МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано | Утверждаю |
___________________ Руководитель ООП по направлению 130400 декан ГФ проф. | _______________________ Зав. кафедрой ЭЭЭ проф. |
ПРОГРАММА учебной дисциплинЫ
«АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД МАШИН И УСТАНОВОК ГП»
Направление подготовки: 130400 Горное дело
Специализация: Электрификация и автоматизация горного производства
Квалификация (степень) выпускника: специалист, специальное звание "горный инженер"
Форма обучения: очная
Составитель: доцент каф. ЭЭЭ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Целями изучения дисциплины «Автоматизированный электропривод машин и установок» является ознакомление студентов с техническими решениями электроприводов для машин и механизмов, используемых в технологических процессах предприятий горной отрасли, обучение комплексному подходу к выбору и эксплуатации автоматизированных электроприводов горных машин, механизмов и установок, а также подготовка специалиста к следующим видам профессиональной деятельности: проектная, производственно-технологическая, научно-исследовательская.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина относится к базовой (общепрофессиональной) части цикла С.2. С3 основной образовательной программы подготовки специалистов по профилю «Электрификация и автоматизация горного производства» направления 130400 «Горное дело».
Изучению данного курса должно предшествовать усвоение следующих дисциплин: «Высшая математика», «Физика», «Теоретические основы электротехник», «Электрические аппараты», «Электрические машины», «Силовая преобразовательная техника».
Знания, полученные в результате освоения дисциплины, необходимы при выполнении дипломной выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин «Проектирование систем электропривода», «Эксплуатация систем электропривода», «Основы надежности электропривода».
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: способность и готовность создавать и эксплуатировать электромеханические комплексы и оборудование горных предприятий, включая электроприводы, преобразовательные устройства и их системы управления, способность и готовностью создавать и эксплуатировать системы автоматизации технологических процессов, машин и установок горного производства (ПСК-10-3), (ПСК-10-4).
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: общую теорию электропривода, элементную базу, характеристики и регулировочные свойства электроприводов машин и оборудования горного производства, принципы синтеза систем управления электроприводами машин и оборудования горного производства.
Уметь: применять и эксплуатировать электроприводы, электротехнические системы и оборудование в зависимости от условий эксплуатации и функционального назначения, применять, эксплуатировать и производить выбор оборудования электроприводов машин и установок, используемых на предприятиях горной отрасли,
Владеть: методами расчета, выбора, проектирования и конструирования электроприводов, электротехнических систем и оборудования горного производства, методами анализа режимов работы, определения параметров электроприводов и оборудования горных предприятий, а также методами наладки электроприводов в целях обеспечения требуемых режимов работы.
4. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Общая трудоемкость дисциплины составляет ______10_____ зачетных единиц.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
7 | 8 | 9 | 10 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 238 | ||||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Лекции | 170 | 51 | 51 | 68 | |
Практические занятия (ПЗ) | 68 | 17 | 17 | 34 | |
Семинары (С) | |||||
Лабораторные работы (ЛР) | |||||
Самостоятельная работа (всего) | 128 | 22 | 36 | 36 | 34 |
В том числе: | - | - | - | - | - |
Курсовой проект (работа) | 34 | ||||
Расчетно-графические работы | 22 | 36 | 36 | ||
Реферат | |||||
Другие виды самостоятельной работы | |||||
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | зач | экз. | экз. | ||
Общая трудоемкость час зач. ед. | 366 | ||||
10 |
5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Раздел 1. Введение | Роль автоматизированного электропривода в решении задач повышения энерговооруженности труда и автоматизации добычи полезных ископаемых. Основные направления развития автоматизированного электропривода в горной промышленности. Задачи курса, его содержание, связь со смежными дисциплинами. |
2. | Раздел 2. Общие вопросы систем автоматизированного электропривода для горных машин и установок. | Функциональная схема электропривода, состав и назначение элементов. Основные факторы, определяющих выбор автоматизированных электроприводов. Нагрузочные диаграммы. Выбор исполнительного двигателя по мощности. Условия эксплуатации на горных предприятиях. Энергетические показатели и энергосбережение при эксплуатации электроприводов. Показатели надежности и электромагнитной совместимости электроприводов. |
3. | Раздел 3. Электропривод конвейерных установок. | Основные сведения о конвейерах, используемых на горных предприятиях. Условия работы и требования, предъявляемые к электроприводам конвейерных установок с различными несущими органами. Определение мощности исполнительных двигателей. Размещение приводных станций. Способы регулирования производительности конвейеров и питателей. Системы электроприводов с скребковых и ленточных экскаваторов. Способы ограничения нагрузок в тяговом органе при пуске. Многодвигательные электроприводы. Способы выравнивания нагрузок в многодвигательных электроприводах. Типовые схемы систем электроприводов. Электроприводы переменного тока по схеме АВК. Частотно - регулируемые электроприводы переменного тока с векторным управлением. |
4. | Раздел 4. Электроприводы одноковшовых экскаваторов. | Условия работы, нагрузочные диаграммы и режимы работы основных механизмов одноковшовых экскаваторов. Требования, предъявляемые к электроприводам. Основные показатели одноковшовых экскаваторов и электроприводов главных механизмов. Виды электроприводов главных механизмов. Электроприводы постоянного тока По схеме Г-Д и ТП-Д. Возбудители генераторов и уровни форсировки в электроприводах по схеме Г-Д. Формирование статических характеристик и динамических свойств электроприводов. Способы токоограничения. Электроприводы по схеме ТП-Д с подчиненным регулированием. Схемы электроприводов с многообмоточными трансформаторами. Электроприводы переменного тока. |
5. | Раздел 5. Электропривод шахтных подъемных машин. | Нагрузочные диаграммы и режимы работы подъемных установок. Способы соединения приводных станций с подъемными машинами. Особенности технических требований, предъявляемых к электроприводам шахтных подъемных машин. Физические процессы. протекающие в электроприводе при подъеме груза. Электроприводы рудничного подъема по схеме Г-Д. Способы соединения якорных цепей генераторов и исполнительных двигателей. Возбудители генераторов. Электроприводы рудничного подъема по схеме ТП-Д. Особенности построения силовых схем электроприводов. Двухкомплектные электроприводы с раздельным и совместным управлением. Расчет систем управления электроприводами с подчиненным регулированием и реверсом по цепи якоря и по цепи возбуждения. Электроприводы переменного тока на основе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Технико-экономические показатели систем электроприводов подъемных установок. Пути развития электроприводов рудничного подъема. |
6. | Раздел 6. Электропривод насосных и вентиляторных установок. | Режимы работы насосных и вентиляторных установок. Требования предъявляемые к электроприводам. Обоснование целесообразности использования регулируемых электроприводов. Определение требуемой мощности и выбор исполнительного двигателя. Типовые схемы нерегулируемых электроприводов переменного тока. Способы регулирования частоты вращения, используемые в автоматизированных электроприводах. Закон оптимального управления академика Костенко. Принципы построения статических преобразователей, используемых в частотно-регулируемых электроприводах. Электроприводы вентиляторных установок по схеме АВК и на основе машины двойного питания. Каскадные электроприводы вентиляторных установок. |
7. | Раздел 7. Электроприводы машин и механизмов обогатительных фабрик | Системы электроприводов дробильно-измельчительного комплекса обогатительных фабрик, Режимы работы щековых и конусных дробилок. Технические требования, предъявляемые к электроприводам. Типовые схемы электроприводов на основе асинхронных двигателей с фазным ротором. Перспективы применения регулируемых электроприводов на основе частотно-регулируемых электроприводов с векторным управлением и DTS управлением. Особенности, технические характеристики и режимы работы шаровых мельниц. Способы и типовые схемы асинхронного пуска синхронных двигателей. Схемы, конструктивные особенности и принцип действия вентильных двигателей. Регулируемые электроприводы шаровых мельниц на основе вентильных двигателей. Основные тенденции развития регулируемых электроприводов машин и механизмов обогатительных фабрик. |
8. | Раздел 8. Электроприводы электрифицированного автомобильного и локомотивного транспорта. | Требования к электроприводам рудничных и карьерных электровозов. Системы электроприводов. Поверочные расчеты двигателей по условиям тяговых режимов. системы электроприводов самоходных дизель-электрических машин: автосамосвалов, бульдозеров. Особенности режимов работы, тормозные режимы. Конструкции электрических машин, аппаратов управления. Электроприводы самоходных вагонов подземного транспорта. Направления развития электроприводов самоходных транспортных машин. Применение электроприводов с полупроводниковыми преобразователями. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | … | |
1. | Проектирование систем электропривода | + | + | + | + | + | + | + | + |
2. | Эксплуатация систем электропривода | + | + | + | + | + | + | + | + |
3. | Основы надежности систем электропривода | + | + | + | + | + | + | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин | СРС | Все-го час. |
1. | Раздел 1. Введение | 6 | 6 | ||||
2. | Раздел 2. Общие вопросы систем автоматизированного электропривода для горных машин и установок. | 18 | 6 | 10 | 34 | ||
3 | Раздел 3. Электропривод конвейерных установок. | 26 | 8 | 20 | 54 | ||
4 | Раздел 4. Электроприводы одноковшовых экскаваторов. | 28 | 12 | 24 | 64 | ||
5 | Раздел 5. Электропривод шахтных подъемных машин. | 28 | 12 | 22 | 62 | ||
6 | Раздел 6. Электропривод насосных и вентиляторных установок. | 24 | 12 | 18 | 54 | ||
7 | Раздел 7. Электроприводы машин и механизмов обогатительных фабрик | 22 | 10 | 18 | 50 | ||
8 | Раздел 8. Электроприводы электрифицированного автомобильного и локомотивного транспорта. | 18 | 8 | 16 | 42 |
6. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
не предусмотрен
7. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ (СЕМИНАРЫ)
№ п/п | № раздела дисциплины | Тематика практических занятий (семинаров) | Трудо-емкость (час.) |
1. | 2 | Расчет и построение нагрузочных диаграмм электропривода. Определение мощности исполнительного двигателя методом средних потерь и методом эквивалентной мощности. | 4 |
2 | 3 | Расчет мощностей исполнительных двигателей многодвигательного электропривода ленточного конвейера. Построение функциональной схемы многодвигательного конвейера, расчет параметров широтно-импульсных преобразователей, включаемых в роторные цепи исполнительных двигателей в целях выравнивания нагрузки. | 8 |
3 | 4 | Разработка компьютерной модели электропривода механизма подъема одноковшового экскаватора. Исследование электромеханических процессов, протекающих в электроприводе. | 10 |
4 | 5 | Синтез системы управления электроприводом скипового подъема, выполненного по схеме ТП-Д с подчиненным регулированием. Расчет регуляторов тока и скорости. | 10 |
5 | 6 | Расчет экономии электроэнергии, получаемой от внедрения регулируемого электропривода насосной установки | 6 |
6 | 7 | Разработка функциональной схемы и компьютерной модели электропривода с DTS управления, предназначенного для щековой дробилки. Исследование электромеханических процессов, протекающих в электроприводе. | 16 |
7 | 8 | Разработка компьютерной модели электропривода самосвала на основе синхронных двигателей с магнитоэлектрическим возбуждением. Расчет регуляторов, входящих в состав электропривода Исследование электромеханических процессов, протекающих в электроприводе. | 14 |
8. ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ (РАБОТ)
Курсовые проекты, выполняемые в процессе изучения дисциплины, имеют следующие наименования:
- разработка электропривода ленточного конвейера;
- разработка электропривода скипового подъема;
- разработка электропривода конусной дробилки;
- разработка электропривода шаровой мельницы;
- разработка электропривода насоса водоотливной установки;
- разработка электропривода механизма подъема карьерного экскаватора.
9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ:
а) основная литература
1., Сабинин электропривода. СПб: «Энергоатомиздат», 2000 – 496 с.
2. Белов электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов, М: Издательский центр «Академия», 2004–576с.
3. ,, Терехов и автоматизация общепромышленных механизмов. М: «Энергия», 1980 - 360 c.
4. Малиновский электропривод машин и установок шахт и рудников. М.:Недра,1987.
5. Соколовский переменного тока с частотным управлением, М: Издательский центр «Академия», 2007 - 265 с.
б) дополнительная литература
6. , Рудаков управление моментом в электроприводе переменного тока машин и механизмов горного производства. Учебное пособие. Санкт-Петербургский горный институт. СПб, 2008 - 99 с.
7 , , Салювер по проектированию автоматизированных электроприводов и систем управления технологическими процессами. М: «Энергоиздат», 1982 - 416 c.
8. , , Соловьев электропривод горных машин и комплексов. Л.: Изд. ЛГИ, 1976.
9. , Соловьев электропривод конвейеров. Л.: Изд. ЛГИ, 1977.
10. , Соловьев одноковшовых экскаваторов. Л.: Изд. ЛГИ, 1978.
11. , Соловьев электропривод переменного тока шахтных подъемных машин. Л.: Изд. ЛГИ, 1981.
12. , Соловьев электропривод машин и установок подземных горных работ. Л.: Изд. ЛГИ, 1988.
13. , , Амбарцумян машин и установок шахт и рудников. Л.: Изд. ЛГИ, 1986.
14. , , Соловьев , взаимозаменяемость и технические измерения при электрификации горной промышленности. Конспект лекций. Л.: Изд. ЛГИ, 1982.
15. Переходные процессы в электроприводах горных машин и установок. / , , . СПб.: Изд. СПГГИ, 1997.
16. Системы электропривода и электрооборудование роторных экскаваторов / , , и др. М.: Энергоатомиздат, 1988.
17. Соловьев электромеханических систем электроприводов карьерных экскаваторов. Л.: Изд. ЛГИ, 1989.
18. , Амбарцумян типовых схем автоматизированных электроприводов горных машин. СПб.: Изд. СПГГИ, 1992.
в) программное обеспечение: пакет прикладных программ MATLAB-SIMULING, позволяющий производить исследование электромеханических процессов, протекающих в автоматизированных электроприводах машин и механизмов различного назначения.
10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ:
_____Компьютерные классы ауд. 7124, 6309.
11. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ:
Прием зачета и экзаменов тестированием знаний студентов с помощью теста в электронном виде.
. Разработчик:
кафедра ЭЭЭ доцент
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
Заведующий кафедрой ЭЭЭ профессор
