Утверждаю - Информационная система университета

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ЭЛЕКТРОПРИВОДА И АВТОМАТИЗАЦИИ
ПРОМЫШЛЕННЫХ УСТАНОВОК
“УТВЕРЖДАЮ”
Декан
Электромеханического факультета
______________ Щуров Н.И.
“___” _____________ 200
г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
ООП:
140604 – Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических
комплексов; квалификация – инженер
Факультет Электромеханический
Курс 5 семестр 9
Лекции
Практические /лабораторные работы
– 34 час
– 17/17 час
Расчетно-графические работы
Курсовые работы
Самостоятельная работа
– – 9 семестр
– 113 час
Экзамен / Зачет
Всего
– -/9 семестр
– 181 час
Новосибирск
2006
Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта
высшего профессионального образования по направлению 654500 – Электротехника,
электромеханика и электротехнологии.
Регистрационный номер 207 тех/дс, дата утверждения 27.03.2000 г.
Шифр дисциплины в ГОС: СП.04, СД.02, дисциплина специальности, федеральный
компонент
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры электропривода и автоматизации
промышленных установок – протокол № __8__ от _31 августа _ 2006 г.
Программу разработал:
д.т.н., профессор
______________ Панкратов В.В.
Заведующий кафедрой
______________ Аносов В.Н.
Ответственный за основную
образовательную программу,
зав. каф. ЭАПУ
______________ Аносов В.Н.
1.
Внешние требования
Таблица 1
Требования ГОС к обязательному минимуму содержания учебной дисциплины
Шифр
Содержание учебной дисциплины
Часы
дисциплины
СД.02
Системы управления электроприводов:
181
назначение, классификация систем управления; релейноконтакторные системы; защиты электропривода; 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
микросхем;
непрерывные
системы
управления
в
электроприводах;
непрерывные
системы
управления
скоростью электропривода постоянного тока; модальное
управление; наблюдающие устройства; адаптивно-модальное
управление; адаптивный регулятор тока; системы управления
с
высокомоментными
и
вентильными
двигателями;
непрерывные системы управления скоростью электропривода
переменного тока; непрерывные системы управления
положением электропривода; режимы позиционирования и
слежения; точностные показатели в следящем электроприводе;
особенности оптимизации следящих электроприводов с
детерминированными и стохастическими воздействиями;
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.
Квалификационные требования
Выпускник должен уметь решать задачи, соответствующие квалификации инженера
по специальности 140604. Подготовка выпускника должна обеспечивать квалификационные
умения для решения профессиональных задач:
 разработки и оптимизации дискретных, непрерывных и цифровых систем
автоматического управления динамическими объектами, включающими электрические,
электромеханические, механические и информационные преобразователи и устройства,
предназначенными для преобразования электрической энергии в механическую и
наоборот;
 анализа и синтеза алгоритмов управления регулируемыми, позиционными и следящими
электроприводами;
 взаимодействия со специалистами смежного профиля при разработке математических
моделей объектов и процессов управляемого электромеханического преобразования
энергии, алгоритмического и программного обеспечения систем электропривода.
Инженер должен знать:
 методы разработки обобщенных вариантов решения задач электропривода, анализа
вариантов, прогнозирование последствий, отыскание компромиссных решений в
условиях многокритериальности, неопределенности;
 методы создания и анализа теоретических моделей, позволяющих прогнозировать
свойства и поведение объектов автоматизированного электропривода;
 методы экспериментального исследования, правила и условия выполнения работ;
 методы проведения технических расчетов и определения технико-экономической
эффективности разработок;
 принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности
разрабатываемых и используемых технических средств, их свойства;
 достижения науки и техники, передовой и зарубежный опыт в области автоматического
управления электроприводами;
 аналитические и численные методы для анализа математических моделей
электромеханических систем с использованием компьютерной техники.
Инженер должен владеть:
 современными методами анализа и синтеза систем автоматизированного
электропривода, в том числе – с использованием компьютерной техники;
 методами математического моделирования систем управления электроприводами;
 методами расчета устройств, применяемых в системах управления электроприводами;
 методами экспериментальных исследований и проведения стандартных испытаний по
определению основных показателей систем управления электроприводами.
2. Особенности (принципы) построения дисциплины
Таблица 2
Особенности (принципы) построения дисциплины
Особенность (принцип)
Содержание
Основание для введения
дисциплины в учебный
Стандарт направления
план направления или
специальности
Студенты специальности
Адресат дисциплины
140604 – Электропривод и автоматика промышленных
установок и технологических комплексов
Обеспечение специальной инженерной подготовки в области
автоматического
управления
устройствами
электромеханического преобразования энергии и, в частности,
Главная цель дисциплины
электроприводами различных видов; развитие инженерного
мышления; приобретение знаний, необходимых для дипломного
проектирования и успешной работы по специальности.
Задачи анализа и синтеза алгоритмов и устройств
Ядро дисциплины
автоматического управления электроприводами различной
структуры и назначения.
Требования к начальной
 Для успешного изучения дисциплины студенту
подготовке, необходимые необходимы знания, получаемые из курсов теоретических
для успешного освоения основ электротехники, электроники, электрических машин,
дисциплины
теории автоматического управления, основ и теории
электропривода.
 Опыт работы на персональном компьютере, знание
прикладных программ моделирования динамических систем
(MATLAB – Simulink).
 Опыт практической работы с нагрузочными и
лабораторными стендами.
Уровень требований по
Соответствует требованиям Стандарта
сравнению со Стандартом
Объем дисциплины в 34 час лекций, 17 час практических занятий, 17 часов
часах
лабораторных работ
Регулируемый, позиционный и следящий электропривод,
статическая точность, диапазон регулирования, показатели
Основные
понятия
качества
переходных
процессов,
дифференциальные
дисциплины
уравнения,
структурные
и
функциональные
схемы,
передаточные функции.
Обеспечение
последующих дисциплин Подготовка к преддипломной практике и дипломному
образовательной
проектированию.
программы
Практическая часть дисциплины содержит практические
занятия, курсовую работу, лабораторные работы. Студенты
Практическая
часть применяют теоретические положения для расчета типовых
дисциплины
схем электроприводов. Для проведения практических занятий
используются два специальных учебных пособия по разделам
дисциплины.
Направленность
дисциплины на развитие
общепредметных,
общеинтеллектуальных
Классификация, анализ, синтез, моделирование, выделение
умений,
обладающих главного, формулирование проблем.
свойством
переноса,
направленность
на
саморазвитие
Современные информационные технологии используются как
Дисциплина
и инструмент исследования и оформления результатов,
современные
используемого в дисциплине (программные средства MATLAB
информационные
– Simulink и др. как средства выполнения расчетов, анализа,
технологии
принятия решения; MS Office как средство оформления
курсовых работ и лабораторных отчетов).
3. Цели учебной дисциплины
Таблица 3
Цели учебной дисциплины
После изучения дисциплины студент будет
иметь представление:
1
о множестве задач автоматического управления электроприводами и методах их
решения в зависимости от особенностей объекта электропривода
2
о методах анализа, синтеза и оптимизации систем автоматического управления
электроприводами
3
о
современных
проблемах
теории
автоматического
управления
электроприводами и новых видах электроприводов и систем управления
знать:
4
5
6
основные виды систем электропривода постоянного и переменного тока, их
особенности и технические возможности
методы анализа и синтеза алгоритмов управления типовых систем
электропривода
основные элементы и устройства систем автоматизированного электропривода и
принципы их расчета
уметь:
использовать полученные в процессе изучения дисциплины знания при выборе
типа электропривода, силового преобразователя электрической энергии и т.п.
8
рассчитывать
регуляторы
типовых
структур
систем
управления
электроприводами и выбирать элементы силовой электроники
иметь опыт:
7
9
10
расчета типовых структур систем управления электроприводами и устройств
силовой электроники
моделирования
систем
и
процессов
автоматического
управления
электроприводами
4. Содержание и структура учебной дисциплины
Таблица 4
Лекционные занятия (34 час)
Блок, модуль, раздел, тема
Часы
Ссылки
на цели
1
1,4
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).
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.
Частотное регулирование АД с кзр.
 Определение. Законы типа М.П. Костенко.
 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).
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.
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”).
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.
Общие сведения о векторном управлении АД. Векторно-матричные
модели машин переменного тока. Преобразования координат Кларка
2
1,2,
4,5,6
1
1,2,
4,5,6
2
1,2,3,
4,5,6
3
1,2,3,
4,5,6
1
1,2,3,
4,5,6
2
1,2,3,
(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 – двухили трехканальность. Векторная диаграмма АД во вращающейся с.к.
Классификация алгоритмов и систем ВУ.
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).
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.
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).
Способы торможения транзисторных ЭП: самовыбег, динамическое
торможение, частотное торможение на балластное сопротивление. ПЧ с
двунаправленным потоком энергии в ЗПТ: с АИТ, с реверсивным ВПАИН, активными выпрямителями тока и напряжения, матричными
конверторами, многокоординатный ЭП с рекуператором.
Динамическое торможение АД, механические характеристики.
Энергооптимальное векторное управление АД на примере СВУ с
минимальным током статора.
4,5,6
1
2,3,
5,6
2
2,3,
5,6
1
1,2,3,
4,5,6
2
1,2,3,
4,5,6
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.
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.
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
2
1,2,3,
4,5,6
2
1,2,3,
4,5,6
1
1,2,3,
4,5,6
параметров, адаптивность с текущей параметрической идентификацией.
Структуры ПЧ высоковольтных ЭП. Двухтрансформаторные схемы.
Многоуровневые инверторы (на примере трехуровневого). ПЧ с Нмостами.
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.
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.
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.
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.
1
1,2,3,
4,5,6
1
1,2,3,
4,5,6
3
1,2,3,
4,5,6
3
1,2,3,
4,5,6
2
1,2,3,
4,5,6
Таблица 5
Практические занятия (17 час)
Блок, модуль, раздел, тема
Учебная деятельность
Семестр № 9
Непрерывные
регулирования
электроприводов
системы Студенты изучают функциональную
координат схему, работу и характеристики
вентильных ЭП постоянного тока
трехфазных на базе мостовых схем
Часы
Ссылки
на цели
2
7,8
Непрерывные
регулирования
электроприводов
системы
координат
Непрерывные
регулирования
электроприводов
системы
координат
Непрерывные
регулирования
электроприводов
системы
координат
Обсуждение
итогов
защит
курсовых работ и подготовка к
зачету
выпрямления
и
реверсивного
преобразователя на их основе с
раздельным управлением на примере
БТУ3601.
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.
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.
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).
Закрепление пройденного материала.
8
2
7,8
4
1
Таблица 6
Лабораторные работы (17 час)
семестр № 9
Название
лабораторной
работы
Исследование
характеристик
станции
группового
частотного
управления
электроприводами
насосных
агрегатов СЧ-400
Учебная деятельность
Часы
Студенты
изучают
функции,
процедуры
наладки и осваивают
работу станции СЧ-400
8
Ссылки
на цели
6,8
9,10
Оборудование
Станция СЧ-400 с двумя
асинхронными
двигателями,
имитационная
управляющая
модель
канализационной
насосной станции для
формирования режимов
работы
СЧ-400
и
отображения
хода
технологического
процесса
на
базе
Исследование
характеристик
асинхронного
электропривода с
векторным
или
частотно-токовым
управлением
Студенты
изучают
процессы, динамические
и
статические
характеристики
электроприводов "ИРБИ"
или
"Размер".
Сопоставляют
результаты теории и
эксперимента
8
Зачетное занятие
Студенты
защищают
выполненные
лабораторные
работы,
демонстрируют
приобретенные знания и
навыки
1
4, 5, 6
8, 9,
10
персонального
компьютера, техническое
описание, инструкция по
эксплуатации, набор схем
Преобразователи
электроприводов
"Размер" и "ИРБИ" с
подключенными
асинхронными
двигателями
и
настольные пульты с
органами,
управления,
индикации и отображения
(осциллографами),
техническое
описание,
инструкция
по
эксплуатации, набор схем
-
5. Учебная деятельность
В течение семестра студенты выполняют курсовую работу, которая охватывает
основные темы практической части курса.
Цель. Привить студентам навыки расчета и выбора основных элементов непрерывных
систем регулируемого электропривода.
Задание на курсовую работу изложено в методических указаниях [ОЛ.7, ДЛ.13].
Самостоятельная работа студентов охватывает: подготовку к выполнению
лабораторных работ – 17 часов, подготовку к лекциям и проработку лекционного материала
к зачету – 34 часа, подготовку к практическим занятиям – 17 часов, выполнение и
подготовку к защите курсовой работы – 45 часов.
6. Правила аттестации студентов по учебной дисциплине
Аттестация проводится в соответствии с планом ООП – зачет в 9-м семестре. К
зачету допускаются студенты, выполнившие и защитившие все лабораторные работы и
курсовую работу. При аттестации используются контролирующие материалы, образцы
которых приведены в п.8.
7. Список литературы
7.1. Основная литература
1. Терехов В. М., Осипов В. И. Системы управления электроприводов. – М.:
Издательский центр «Академия», 2005.
2. Усынин Ю.С. Системы управления электроприводов: Учебное пособие для вузов. –
Челябинск, Изд-во ЮУрГУ, 2004.
3. Панкратов В.В., Зима Е.А. Энергооптимальное векторное управление асинхронными
электроприводами: Учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005.
4. Симаков Г.М. Системы автоматического управления электроприводами: Учебное
пособие по курсовому проектированию. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006.
7.2. Дополнительная литература
1. Панкратов В.В. Векторное управление асинхронными электроприводами: Учебное
пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999.
2. Симаков Г.М., Гринкевич Д.Я. Системы управления электроприводами: Учебное
пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001.
3. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат,
2001.
4. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода: Учебник для вузов. – СПб.:
Энергоатомиздат, Санкт-Петербургское отд-ние, 2000.
5. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами:
Учебное пособие для вузов. – Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982.
6. Зимин Е.Н., Яковлев В.И. Автоматическое управление электроприводами: Учебное
пособие для студентов. – М.: Высшая школа, 1979.
7. Динамика вентильного электропривода постоянного тока/ Под ред. А.Д. Поздеева. –
М.: Энергия, 1975.
8. Комплектные системы управления электроприводами тяжелых металлорежущих
станков/ Н.В. Донской, А.А. Кириллов, Я.М. Купчан и др. Под ред. А.Д. Поздеева. – М.:
Энергия, 1980.
9. Герман-Галкин С. Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в
MATLAB6. 0: Учебное пособие. - СПб. : КОРОНА принт, 2001.
10. Зимин Е.Н., Кацевич В.Л., Козырев С.К. Электроприводы постоянного тока с
вентильными преобразователями. – М.: Энергоиздат, 1981.
11. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем
управления технологическими процессами/ Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина,
М.Л. Самовера. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат, 1982.
12. Справочник по автоматизированному электроприводу/ Под ред. В.А. Елисеева и А.В.
Шинянского. – М.: Энергоатомиздат, 1983.
13. Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный электропривод. – М.: Энергия, 1969.
14. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер.
с нем. – М.: Мир, 1982.
15. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Ученое пособие для вузов. – М.: Высшая
школа, 1982.
16. Системы управления электроприводами. МУ к курсовому проектированию. –
Новосибирск, Изд-во НЭТИ, 1987.
8. Контролирующие материалы для аттестации студентов по дисциплине
Контролирующие материалы по дисциплине включают в себя:
8.1. Текущий контроль по вопросам, изучаемым на практических занятиях. Примеры
вопросов: “Логическое устройство БТУ 3601”, “Ограничение тока якоря в преобразователе
БТУ 3601. НЗ и ФПЕ”.
8.2. Итоговый контроль знаний, умений и навыков по дисциплине. Зачет (семестр 9).
Вопросы к зачету приведены в контролирующих материалах.
8.3. Проверка остаточных знаний по дисциплине на основе специально подготовленных
вопросов, см. паспорт контролирующих материалов.
Дополнения и изменения к рабочей программе на 20
/20
учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры «___» ________ 20
Заведующий кафедрой
«___»__________20
г.
г.
Вопросы к зачету
Вопросы по лекционному курсу СУЭП переменного тока.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Параметрическое регулирование асинхронных двигателей с короткозамкнутым
ротором. Фазовое управление. Системы "ТРН-АД" – разомкнутые и с обратными
связями. Область применения, допустимые нагрузки.
Частотное регулирование АД. Закон М.П. Костенко. IR-компенсация. Обобщенная
структурно-функциональная схема электропривода с частотным регулированием.
Непосредственные преобразователи частоты. Схемы, особенности и характеристики.
Функциональная схема электропривода на базе НПЧ.
Тиристорные преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока
(напряжения), их виды и особенности. Способы управления двухзвенными ПЧ при
жесткой коммутации и АИМ. Коммутационные функции, формы напряжений и токов.
Транзисторные ПЧ с АИН и ШИМ. Пофазная синусоидальная и пространственновекторная ШИМ. Прямое разрывное управление ключевыми элементами АИН в
релейных контурах регулирования токов нагрузки.
Методика
синтеза
регуляторов
частотно-регулируемого
асинхронного
электропривода.
Каскадные схемы асинхронных электроприводов – АВК и МДП, их характеристики.
Особенности выбора мощности ПЧ для машин двойного питания.
Асинхронный двигатель как объект управления. Принцип векторного управления АД.
Способы автоматической ориентации вращающейся системы координат в системах
векторного управления АД. Алгоритмы вычисления ориентирующего вектора.
Частотно-токовое управление АД как частный случай векторного. Структурные
схемы алгоритмов управления, характеристики.
Структурно-функциональная схема СВУ. Синтез регуляторов. Принципы управления
ослаблением потока при двухзонном регулировании, линеаризация контура скорости.
Способы торможения двигателя в транзисторных частотно-регулируемых
электроприводах переменного тока.
Энергооптимальное векторное управление АД.
"Бездатчиковые" асинхронные электроприводы: способы вычисления оценок
ориентирующего вектора и частоты вращения.
Прямое управление моментом АД, его отличия от классического векторного.
Структурно-функциональная схема электропривода, характеристики.
Преобразователи частоты высоковольтных электроприводов переменного тока.
Регулируемый электропривод на базе синхронного двигателя с магнитоэлектрическим
возбуждением. Математическая модель СДПМ. Системы частотно-токового
(векторного с ориентацией по положению ротора) управления СДПМ.
Рациональные способы векторного (частотно-токового) управления СД с
электромагнитным возбуждением. Особенности управляемых преобразователей
электрической энергии для частотно-регулируемых синхронных электроприводов.
Особенности конструкции специальных частотно-регулируемых СД.
Бесконтактный (вентильный) двигатель постоянного тока. Функциональная схема,
принцип действия, характеристики.
Вентильно-индукторный электропривод. Принципы построения, преимущества и
недостатки.
Вопросы по системам управления вентильными электроприводами постоянного тока.
21.
22.
Функциональная схема ЭПУ-1-2П.
Функциональная схема БТУ 3601.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
Формирователи импульсов БТУ 3601.
Усилители импульсов БТУ 3601.
Датчик проводимости вентилей БТУ 3601.
Логическое устройство БТУ 3601.
Управляющий орган БТУ 3601.
Схема переключателя характеристик БТУ 3601.
Регулятор и датчик тока БТУ 3601.
Ограничение тока якоря в преобразователе БТУ 3601. НЗ и ФПЕ.
Узел зависимого токоограничения БТУ 3601.
Схема защиты БТУ 3601.
Регулятор скорости БТУ 3601.
Функциональная схема ЭТ-6.
СИФУ ЭТ-6.
Ограничение тока в преобразователе ЭТ-6.
Схема ограничения минимального угла ЭТ-6.
Регуляторы скорости и тока ЭТ-6.
Схема источника питания ЭТ-6.
Схема защиты ЭТ-6.
Вопросы для проверки остаточных знаний
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Статические характеристики АД при параметрическом и частотном регулировании.
Схема и принцип действия системы "ТРН-АД". Фазовое регулирование.
Закон М.П. Костенко при частотном регулировании АД.
Преобразователи частоты с непосредственной связью и естественной коммутацией в
ЭП переменного тока.
ПЧ с транзисторными АИН и ШИМ – особенности и ограничения.
Стандартные настройки контуров регулирования СПР.
Принцип векторного управления АД.
Понятие частотно-токового управления.
Бесконтактный (вентильный) двигатель постоянного тока. Функциональная схема,
принцип действия, характеристики.
Способы
управления
реверсивными
вентильными
преобразователями
в
электроприводах постоянного тока.
Назначение узлов функциональной схемы ЭП с совместным управлением (на примере
ЭТ6).
Назначение узлов функциональной схемы ЭП с раздельным управлением (на примере
БТУ 3601).
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 1
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Параметрическое регулирование асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Фазовое управление. Системы "ТРН-АД" – разомкнутые и с обратными связями. Область применения,
допустимые нагрузки.
2. Схема защиты ЭТ-6.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 2
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Частотное регулирование АД. Закон М.П. Костенко. IR-компенсация. Обобщенная структурнофункциональная схема электропривода с частотным регулированием.
2. Схема источника питания ЭТ-6.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 3
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Непосредственные преобразователи частоты. Схемы, особенности и характеристики.
Функциональная схема электропривода на базе НПЧ.
2. Регуляторы скорости и тока ЭТ-6.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 4
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Тиристорные преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока
(напряжения), их виды и особенности. Способы управления двухзвенными ПЧ при жесткой коммутации
и АИМ. Коммутационные функции, формы напряжений и токов.
2. Схема ограничения минимального угла ЭТ-6.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 5
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Транзисторные ПЧ с АИН и ШИМ. Пофазная синусоидальная и пространственно-векторная
ШИМ. Прямое разрывное управление ключевыми элементами АИН в релейных контурах регулирования
токов нагрузки.
2. Ограничение тока в преобразователе ЭТ-6.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 6
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Методика синтеза регуляторов частотно-регулируемого асинхронного электропривода.
2. СИФУ ЭТ-6.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 7
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Каскадные схемы асинхронных электроприводов – АВК и МДП, их характеристики.
Особенности выбора мощности ПЧ для машин двойного питания.
2. Функциональная схема ЭТ-6.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 8
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Асинхронный двигатель как объект управления. Принцип векторного управления АД.
2. Регулятор скорости БТУ 3601.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 9
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Способы автоматической ориентации вращающейся системы координат в системах векторного
управления АД. Алгоритмы вычисления ориентирующего вектора.
2. Схема защиты БТУ 3601.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 10
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Частотно-токовое управление АД как частный случай векторного. Структурные схемы
алгоритмов управления, характеристики.
2. Узел зависимого токоограничения БТУ 3601.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 11
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Структурно-функциональная схема СВУ. Синтез регуляторов. Принципы управления
ослаблением потока при двухзонном регулировании, линеаризация контура скорости.
2. Ограничение тока якоря в преобразователе БТУ 3601. НЗ и ФПЕ.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 12
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Способы торможения двигателя в транзисторных частотно-регулируемых электроприводах
переменного тока.
2. Регулятор и датчик тока БТУ 3601.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 13
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Энергооптимальное векторное управление АД.
2. Схема переключателя характеристик БТУ 3601.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 14
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. "Бездатчиковые" асинхронные электроприводы: способы вычисления оценок ориентирующего
вектора и частоты вращения.
2. Управляющий орган БТУ 3601.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 15
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Прямое управление моментом АД, его отличия от классического векторного. Структурнофункциональная схема электропривода, характеристики.
2. Логическое устройство БТУ 3601.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 16
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Преобразователи частоты высоковольтных электроприводов переменного тока.
2. Датчик проводимости вентилей БТУ 3601.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 17
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Регулируемый электропривод на базе синхронного двигателя с магнитоэлектрическим
возбуждением. Математическая модель СДПМ. Системы частотно-токового (векторного с ориентацией
по положению ротора) управления СДПМ.
2. Усилители импульсов БТУ 3601.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 18
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Рациональные способы векторного (частотно-токового) управления СД с электромагнитным
возбуждением. Особенности управляемых преобразователей электрической энергии для частотнорегулируемых синхронных электроприводов.
2. Формирователи импульсов БТУ 3601.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 19
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Бесконтактный (вентильный) двигатель постоянного тока. Функциональная схема, принцип
действия, характеристики.
2. Функциональная схема БТУ 3601.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________
Министерство
образования и науки РФ
Форма У - 16
Зачетный билет № 20
НОВОСИБИРСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ По дисциплине
СУЭП
ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ЭМФ
Курс V
1. Вентильно-индукторный электропривод. Принципы построения, преимущества и недостатки.
2. Функциональная схема ЭПУ-1-2П.
Составил:
проф. Панкратов В.В.
Утверждаю:
Дата 19. 12. 2005 г.
Зав. кафедрой _____________________
__________________________________________________________________________________________