

2. Нереверсивная и реверсивная схемы управления АД.

1. Регулирование скорости АД изменением подводимого напряжения.

2. Выбор типа и расчет мощности электродвигателя привода насоса.

1. Динамическое торможение АД.

2. Приводные характеристики и режимы работы вентиляторов.

1. Генераторное торможение ДПТ с независимой обмоткой возбуждения.

2. Управление АД в системе ТПН-АД.

1. Реостатное регулирование скорости АД.

2. Охлаждение двигателя. Постоянная времени охлаждения и способы ее определения.

1. Режим динамического торможения АД.

2. Электропривод постоянного тока по системе УП-Д при питании от однофазной сети переменного тока.

1. Регулирование скорости ДПТ независимого и последовательного возбуждения методом изменения подводимого напряжения.

2. Приводные характеристики рабочих машин и механизмов.

1. Реостатное регулирование скорости ДПТ независимого и последовательного возбуждения.

2. Магнитные пускатели и тепловые реле в системах управления электроприводами.

1. Определение продолжительности переходного процесса в электроприводе.

2. Приводные характеристики и режимы работы вентиляторов.

2. Механические характеристики ДПТ независимого возбуждения в системе УП-Д.

1. Методы построения естественной механической характеристики АД.

2. Понятие регулирования координат электропривода.

1. Регулирование скорости ДПТ изменением потока возбуждения.

2. Приводные характеристики и режимы работы насосов.

1. Нагрев электродвигателей. Постоянная времени нагрева электродвигателей.

2. Принципы автоматического управления пуском ЭД. Их сравнительный анализ.

1. Выбор ЭД по мощности в продолжительном режиме работы.

2. Регулирование скорости АД с системе ПЧ (с промежуточным звеном постоянного тока) - АД.

1. Виды переходных процессов в электроприводах. Причины их возникновения.

2. Приводные характеристики, режимы работы стендов по обкатке двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

1. Выбор электродвигателя по мощности в продолжительном режиме.

2. Электропривод постоянного тока по системе УП-Д при питании от трехфазной сети переменного тока. Мостовая схема.

1. Динамическое торможение ДПТ независимого возбуждения.

2. Электропривод постоянного тока по системе УП-Д при питании от трехфазной сети переменного тока. Нулевая схема.

1. Механические переходные процессы в электроприводе при постоянном динамическом моменте.

2. Выбор типа и расчет мощности электропривода стационарных транспортеров (шнековые, скребковые, скреперные, тросошайбовые и ленточные транспортеры и т.д).

1. Частотное регулирование скорости АД.

2. Классификация систем автоматического управления электроприводами.

5.Материально-техническое обеспечение дисциплины Раздел 1. Основы теории электропривода Лаборатория по основам электропривода, в которой имеются следующие лабораторные стенды:

Исследование электромеханических и механических характеристик и способов регулирования координат двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Исследование электромеханических и механических характеристик и способов регулирования координат ДПТ последовательного возбуждения.

Исследование электромеханических и механических характеристик и способов регулирования координат асинхронного двигателя с фазным ротором.

Исследование электромеханических и механических характеристик и способов регулирования координат асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Исследование механических характеристик многоскоростного асинхронного двигателя.

Исследование механических характеристик трехфазного асинхронного двигателя при питании от однофазной сети.

Исследование переходных процессов при пуске, торможении, ударной нагрузке асинхронного электропривода.

Исследование нагрева и охлаждения асинхронного двигателя. Определение постоянных времени нагрева и охлаждения.

Раздел 2. Системы автоматического управления электроприводами Лаборатория автоматического управления электроприводами, в которой имеются следующие лабораторные стенды:

Исследование электропривода управляемого Simakod pro C Исследование электропривода управляемого с помощью Logo и частотного преобразователя Исследование регулируемого электропривода постоянного тока в системе УПД (управляемый преобразователь-двигатель).

Исследование неуправляемых и управляемых преобразователей напряжения электропривода постоянного тока.

Исследование способов пуска АД (прямой пуск, с переключением со звезды на треугольник, с устройством плавного пуска) при пуске машины с большим моментом инерции Исследование способов пуска АД (прямой пуск, с переключением со звезды на треугольник, с устройством плавного пуска) при пуске машины с большим моментом нагрузки Исследование частотно-регулируемого электропривода рабочей машины с вентиляторным моментом сопротивления Исследование частотно-регулируемого электропривода рабочей машины с линейным моментом сопротивления Составление и испытание контактных и бесконтактных схем управления асинхронными двигателями.

Раздел 3. Автоматизированный электропривод в сельскохозяйственном производстве Лаборатория электропривода сельскохозяйственных машин и установок, в которой имеются следующие лабораторные стенды Исследование автоматизированного электропривода насосных установок.

Исследование автоматизированного электропривода вентиляционных установок c электродвигателем с внешним ротором.

Исследование автоматизированного электропривода скреперного навозоуборочного транспортера.

Исследование частотно-регулируемого электропривода молочного насоса.

Исследование частотно-регулируемого электропривода вакуумного насоса.

Исследование автоматизированного электропривода дробилки.

Исследование автоматизированного электропривода молочных сепараторов.

Исследование устройства дискретного управления асинхронным электроприводом Logo 230В.

Исследование устройства дискретного управления асинхронным электроприводом Logo 24.В Изучение схем автоматического управления электроприводами поточных линий.

Исследование автоматизированного электропривода кормораздаточного транспортера.

6.Контрольные тесты Контрольные тесты по разделу 1 «Основы теории электропривода» (7 семестр) представлены в учебном пособии - Кабдин, Н.Е. Основы электропривода [Текст]: учеб. пособие для вузов / Н.Е. Кабдин. – М.: МГАУ, 2009. – 220 с. на стр.138…146, 155…157, 162…164, 168…170, 174…176, 179…182 с ответами на стр.188…192.

7. Задачи для самостоятельного решения При подготовке следует рассмотреть примеры аналогичных задач с решениями, которые представлены в учебном пособии - Кабдин, Н.Е. Основы электропривода [Текст]: учеб. пособие для вузов / Н.Е. Кабдин. – М.: МГАУ, 2009. на стр.146…152, 158…160, 164…168, 170…172, 176..178, 183… 1. Чему равно номинальное сопротивление ДПТ независимого возбуждения и сопротивление якоря (П32 Pн 4,5 кВт, I н 24,3 А, U н 220 В )?

Ответ: 9 Ом, 0,72 Ом.

2. Чему равен номинальный момент на валу и электромагнитный момент ДПТ независимого возбуждения ( Pн 6 кВт, I н 33 А, U н 220 В, nн 1500 об / мин )?

3. Для ДПТ независимого возбуждения (П52 Pн 14 кВт, I н 74 А, U н 220 В, nн 3000 об / мин ) определить скорость идеального холостого хода и номинальный электромагнитный момент. Построить естественную механическую характеристику. Ответ: 337 c 1, 48 Н м.

4. Для ДПТ независимого возбуждения (П21 Pн 1,5 кВт, I н 9 А, U н 220 В, nн 3000 об / мин )определить ток и момент короткого замыкания при Rx 3 Ом. Построить естественную и реостатную механические характеристики. Ответ: 36,9 А, 22,7 Н м.

5. Для ДПТ независимого возбуждения (П71 Pн 11 кВт, I н 62 А, U н 220 В, nн 1000 об / мин, н 0,805 ) определить скорость идеального холостого хода при U 0,75U н. Построить естественную и искусственную механические характеристики.

Ответ: 86,4 с 1.

I н 43,5 А, U н 220 В, nн 3000 об / мин, н 0,835 ) определить скорость идеального холостого хода при Ф 0,5Фн. Построить естественную и искусственную механические характеристики.

7. Для характеристики А дополнительное сопротивление, включенное в цепь якоря ДПТ независимого возбуждения ( U н 110 В ), составляет (рис.1).

9. Определить дополнительное сопротивление, которое необходимо включить в цепь якоря ДПТ независимого возбуждения ( Pн 4,5 кВт, I н 25,4 А , U н 220 В, nн 1500 об / мин, н 0,805 ),чтобы в режиме тормозного спуска при I I н скорость составила 0,25 н.

Ответ: 9,77 Ом.

10. Для характеристики А дополнительное сопротивление, включенное в цепь якоря ДПТ независимого возбуждения ( U н 220 В ), составляет (рис.3).

Ответ: 6,6 Ом.

11. Построить естественную механическую характеристику ДПТ независиPн 2,2 кВт, U н 220 В, I н 12 А, мого возбуждения П nн 1500 об / мин, R я при работе двигателя в генераторном режиме при моменте на валу 12. Для характеристики А дополнительное сопротивление, включенное в цепь ДПТ независимого возбуждения ( Pн 2,2 кВт, U н 220 В, I н 12,5 А, Ответ: 31,7 Ом 13. Определить пусковой момент АД с контактными кольцами (4АК 30 кВт ; I н 58 А ; nн 1460 об / мин ; к 4,0 ) для естественной меPн ханической характеристики.

Ответ: 235 Н м.

14. Определить ЭДС ротора АД с контактными кольцами (4АК200L Ответ: 251 В.

15. Для АД с контактными кольцами определить пусковой ток ротора при Ответ: 152 А.

16. Определить потери мощности в роторе АД с контактными кольцами при номинальном режиме работы (4АК100S Ответ: 196 Дж.

17. Определить скорость АД с фазным ротором при работе на реостатной характеристике, если R2 x 0,5 Ом и М М н (4АК200М4 Pн 22 кВт ;

Ответ: 135 с 1.

(4АК160М4 Pн Ответ: 2,86 Ом.

19. Какое требуется включить в цепь ротора АД с контактными кольцами сопротивление R2 x, чтобы в режиме торможения противовключением при Ответ: 9,6 Ом.

20. Построить естественную механическую характеристику ДПТ независимого возбуждения П22 ( P 2,2 ; U 220 ; I 12,5 ;

21. Построить естественную механическую характеристику ДПТ независимого возбуждения П12 ( P 4,5 ; U 220 ; I 25,4 ;

n 1500 / ; R 0,78 ) и механическую характеристику при 22. Построить естественную механическую характеристику ДПТ независимого возбуждения П51 ( P 6,0 ; U 220 ; I 33,2 ;

n 1500 / ; R 0,472 ) и механическую характеристику при Требуется:

1. Рассчитать параметры схемы замещения по каталожным данным.

2. Построить естественную механическую характеристику.

3. Построить механические характеристики при частотах питающей сети f 100 и f 25 при законах регулирования const и 2 const.

5. Построить механическую характеристику при напряжении питающей сети U 0,8U.

24. Определить время пуска привода центробежного вентилятора, осуществляемого от асинхронного электродвигателя 4А160М4 ( P 18,5 ;

к. - з. ротором серии 4A… основного исполнения. Постоянную времени нагрева принять равной 20, коэффициент ухудшения охлаждения – 0 0,3.

26. Выбрать асинхронный электродвигатель с к. - з. ротором серии RA… основного исполнения для работы в режиме кратковременной нагрузки 25, действующей в течение t 15. Постоянную времени нагрева