МУ по КП Наладка. Специальность 2 53 01 05

• Название: Специальность 2 53 01 05
• Дата: 08.02.2021
• Размер: 335.32 Kb.
• Имя файла: МУ по КП Наладка.docx
• Тип: Протокол; #174770
• страница: 1 из 4

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ

КОЛЛЕДЖ»

Специальность 2 – 53 01 05

Дисциплина Наладка и эксплуатация

электроприводов

РЕКОМЕНДОВАНО УТВЕРЖДАЮ

цикловой комиссией 2-53 01 05 Зам.директора по УР

Протокол № __ от _______________ _________ В.А.Бансюкова

Председатель комиссии _______________________

______________ Е.Л.Михальцова

СОГЛАСОВАНО

цикловой комиссией

по стандартизации

Протокол № __ от _______________

Председатель комиссии

______________ М.М.Федоськова

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Разработал преподаватель

Каштанов А.А.


2010

Содержание
Общие требования к выполнению курсового проекта 3

Критерии оценки выполнения и защиты курсового проекта 5

Введение 7

1 Разработка функциональной схемы 8

2 Разработка структурной схемы 9

3 Расчет параметров неизменяемой части структурной схемы 10

3.1 Расчет параметров электродвигателя 10

3.2 Расчет постоянных времени 13

4 Расчет параметров регуляторов и цепей коррекции 14

4.1 Расчет параметров обратной связи по току 14

4.2 Расчет параметров обратной связи по скорости 15

4.3 Расчет параметров регулятора тока 16

4.4 Расчет параметров регулятора скорости 17

5 Расчет статических характеристик электропривода (ЭП) 21

6 Исследование динамических характеристик ЭП 23

7 Разработка схемы электрической принципиальной ЭП 24

7.1 Расчет и выбор трансформатора (анодного реактора) 24

7.2 Расчет и выбор тиристоров 26

7.3 Расчет и выбор элементов защиты 27

7.4 Выбор элементов схемы управления 28

8 Разработка алгоритма наладки и расчет показателей

надежности ЭП 30

8.1 Мероприятия по наладке ЭП (разработка алгоритма) 30

8.2 Расчет показателей надежности 30

9 Общие направления развития энергосберегающих технологий 32

9.1 Способы снижения потерь электроэнергии 32

9.2 Способы и средства энергосбережения в электроприводах 33

Заключение 36

Список литературы 37

Приложение А Расчетные коэффициенты 38

Приложение Б Перечень элементов 39

Приложение В Интенсивность отказа 41

Приложение Г Варианты задания на курсовое проектирование 42

Общие требования к выполнению курсового проекта
Целью курсового проектирования по дисциплине «Наладка и эксплуатация электроприводов» является систематизация, закрепление и расширение теоретических и практических знаний по специальности, приобретение опыта применения этих знаний при решении конкретных технических задач, развитие навыков само­стоятельной работы по проектированию и расчету современных систем автоматического­ управления, изучение литературы, совершенствование навыков графического оформления результатов проектирования. Курсовое проектирование является завер­шающим этапом изучения курса дисциплины «Наладка и эксплуатация электроприводов»

Темой курсового проекта (КП) является «Проектирование системы стабилиза­ции скорости электропривода». Варианты заданий составляются, исходя из:

• 
  реакции системы электропривода (ЭП) на возмущающее воздействие;
  
• 
  вида преобразователя электрической энергии;
  
• 
  тина электродвигателя.
  

Задание на курсовой проект разрабатывается руководителем курсового проек­та и утверждается председателем цикловой комиссии. В задании указывается фами­лия и инициалы учащегося, и номер группы. Задание включает тему проекта, исход­ные данные, содержание расчётно-пояснительной записки, перечень графического материала сроки выдачи и окончания проекта.

При выполнении курсового проекта учащийся должен решить следующие ос­новные задачи:

- ознакомиться с заданием, разработать функциональную схему системы регулирования, выполнить краткое описание ее работы на уровне основных функциональных узлов;

- произвести разработку структурной схемы ЭП и дать краткое описание передаточных функций основных функциональных узлов ЭП;

- произвести расчет постоянных времени и коэффициентов передачи звеньев неизменяемой части структурной схемы;

- рассчитать параметры цепей коррекции и регуляторов, согласно выбранному типу;

- на основании функциональной и структурной схемы произвести разработку электрической принципиальной схемы ЭП, выполнить расчет и выбор ее элементов;

- построить статические и динамические характеристики ЭП и дать их качественную оценку;

- разработать методику наладки проектируемой системы ЭП и выполнить расчет основных показателей надежности методом среднегрупповых интенсивностей отказа;

- произвести анализ выполненной работы по проектированию системы стабилизации скорости ЭП.

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части. Расчетно-пояснительная записка выполняется на листах белой бумаги форма­та А4 с рамкой и с основной подписью в соответствии с ГОСТ 2.104-68 «Основные надписи».

Расчетно-пояснительная записка включает:

- титульный лист;

- задание на курсовое проектирование;

- содержание;

- введение;

- основную текстовую часть, согласно заданию;

- заключение;

- литературу;

- приложение.

Пояснительная записка должна быть написана грамотно, техническим языком, текст должен быть кратким, чётким и не допускать различных толкований. Не допускается применять обороты разговорной речи, произвольные словообразования, сокращения слов, техницизмы.

Расчеты и данные к ним должны сопровождаться краткими пояснениями, формулы и другие справочные данные иметь ссылки на источник и полную экспликацию (пояснение символов). При оформлении расчетов формулы приводятся сначала в буквенном выражении, а затем - в цифровом, результаты вычислений указы­ваются с размерностями полученных величин.

Графическая часть должны быть выполнена в соответствии с требованиями действующих стандартов единой системы конструкторской документации (ЕСКД), на белой чертежной бумаге формата Al. Графический материал на формате Al раз­мещается следующим образом:

- электропривод. Схема функциональная (формат А2);

- электропривод. Схема структурная (формат А2);

- электропривод. Схема электрическая принципиальная (формат А2).

До защиты курсового проекта графический материал храниться в рулоне. После защиты формат А1складывается по формату А4 и помещается в папку с пояснительной запиской после приложения.

Общие требования к выполнению, правила выполнения всех видов электриче­ских схем регламентируются ГОСТ 2.702-75 “Правила выполнения электрических схем”. Следует добиваться наименьшего числа изломов и пересечений линий связи, сохраняя между параллельными линиями расстояние не менее 3 мм.

Завершенный и правильно оформленный курсовой проект предоставляется на проверку руководителю. После получения рецензии руководителя и устранения допущенных ошибок (если они выявлены), учащийся допускается к защите курсового проекта. Сроки защиты устанавливаются руководителем курсового проекта. Оценка за курсовой проект учитывается при выставлении итоговой оценки по дисциплине «Наладка и эксплуатация электроприводов» и заносится в приложение к диплому.
Критерии оценки выполнения и защиты курсового проекта
При оценивании результатов курсового проектирования учитываются сле­дующие моменты:

• 
  своевременность выполнения разделов курсового проекта, согласно кален­дарному графику (30 часов аудиторных занятий) и методическим рекомендациям по курсовому проектированию;
  
• 
  текущие оценки по курсовому проектированию (правильность и самостоя­тельность разработок);
  
• 
  соблюдение требований стандартов ЕСКД и другой нормативно - техни­ческой документации при оформлении пояснительной записки и графической час­ти курсового проекта;
  
• 
  качество выполнения графической части курсового проекта;
  
• 
  дополнительные творческие разработки, не предусмотренные содержанием курсового проекта (например, проектирование системы импульсно-фазового управления системой ЭП);
  
• 
  доклад учащегося о выполненной работе при защите курсового проекта (умение представить выполненную разработку, владение техническим языком при обосновании принятых решений);
  

умение приводить аргументированные ответы на вопросы по теме курсо­вого проекта при защите.

Оценка по курсовому проектированию выставляется, согласно таблице кри­териев оценивания результатов.
Таблица 4 – Критерии оценивания результатов курсового проектирования

Оценка	Критерии
1	2
4	КП выполнен с некоторыми существенными ошибками, устра­ненными с помощью руководителя КП. Допущено незначитель­ное отставание от графика выполнения КП. Недостаточно каче­ственное выполнение КП с соблюдением требований стандартов. Доклад и защита КП отражают общее представление учащегося о задачах проектирования.
5	КП выполнен с некоторыми существенными ошибками, само­стоятельно устраненными после получения рецензии руководи­теля КП. Недостаточно качественное выполнение КП с соблюде­нием требований стандартов. Доклад и защита КП происходят с помощью наводящих вопросов руководителя и отражают пони­мание учащимся задач проектирования.
6	КП выполнен с несущественными ошибками, самостоятельно устраненными после получения рецензии руководителя КП. Своевременное и качественное выполнение КП с соблюдением требований стандартов. Доклад и защита КП отражают понима­ние учащимся задач проектирования.

Продолжение таблицы 4

1	2
7	Самостоятельное и безошибочное выполнение КП с небольшими недочетами. Своевременное и качественное выполнение КП с соблюдением требований стандартов. В докладе и при защите КП учащийся использует полученные им ранее теоретические знания.
8	Самостоятельное и безошибочное выполнение КП. Своевремен­ное (или досрочное) и качественное выполнение КП с соблюде­нием требований стандартов. Грамотное представление и защита КП. Обоснованные ответы с выводами на вопросы по теме КП.
9	Самостоятельное и безошибочное выполнение КП. Своевремен­ное (или досрочное) и качественное выполнение КП с соблюде­нием требований стандартов. Свободное владение техническим языком при представлении и защите КП. Грамотные ответы на вопросы по теме КП.
10	Самостоятельное и безошибочное выполнение КП с элементами творчества. Своевременное (или досрочное) и качественное вы­полнение КП с соблюдением требований стандартов. Свободное владение техническим языком при представлении и защите КП. Грамотные ответы на вопросы по теме КП с использованием знаний из дополнительных литературных и других источников.

На основании критериев оценивания результатов курсового проектирования выделены четыре уровня, характеризующих выполнение поставленных задач:

• 
  уровень представления (оценка «4»);
  
• 
  уровень понимания (оценки «5», «6»);
  
• 
  уровень применения (оценки «7», «8», «9»);
  
• 
  уровень творчества (оценка «10»).
  

Введение
Введение в курсовой проект должно отражать следующие моменты:

- анализ требований к системе управления электроприводами;

- преимущества систем автоматического управления электроприводами;

- принцип построения современных систем автоматического управления электроприводами;

- принцип подчиненного регулирования многоконтурных систем.

Далее приводится название темы КП (по заданию) и, согласно варианту, указанному в задании, технические характеристики электродвигателя (ЭД) (по заданию руководителя КП). Технические характеристики ЭД оформить в виде таблицы 1.
Таблица 1 – Технические характеристики ЭД (указать тип ЭД по заданию)

Название параметра	Обозначение, размерность	Значение параметра

1 Разработка функциональной схемы
В данном разделе, используя [1], необходимо:

- дать понятие о функциональных схемах;

- на основании выданного задания обосновать принцип построения разрабатываемой схемы;

- привести описание полученной функциональной схемы (путь прохождения сигнала от начала и до конца схемы);

- выбрать в качестве:

а) датчика тока – стандартный шунт ШС75-50-0,1 Ом ±10%;

б) датчика скорости – тахогенератор на валу двигателя ТС1М.

- сделать ссылку на графическую часть проекта (КП ХХП4.ХХ.00.00.000 Э2)

В графической части проекта на функциональной схеме (формат А3) необходимо привести полную характеристику сети для подключения ЭП. Схема преобразователя электрической энергии (определена заданием) приводится полностью. Внутри функциональных блоков необходимо привести динамические характеристи­ки звеньев. Также следует обозначить все входные и выходные сигналы на схеме.

Размеры блоков подбираются таким образом, чтобы вся схема занимала не менее 75% от всей площади формата. Размеры элементов принципиальной схемы выполняются, согласно требованиям соответствующих стандартов единой системы конструкторской документации (ЕСКД).
2 Разработка структурной схемы
В данном разделе, используя [1], [2], необходимо:

- дать понятие о структурных схемах;

- исходя из функциональной схемы системы управления ЭП и особенностей входящих в нее элементов, разделить систему на динамические звенья, каждое из которых будет описываться дифференциальным уравнением не выше второго порядка.

Для каждого динамического звена записать передаточную функцию, которую можно получить из дифференциальных уравнений. Например, передаточная функция тиристорного преобразователя (ТП) в операторной форме
, (1)

где - коэффициент усиления ТП;

- постоянная времени ТП, с.
- на основе передаточных функций элементов функциональной схемы произвести построение структурной схемы ЭП;

- сделать ссылку на графическую часть проекта (КП ХХП4.ХХ.00.00.000 Э1).

В графической части проекта (формат А3) необходимо привести полную структурную схему ЭП. Внутри структурных блоков необходимо привести передаточные функции звеньев ЭП в операторной форме, например, рисунок 1



Рисунок 1 – Условное обозначение передаточной функции
Также следует обозначить все входные и выходные сигналы на схеме. Размеры блоков подбираются таким образом, чтобы вся схема занимала не менее 75% от всей площади формата.

3 Расчет параметров неизменяемой части структурной схемы

3.1 Расчет параметров электродвигателя
В данном разделе, используя [3], [4], необходимо:

- произвести расчет параметров электродвигателя сопротивление якорной цепи конструктивная постоянная двигателя, индуктивность якорной цепи);

- произвести расчет постоянных времени (электромеханическая, электромагнитная, малая некомпенсируемая постоянная времени).

Сопротивление якорной цепи двигателя , Ом, в нагретом состоянии определяется по формуле
, (2)

где - сопротивление якоря двигателя, Ом (по заданию);

- сопротивление дополнительных полюсов, Ом (по заданию);

- сопротивление щеточного коллектора, Ом;

- температурный коэффициент сопротивления, ;

для меди ;

- температура нагретого двигателя, °С;

=80°С;

- температура холодного двигателя, °С;

=20°С.
Сопротивление щеточного коллектора находим, исходя из выражения
, (3)

где - падение напряжения на щётках, В;

;

- номинальный ток двигателя, А (по заданию).
Находим конструктивную постоянную двигателя с, В с по формуле
, (4)

где - номинальное напряжение двигателя, В (по заданию)

- угловая скорость двигателя, .
Угловая скорость двигателя рассчитывается по формуле
, (5)

где - номинальная частота вращения, об/мин (по заданию).
Индуктивность двигателя , Гн, рассчитывается по формуле
, (6)

где - коэффициент учитывающий исполнение двигателя;

;

- число пар полюсов;

.
Индуктивность якорной цепи двигателя, требуемая для ограничения пульсаций, определяется по формуле
, (7)

где - относительная величина действующего значения первой гармоники выпрямленного напряжения при максимальном угле управления;

- ЭДС на выходе преобразователя, В;

;

- частота питающей сети, Гц;

- относительная величина действующего значения первой гармники тока нагрузки;

;

- число пульсаций (приложение А).
Относительная величина действующего значения первой гармоники выпрямленного напряжения определяется исходя из выражения
, (8)

где - максимальный угол открывания тиристоров, град.
Максимальный угол открывания тиристоров определяется по формуле
) (9)

где - минимальное напряжение ТП, В;

- требуемая ЭДС сети, В (приложение А).
Минимальное напряжение ТП определяется по формуле
, (10)

где - минимальная частота вращения двигателя, ;

- падение напряжения в сглаживающем дросселе, В;

- падение напряжения на тиристорах, В (приложение А).
Минимальная частота вращения двигателя определяется по формуле
, (11)

где – диапазон регулирования (по заданию).
В свою очередь можно найти, исходя из выражения
(12)
После расчета определяем необходимость установки сглаживающего дросселя:

- если , то сглаживающий дроссель не нужен;

- если , то сглаживающий дроссель необходим.

Индуктивность якорной цепи двигателя , Гн, равна
, (13)

где - индуктивность дросселя, Гн.
Если дроссель необходим, то из формулы (13) находим индуктивность сглаживающего дросселя
(14)
По справочнику необходимо выбрать номинальное значение сглаживающего дросселя, ближайшее большое по значению тока и индуктивности , Гн. Затем нужно пересчитать индуктивность якорной цепи двигателя, с поправкой на справочное значение по формуле
(15)
Если дроссель не нужен, то

Находим суммарную индуктивность цепей ЭП Гн, исходя из условия
(16)
Определим суммарное активное сопротивление ЭП , Ом
, (17)

где - сопротивление тиристоров в открытом состоянии, Ом;

- сопротивление сглаживающего дросселя в якорной цепи двигателя, Ом;

- сопротивление шунта, Ом.
Сопротивление тиристоров в открытом состоянии находим по выражению
(18)
Сопротивление сглаживающего дросселя определяем по формуле
(19)