Таблица 4
Лекционные занятия (34 час)
Блок, модуль, раздел, тема | Часы | Ссылки на цели |
Семестр № 9 | ||
Введение. Задачи и структура курса. Назначение, классификация систем управления ЭП; релейно-контакторные системы; защиты электропривода. Обзор типов ЭП постоянного и переменного тока: тиристорные и транзисторные ЭП постоянного тока, асинхронные (АД с кзр – параметрическое и частотное регулирование, векторное управление; фазный ротор – параметрическое регулирование, АВК, МДП с частотным или векторным управлением) и синхронные (с электромагнитным и магнитоэлектрическим возбуждением – параметрическое при запуске, частотное регулирование, векторное управление; бесконтактный двигатель постоянного тока; синхронные реактивные машины, ДЭРы; шаговые и вентильно-индукторный двигатели – SRM); шаговые и гистерезисные двигатели и электроприводы. Непрерывные системы управления, системы управления скоростью и положением электроприводов постоянного и переменного тока, режимы позиционирования и слежения; точностные показатели в следящем электроприводе; особенности оптимизации следящих электроприводов с детерминированными и стохастическими воздействиями (со ссылками на соответствующие базовые дисциплины учебного плана). | 1 | 1,4 |
Параметрическое регулирование АД с короткозамкнутым ротором. - О возможностях использования схемы замещения. - Скоростные характеристики, механические характеристики (с асимптотами и критическими параметрами), формула Клосса, влияние параметров. - Реостатный и реакторный пуск. - Фазовое регулирование, регулировочная характеристика ТРН (для "длинного" управляющего импульса). Система ТРН-АД – разомкнутая и замкнутая по скорости. - СПР с КРТ – схема. Механические характеристики АД при питании от источника тока (с асимптотами и критическими параметрами), характеристики разомкнутой системы ИТ-АД и замкнутой СПР. - Допустимые нагрузки в области малых скольжений. - Область применения систем ТРН-АД. Системы софт-старта. | 2 | 1,2, 4,5,6 |
Частотное регулирование АД с кзр. - Определение. Законы типа . - Характеристики и структуры простейших ЭП без конкретизации вида ПЧ, скалярная и векторная I*R и I*x – компенсация, регулирование с постоянством потокосцеплений – их интерпретация по схеме замещения (характеристики). | 1 | 1,2, 4,5,6 |
Электроприводы с тиристорными преобразователями частоты. - НПЧ с ЕК (пример частотного пускателя ЭРАТОН), функциональная схема ЧРЭП с пояснениями по регулировочным характеристикам УВП. - АИТ, АИН при АИМ (с жесткой коммутацией) – их схемы, диаграммы и возможности. - Запираемые тиристоры Gate Turn Off и их модификации (IGCT). - Преимущества тиристорных ПЧ по перегрузочной способности и потерям. - Частотно-регулируемый ЭП на базе АИТ – функциональная схема, синтез регуляторов. | 2 | 1,2,3, 4,5,6 |
Электроприводы с транзисторными преобразователями частоты (на базе IGBT) – ЭП с АИН, двухзвенные НПЧ с АВН (Boost converters) и АВТ, матричные преобразователи, ключи переменного тока. ШИМ в АИН. Способы ШИМ – пофазная синусоидальная и SVM, SVPWM, компенсация “неидеальностей” ПЧ – “мертвого времени”, падений напряжения, пульсаций звена. Релейное регулирование токов, способы регуляризации СР – гистерезис, фильтр в ОС (“Размер”). | 3 | 1,2,3, 4,5,6 |
Каскадные электроприводы на базе АД с фазным ротором: электромашинный каскад, АВК и МДП (асинхронизированная синхронная машина) – схемы, характеристики, области применения, мощность преобразователя в цепи ротора. | 1 | 1,2,3, 4,5,6 |
Общие сведения о векторном управлении АД. Векторно-матричные модели машин переменного тока. Преобразования координат Кларка (Clarke) (разные случаи) (3->2) и Парка (Park) (1,2). Зависимость формул момента (мощностей) от выбора коэффициента согласования (условия инвариантности мощности). Уравнения АД в “стандартном” пространстве состояний. Принцип векторного управления АД (FOC). Асинхронный двигатель как динамический объект управления – двух - или трехканальность. Векторная диаграмма АД во вращающейся с. к. Классификация алгоритмов и систем ВУ. | 2 | 1,2,3, 4,5,6 |
Способы полеориентирования: непосредственное (Blaschke) и косвенное (Hasse) ориентирование по полю. Вычисление потокосцеплений при непосредственном ориентировании по полю и измеряемой частоте вращения – МЦС, МЦР, наблюдатель полного порядка типа Люенбергера (преимущества, проблемы и недостатки). | 1 | 2,3, 5,6 |
Структурно-функциональная схема ЭП с векторным управлением. Структура САУ в полеориентированной с. к. Синтез регуляторов на основе методики СПР, компенсация ЭДС – автономизация каналов. Обратные модели в СВУ, комбинированное управление (ВВП). Двухзонное регулирование с независимым и зависимым ослаблением потока, линеаризация КРС (канала управления моментом), модальное управление; наблюдающие устройства; адаптивно-модальное управление. | 2 | 2,3, 5,6 |
Частотно-токовое управление АД как частный случай ВУ. Определение. Вывод на основе уравнений и схемы замещения (ссылка на авторов и Москаленко). Реализация в "Размере" (с релейными КРТ и П-РТ, компенсация влияния ЭДС). | 1 | 1,2,3, 4,5,6 |
Способы торможения транзисторных ЭП: самовыбег, динамическое торможение, частотное торможение на балластное сопротивление. ПЧ с двунаправленным потоком энергии в ЗПТ: с АИТ, с реверсивным ВП-АИН, активными выпрямителями тока и напряжения, матричными конверторами, многокоординатный ЭП с рекуператором. Динамическое торможение АД, механические характеристики. | 2 | 1,2,3, 4,5,6 |
Энергооптимальное векторное управление АД на примере СВУ с минимальным током статора. | 1 | 1,2,3, 4,5,6 |
Адаптивное наблюдение потока. Вычисление частоты вращения в “бездатчиковых” ЭП – алгебраический способ; следящая система, совмещенная с ТА – пси q стремится к нулю. Способы, основанные на принципе настраиваемой модели: MRAS (Shauder & Peng); настраиваемый наблюдатель полного порядка; расширенный фильтр Калмана. Последние – с учетом адаптации. | 2 | 1,2,3, 4,5,6 |
Прямое управление моментом (потоком и моментом) (DTС, DFTC) – двухзонное с независимым ослаблением потока, релейный и непрерывный варианты. Идентификатор потока и скорости на основе Gopinath & MRAS. | 2 | 1,2,3, 4,5,6 |
Специальные функции интеллектуальных общепромышленных ПЧ – подхват вращающегося двигателя “на лету”, безударное переключение двигателя на сеть и обратно на ПЧ, динамическое торможение, автозапуск, автонастройка – предварительная активная идентификация параметров, адаптивность с текущей параметрической идентификацией. | 1 | 1,2,3, 4,5,6 |
Структуры ПЧ высоковольтных ЭП. Двухтрансформаторные схемы. Многоуровневые инверторы (на примере трехуровневого). ПЧ с Н-мостами. | 1 | 1,2,3, 4,5,6 |
Разработки и изделия новосибирских производителей современных ЧРЭП. Алгоритм частотного управления СМ-400 (СЧ-400) на Analog Devices ADSP2181+ADMC201 – уравнения, структура, реализация. Векторное управление в ЭРАТОН-М4, ИРБИ. Модификации частотника ЭРАТОН-М5 на Analog Devices ADMC401 и Motorola DSP56F803, высоковольтный синхронный ЭП – ЭРАТОН В. Цифровые системы управления; особенности учета дискретности по уровню и времени; обобщенная структурная схема и дискретная передаточная функция; синтез цифровых регуляторов; аппаратные и программные реализации цифровых систем. | 1 | 1,2,3, 4,5,6 |
Регулируемый синхронный электропривод. Конструкция двигателя, оси ротора. Математическая модель СД с электромагнитным возбуждением в одной оси. Угловая и механическая характеристики. СДЭМВ как объект управления. Обобщенная функциональная схема СУЭП. Понятие о рациональных режимах регулирования, векторные диаграммы и годографы векторов токов и потокосцеплений в функции момента, характеристики задатчиков токов якоря и возбуждения в первой зоне регулирования. | 3 | 1,2,3, 4,5,6 |
Регулируемый ЭП на базе СДПМ. Конструкция двигателя. Математическая модель СДПМ, ее особенности, механические характеристики СДПМ. Векторное управление с поперечным током якоря (частотно-токовое – в фазной и вращающейся с. к.). Двухзонное регулирование (с псевдоослаблением потока). Структурная схема ЭП, синтез регуляторов. | 3 | 1,2,3, 4,5,6 |
Бесконтактный двигатель постоянного тока на базе СДПМ (вентильный двигатель), принцип действия (на основе угловых характеристик), опережение угла включения тиристоров в функции частоты (производной угла). Вентильно-индукторный привод – преимущества (простота однополярного питания обмоток), принципы построения. Особенности систем управления с высокомоментными и вентильными двигателями. Дискретный шаговый электропривод, методы анализа с использованием циклограмм и структурных формул булевой алгебры; дискретные схемы программного управления в многопозиционных электроприводах; синтез дискретных систем; построение дискретных систем на основе интегральных микросхем. | 2 | 1,2,3, 4,5,6 |
Таблица 5
Практические занятия (17 час)
Блок, модуль, раздел, тема | Учебная деятельность | Часы | Ссылки на цели |
Семестр № 9 | |||
Непрерывные системы регулирования координат электроприводов | Студенты изучают функциональную схему, работу и характеристики вентильных ЭП постоянного тока трехфазных на базе мостовых схем выпрямления и реверсивного преобразователя на их основе с раздельным управлением на примере БТУ3601. | 2 | 7,8 |
Непрерывные системы регулирования координат электроприводов | Студенты изучают работу узлов схемы управления БТУ3601 по принципиальным схемам и временным диаграммам (регулятор скорости, регулятор и датчик тока, узел зависимого токоограничения, НЗ, ФПЕ и ПК, управляющий орган, формирователь импульсов, усилители импульсов, нагруженные на ИТ, устройство логики и ДПВ, узел защит). Адаптивный регулятор тока. | 8 | 7,8 |
Непрерывные системы регулирования координат электроприводов | Студенты изучают функциональную схему, работу и характеристики вентильных ЭП постоянного тока на базе шестифазных нулевых схем выпрямления и реверсивного преобразователя на их основе с совместным управлением на примере ЭТ6. | 2 | |
Непрерывные системы регулирования координат электроприводов | Студенты изучают работу узлов схемы управления ЭТ6 по принципиальным схемам и временным диаграммам (СИФУ, регулятор и датчик тока, регулятор скорости, схема ограничения минимального угла, схема ограничения тока, схема защит). | 4 | |
Обсуждение итогов защит курсовых работ и подготовка к зачету | Закрепление пройденного материала. | 1 |
Таблица 6
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
