| Государственное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«Пермский промышленно-коммерческий колледж»
Дисциплина
Электрический привод
Методические указания по выполнению контрольных работ для студентов заочного отделения специальности
140613 – Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования
(базовый уровень)
2010
Рассмотрено и одобрено на заседании предметно-цикловой комиссии специальности 140613 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»
Председатель ПЦК
______________Е.Г. Лебедева
«____»________________2010
Составлена в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 140613 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»
УТВЕРЖДАЮ
И.о.зам.директора по УР
_____________И.Г.Едовина
«___»_____________2010
Составитель: Лебедева Е.Г. – преподаватель Пермского промышленно-коммерческого колледжа, высшей категории
Пояснительная записка
Программой учебной дисциплины «Электрический привод» предусматривается изучение основ теории, схемных решений, характеристик и свойств автоматического электропривода (ЭП), включая вопросы расчета и выбора основных элементов и определения энергетических показателей.
Учебная дисциплина «Электрический привод» является специальной и базируется на знаниях, полученных студентами по учебным дисциплинам «Техническая механика», «Электротехника», «Электрические аппараты», «Электрические машины», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Электронная техника», «Автоматика», «Вычислительная техника». В свою очередь она является базовой для изучения дисциплины «Электрическое и электромеханическое оборудование» и выполнения дипломного проекта.
В результате изучения учебной дисциплины студент должен:
иметь представление:
- о роли и месте учебной дисциплины в сфере профессиональной деятельности техника специальности 1806;
- о современном уровне и тенденциях развития теории и техники электропривода;
знать:
- виды типовых технологических процессов, обеспечения которых осуществляет электропривод;
- основные функции, выполняемые электроприводом;
- свойства, характеристики, способы регулирования координат основных видов электроприводов;
- основные принципы построения релейно-контакторных систем управления ЭП;
- принцип действия, характеристики, свойства силовых преобразователей, применяемых в ЭП;
- принцип действия и конструкцию систем управления на бесконтакторных элементах;
- схемы систем автоматического регулирования (САР) координат электроприводов, их характеристики;
- принцип действия, особенности цифровых и цифро-аналоговых САР ЭП;
- принципы расчета параметров регуляторов типовых САР ЭП, их настройки;
- методы расчета и проверки мощности двигателей при различных режимах работы;
уметь:
- рассчитывать электромеханические и механические статические харак-теристики основных видов ЭП;
- самостоятельно составлять и свободно читать релейно-контакторные схемы управления ЭП;
- производить необходимые расчеты и выбирать по каталогам аппараты защиты и управления ЭП;
- рассчитывать потери энергии в ЭП при различных режимах работы и способах регулирования координат, оценивать его КПД и коэффициент мощности;
- производить расчет мощности двигателей, оценку степени его загрузки;
- выбирать измерительные приборы и собирать схемы для выполнения экспериментальных работ по исследованию автоматизированного электропривода;
- пользоваться каталогами, учебной и справочной литературой.
Контрольные работы выполняются в ученической тетради с полями. На первой странице нужно указать номер варианта. Содержание вопросов и задач переписываются полностью
Ответы на теоретические вопросы должны быть четкими без сокращений (за исключением общепринятых).
Задача выполняется с кратким пояснением.
В конце работы следует привести список использованной литературы, дату выполнения работы и поставить свою подпись. Необходимо оставить чистый лист для рецензирования.
Работы, выполненные не по своему варианту, а также скопированные (сканированные) с учебника ответы зачету не подлежат.
Оформление контрольной работы:
Титульный лист контрольной работы оформляется по установленному образцу. Работа оформляется на листах форматом А-4, объемом 11-12 страниц печатного текста (размер шрифта 14, интервал 1,5). Обязательны поля. Листы должны быть сброшюрованы и пронумерованы.
Главы и параграфы в работе должны быть относительно равномерны по объему. Материал должен излагаться логично, последовательно и соответствовать плану работы. Не допускается дословного механического переписывания текста из использованной литературы, за исключением цитат, которые должны сопровождаться ссылкой на источник. В тексте недопустимо сокращение слов, терминологических оборотов, наименований органов и организаций, если такие сокращения не являются общепринятыми в литературе.
Ссылка оформляется в конце страницы, на которой находится цитата. В ссылке указывается имя и фамилия автора, название статьи или монографии (для монографии — место и год издания, для периодических изданий — название журнала, год выпуска и номер), также указывается страница, на которой находится цитата, или цифровые данные. Все графики и рисунки сопровождаются номером, названием и ссылкой на источник. Все чертежи, графики необходимо выполнять простым карандашом, а когда это необходимо – цветным. Схемы должны выполняться с помощью чертежных принадлежностей, элементы должны иметь размеры согласно стандартам ЕСКД. Если графический материал выполнен на отдельном листе, то надо вклеить его в тетрадь.
Работа должна содержать: план, вводную часть, основной текст (главы и параграфы), заключительную часть, список использованной литературы.
Вводная часть отражает значение и актуальность темы, а также цели и задачи работы. В основной части излагаются и последовательно анализируются рассматриваемые проблемы, дается аргументация научных точек зрения, задачи выполняются с кратким пояснением.
В заключении приводятся собственные выводы автора по итогам работы, а также ее практическая значимость. В список использованной литературы могут быть включены учебники, монографии и статьи.
Контрольная работа, соответствующая всем предъявляемым требованиям, может быть оценена положительно и зачтена. Если работа не зачтена, она с учетом сделанных замечаний в рецензии должна быть переработана и вместе с первым отзывом представлена на повторное рецензирование.
Выполнение контрольной работы является обязательным условием для допуска студента к учебному зачету или экзамену.
Контрольные работы предъявляются на проверку не позднее, чем за две недели до начала сессии.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Вариант 1
1. Структурная схема автоматизированного электропривода и ее элементы.
2. Механическая характеристика двигателя постоянного тока независимого возбуждения и способ ее построения.
3. Электрические аппараты ручного управления (кнопочные выключатели, переключатели контроллеры). Выбор аппаратов ручного управления
4. Выполнить операцию приведения в случае подъема груза при следующих параметрах кинематической схемы:Jд
=0,1 кг∙м2
, J1
=0,03 кг∙м2
, J2
=2,5 кг∙м2
, m=1200 кг, Rб
=1,3 м, υио
=0,86 м/с, z1
=10, z2
=75, ηр
=0,97, ηр
=0,95.
Вариант 2
1. Одномассовая расчетная схема механической части электропривода. Расчет параметров одномассовой расчетной схемы.
2. Методы регулирования скорости ДПТ НВ, их регулировочные, энергетические и экономические показатели.
3. Электрические аппараты автоматического управления (контакторы, магнитные пускатели, реле тока, времени, напряжения, промежуточные). Выбор аппаратов автоматического управления.
4. Выполнить операцию приведения в случае спуска груза при следующих параметрах кинематической схемы:Jд
=0,15 кг∙м2
, J1
=0,04 кг∙м2
, J2
=3 кг∙м2
, m=1500 кг, Rб
=1,5 м, υио
=0,85 м/с, z1
=15, z2
=89, ηр
=0,95, ηр
=0,94.
Вариант 3
1. Многомассовые расчетные схемы.
2. Механическая характеристика двигателя постоянного тока последовательного возбуждения. Технология расчета естественной и искусственных механических характеристик ДПТ ПВ.
3. Системы управления электроприводами. Разомкнутые и замкнутые системы. Функции регулирования
4. Определить сопротивление резистора, включение которого обеспечит прохождение искус венной характеристики через точку с координатами ωи
=210 рад/с, Ми
=125 Н∙м. ДПТНВ имеет следующие паспортные данные: Рном
=30 кВт, nном
=2200 об/мин, Uном
.=440 В, Iном
=74 А, Rя
=0,3 Ом.
Вариант 4
1. Механические характеристики двигателя и механизма.
2. Методы регулирования координат и торможения ДПТ ПВ.
3. Разомкнутые системы управления электроприводом. Схемы управления электроприводом с АД.
4. Определить сопротивление резистора, включение которого обеспечит прохождение искус венной характеристики через точку с координатами ωи
=210 рад/с, Ми
=125 Н∙м. ДПТНВ имеет следующие паспортные данные: Рном
=30 кВт, nном
=2200 об/мин, Uном
.=440 В, Iном
=74 А, Rя
=0,3 Ом.
Вариант 5
1. Установившийся режим работы электропривода и его устойчивость.
2. Механическая характеристика асинхронного двигателя, ее характерные точки.
3. Разомкнутые системы управления электроприводом. Схемы управления электропривода с СД.
4. ДПТ имеет следующие паспортные данные; Рном=
45 кВт; nном
= 1000 об/мин; Iном
= 233 А; U
ном
=
220 В; ηном
= 85%.
Оценить тепловой режим двигателя методом эквивалентного момента при его работе по следующему циклу: время первого участка t1
= 15 мин, момент нагрузки
Мс1
=
440 Н-м; время второго участка t
2
=
30 мин, момент нагрузки Мс2
=
400 Н-м; время третьего участка t
3
= 25 мин, момент нагрузки Мс3
= 390 Н-м. Ток возбуждения и сопротивление якорной цепи не изменяются.
Вариант 6
1. Механические переходные процессы электропривода, методы их расчета.
2. Шаговые электродвигателя, их свойства.
3. Разомкнутые системы управления электроприводом. Схемы управления электроприводом с ДПТ.
4. АД имеет номинальные мощность Рном
= 55 кВт при ПВном
=
40% и скорость nном
= 1400 об/мин. Оценить нагрев двигателя, если он будет периодически включаться на 4 мин и преодолевать при этом момент нагрузки Мс
=400 Н-м, после чего будет отключаться на 7 мин. Если двигатель не проходит по условиям нагрева, то определить время включения, при котором перегрев двигателя не будет превосходить допустимый.
Вариант 7
1. Технология расчета естественной и искусственных механических характеристик.
2. Механическая характеристика, свойства синхронного двигателя.
3. Надежность электропривода. Методы расчета надежности. Способы повышения надежности
4. АД имеет номинальные мощность Рном
= 45 кВт при ПВном
=
60% и скорость nном
= 980 об/мин. Оценить нагрев двигателя, если он будет периодически включаться на 8 мин и преодолевать при этом момент нагрузки Мс
=450 Н-м, после чего будет отключаться на 10 мин. Если двигатель не проходит по условиям нагрева, то определить время включения, при котором перегрев двигателя не будет превосходить допустимый.
Вариант 8
1. Методы регулирования координат АД, их регулировочные, энергетические и экономические показатели.
2. Нагрев и охлаждение двигателей. Исполнение двигателей по способу охлаждения. Классы изоляции электродвигателей.
3. Системы управления электроприводами. Разомкнутые и замкнутые системы. Функции регулирования.
4. ДПТ имеет следующие паспортные данные; Рном=
300 кВт; nном
= 1250 об/мин; Iном
= 750 А; U
ном
=
440 В; ηном
= 91%. Оценить тепловой режим двигателя методом эквивалентного тока при его работе по следующему циклу: время первого участка t1
= 19 мин, момент нагрузки Мс1
=
2300 Н-м; время второго участка t
2
=
35 мин, момент нагрузки Мс2
=
2000 Н-м; время третьего участка t
3
= 25 мин, момент нагрузки Мс3
= 2200 Н-м. Ток возбуждения и сопротивление якорной цепи не изменяются.
Вариант 9
1. Тормозные режимы АД и методы их реализации.
2. Методы расчета мощности и выбора двигателей для различных режимов работы.
3. Разомкнутые системы управления электроприводом. Схемы управления электроприводом с ДПТ.
4. Двигатель работает в кратковременном режиме со временем включения tp
=30 c. Оценить нагрев постоянно включенного в его цепь резистора с номинальными данными Iном
=35 A, Tн
=150 c, если по нему протекает ток Iэкв
=70A.
Вариант 10
1. Однофазные АД, их свойства и характеристики.
2. Разомкнутые системы управления электроприводом. Схемы управления электропривода с СД.
3. Тормозные режимы ДПТ НВ и методы их реализации.
4. Двигатель пускается через равные промежутки времени с частотой 400 включений в час. Пусковой резистор обтекается током Iэкв
=119 А течение 4,5 с. Определить, может ли быть применен в этом случае ящик резисторов, элементы которого рассчитаны на номинальный продолжительный ток 85 А и постоянную времени нагрева 250 с.
Вопросы к экзамену по дисциплине «Электрический привод»
1 Структурная схема автоматизированного электропривода и ее элементы.
2 Одномассовая расчетная схема механической части электропривода. Расчет параметров одномассовой расчетной схемы. Многомассовые расчетные схемы.
3 Основное уравнение движения электропривода. Механические характеристики двигателя и механизма.
4 Установившийся режим работы электропривода и его устойчивость.
5 Механические переходные процессы электропривода, методы их расчета.
6 Механическая характеристика двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Методы регулирования координат ДПТ НВ, их регулировочные, энергетические и экономические показатели.
7 Тормозные режимы ДПТ НВ и методы их реализации.
8 Механическая характеристика двигателя постоянного тока последовательного возбуждения. Технология расчета естественной и искусственных механических характеристик ДПТ ПВ.
9 Методы регулирования координат и торможения ДПТ ПВ.
10 Механическая характеристика асинхронного двигателя, ее характерные точки. Схема замещения АД.
11 Технология расчета естественной и искусственных механических характеристик. Методы регулирования координат АД, их регулировочные, энергетические и экономические показатели.
12 Тормозные режимы АД и методы их реализации.
13 Однофазные АД, их свойства и характеристики.
14 Механическая характеристика, свойства синхронного двигателя.
15 Шаговые электродвигателя, их свойства.
16 Вентильный двигатель.
17 Принцип действия, характеристики и свойства тирристорного управляемого выпрямителя.
18 Нагрев и охлаждение двигателей. Исполнение двигателей по способу охлаждения. Классы изоляции электродвигателей.
19 Методы расчета мощности и выбора двигателей для различных режимов работы.
20 Номинальные режимы работы электродвигателей. Особенности электродвигателей с различными номинальными режимами работы.
21 Электрические аппараты ручного управления (кнопочные выключатели, переключатели контроллеры). Выбор аппаратов ручного управления
22 Электрические аппараты автоматического управления (контакторы, магнитные пускатели, реле тока, времени, напряжения, промежуточные). Выбор аппаратов автоматического управления.
23 Системы управления электроприводами. Разомкнутые и замкнутые системы. Функции регулирования.
24 Разомкнутые системы управления электроприводом. Схемы управления электроприводом с АД.
25 Разомкнутые системы управления электроприводом. Схемы управления электропривода с СД.
26 Разомкнутые системы управления электроприводом. Схемы управления электроприводом с ДПТНВ.
27 Замкнутые системы управления электродвигателем. Основы теории замкнутых систем.
28 Замкнутые системы управления с ДПТНВ.
29 Замкнутые системы регулирования положения. Следящий электропривод.
30 Надежность электропривода. Методы расчета надежности. Способы повышения надежности
ЛИТЕРАТУРА:
Основная
1. Москаленко В.В. Электрический привод: Учеб. пособие для студ. образовательных учреждений сред. проф. образования. - М.: Мастерство: Высшая школа, 2000.
Дополнительная
1. Чиликин М.Г., Сандер А.С. Общий курс электропривода. - М.: Высшая школа, 1984.
2. Васин В.М. Электрический привод: Учеб. пособие для техн. - М.: Высшая школа, 1984.
3. Чернов Е.А. Электропривод и электрооборудование в автоматизированном производстве.-М.: Машиностроение, 1992.
4. Бочаров Ю.Н. и др. Микропроцессорные системы управления электроприводами. -Л.: ЛИИ, 1986.
5. Комар М.А. Основные электроприводы и аппараты управления: Учеб. пособие для техникума. - М.: Энергия, 1968.
6. Цейтли Л.С. Электропривод, электрооборудование и основы управления. –М.: Высшая школа, 1985.
Государственное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«Пермский промышленно-коммерческий колледж»
Предметно-цикловая комиссия специальности 140613
шифр_________
Дисциплина «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Преподаватель: Е.Г. Лебедева
Студент гр.4ЭЗ И.О.Ф
2010
|