Системи керування електроприводами 2

Мета вивчення дисципліни – засвоєння студентами загальних принципів побудови систем керування електроприводами постійного струму та змінного струму, вивчення методики розрахунку параметрів перетворювальних пристроїв, методики синтезу регуляторів, що входять до складу пристрою керування електроприводів постійного струму та змінного струму, а також аналізу статичних і динамічних характеристик електроприводів постійного струму та змінного струму.
Практичне значення та використання отриманих знань – здатність використовувати основні методи системного аналізу, закономірності і принципи побудови, функціонування та розвитку систем керування електричними двигунами постійного струму та змінного струму для аналізу та синтезу систем керування електричними двигунами постійного струму та змінного струму, вміння використовувати результати аналізу математичних моделей електричних двигунів та систем керування ними для підвищення статичних і динамічних властивостей електричних приводів, для підвищення енергетичної ефективності процесів перетворення електричної енергії в механічну енергію і процесів перетворення механічної енергії в електричну енергію, для підвищення надійності та збільшення терміну експлуатації енергетичних, електротехнічних та електромеханічних систем.
Тематика та види навчальних занять
Для денної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція №1. «Введення в теорію електроприводу змінного струму».
Лекція №2. «Рівняння зв'язку миттєвих значень напруги, струму і потокозчеплення в асинхронному двигуні».
Лекція №3. «Математична модель АД на базі методу комплексних амплітуд.»
Лекція №4. «Аналіз Т-подібної еквівалентної схеми асинхронного двигуна»
Лекція №5. «Поняття просторового вектора».
Лекція №6. «Просторовий вектор магніторушійної сили (МДС), яку створює трифазна обмотка статора».
Лекція №7. «Основні системи координат та їх взаємний зв'язок».
Лекція №8. «Визначення електромагнітного моменту асинхронного двигуна на базі Т-подібної еквівалентної схеми асинхронного двигуна»
Лекція №9. «Визначення електромагнітного моменту асинхронного двигуна на базі теорії просторових векторів електромагнітних величин».
Лекція №10. «Математична модель асинхронного двигуна».
Лекція №11. «Структурна схема електроприводу з асинхронним двигуном в системі координат «х-у», у якої вісь "х" направлена по вектору повного потокозчеплення ротора».
Лекція №12. «Оптимізація параметрів електропривода з векторним керуванням струмом статора асинхронного двигуна».
Лекція №13. «Принцип векторного керування двигунами змінного струму».
Лекція №14. «Система регулювання швидкості електроприводу з асинхронним двигуном та з векторним керуванням струмом статора при безпосередньому вимірюванні магнітного потоку».
Лекція №15. «Перетворювач частоти з автономним інвертором напруги та з керованим випрямлячем».
Лекція №16. «Перетворювач частоти з автономним інвертором напруги та з векторною широто-імпульсною модуляцією».
Лекція №17. «Перетворювачі частоти з автономним інвертором струму. Частото-струмове керування АД».
Лекція №18. «Пряме керування моментом асинхронного двигуна».
Практичні заняття
Практичне заняття №1. «Визначення параметрів еквівалентної схеми асинхронного двигуна».
Мета заняття: вивчення методики визначення параметрів еквівалентної схеми асинхронного двигуна (АД).
Практичне заняття №2 «Визначення модуля напруги на обмотці статора АД при максимальному значенні кутової частоти напруги на обмотці статора АД»
Мета заняття: вивчення методики визначення модуля напруги на обмотці статора АД при максимальному значенні кутової частоти при векторному керуванні струмом статора асинхронного двигуна.
Практичне заняття №3 Функціональна схема і структурна схема системи двозонного регулювання швидкості валу АД при векторному керуванні струмом статора АД».
Мета заняття: вивчення функціональної і структурної схеми системи двозонного регулювання швидкості валу АД при векторному керуванні струмом статора асинхронного двигуна.
Практичне заняття №4 «Визначення параметрів структурної схеми системи векторного керування струмом статора асинхронного двигуна».
Мета заняття: вивчення методики визначення параметрів структурної схеми системи векторного керування струмом статора асинхронного двигуна.
Лабораторні роботи
Лабораторна робота №1. «Визначення параметрів структурної схеми системи регулювання швидкості валу АД».
Мета заняття: вивчення методики визначення параметрів структурної схеми системи регулювання швидкості валу АД.
Лабораторна робота №2 «Синтез системи регулювання повного потокозчеплення обмотки ротора АД».
Мета заняття: вивчення методики визначення параметрів системи регулювання повного потокозчеплення обмотки ротора АД.
Лабораторна робота №3 «Моделювання системи регулювання швидкості валу АД з векторним керуванням струмом статора».
Мета заняття: вивчення блок-схеми математичної моделі системи регулювання швидкості валу двигуна змінного струму з векторним керуванням струмом статора.
Лабораторна робота №4 «Аналіз результатів моделювання роботи системи регулювання швидкості валу АД з векторним керуванням струмом статора».
Мета заняття: вивчення методики аналізу результатів моделювання системи регулювання швидкості валу АД з векторним керуванням струмом статора.
Лабораторна робота №5 «Моделювання системи двозонного регулювання швидкості валу АД з векторним керуванням струмом статора АД».
Мета заняття: вивчення блок-схеми математичної моделі системи двозонного регулювання швидкості валу двигуна змінного струму з векторним керуванням струмом статора АД.
Лабораторна робота №6 «Аналіз результатів моделювання роботи системи двозонного регулювання швидкості валу АД з векторним керуванням струмом статора без затримки подачі сигналу завдання швидкості».
Мета заняття: вивчення методики аналізу результатів моделювання роботи системи двозонного регулювання швидкості з векторним керуванням струмом статора без затримки подачі сигналу завдання швидкості.
Лабораторна робота №7 «Моделювання роботи системи двозонного регулювання швидкості валу АД з векторним керуванням струмом статора з затриманням подачі сигналу завдання швидкості».
Мета заняття: вивчення блок-схеми математичної моделі системи двозонного регулювання швидкості валу двигуна змінного струму.
Лабораторна робота №8 «Аналіз результатів моделювання роботи системи двозонного регулювання швидкості з векторним керуванням струмом статора з затриманням сигналу завдання швидкості».
Мета заняття: вивчення методики аналізу результатів моделювання роботи системи двозонного регулювання швидкості з векторним керуванням струмом статора з затриманням сигналу завдання швидкості.
Лабораторна робота №9 «Вплив обмеження напруги силового джерела живлення на роботу системи двозонного регулювання швидкості валу АД з векторним керуванням струмом статора».
Мета заняття: вивчення впливу обмеження напруги силового джерела живлення на роботу системи двозонного регулювання швидкості валу АД з векторним керуванням струмом статора АД.

Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція №1. «Поняття просторового вектора».
Лекція №2. «Структурна схема електроприводу із асинхронним двигуном в системі координат «х-у», у якої вісь "х" направлена по вектору повного потокозчеплення ротора».

Практичні заняття
Практичне заняття №1. «Визначення параметрів еквівалентної схеми асинхронного двигуна».
Мета заняття: вивчення методики визначення параметрів еквівалентної схеми асинхронного двигуна.

Лабораторні роботи
Лабораторна робота №1. «Визначення параметрів структурної схеми системи регулювання швидкості валу АД».
Мета заняття: вивчення методики визначення параметрів структурної схеми системи регулювання швидкості валу АД.
Лабораторна робота №2 «Синтез системи регулювання повного потокозчеплення обмотки ротора АД».
Мета заняття: вивчення методики визначення параметрів системи регулювання повного потокозчеплення обмотки ротора АД.
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

Індивідуальна робота
Для денної форми здобуття освіти
Курсова робота
Мета курсової роботи: закріплення знань з основних положень теорії векторного керування електричними двигунами змінного струму.
Здобувач освіти отримує завдання на першому в семестрі практичному занятті.
Пояснювальна записка містить 30-35 сторінок. Кількість розділів – 8.
Змістовна послідовність виконання роботи:
1. Розрахунок параметрів еквівалентної схеми АД».
2. Розробка функціональної схеми системи регулювання швидкості валу АД при векторному керуванні струмом статора АД.
3. Розрахунок параметрів структурної схеми системи регулювання струму статора АД.
4. Розрахунок параметрів структурної схеми системи регулювання швидкості валу АД.
5. Розрахунок залежності модуля просторового вектора повного потокозчеплення обмотки ротора від кутової частоти напруги на обмотці статора.
6. Розрахунок модуля напруги на обмотці статора при заданому максимальному значенні кутової швидкості і при заданому максимальному значенні струму в обмотці статора.
7. Моделювання системи двозонного регулювання швидкості.
8. Аналіз результатів моделювання системи двозонного регулювання швидкості валу двигуна змінного струму.
Захист розрахунково-графічної роботи – на останньому навчальному тижні семестру.

Для заочної форми здобуття освіти
Контрольна робота
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 28 тестових теоретичних питань, та 3 задачі.
Обсяг відповіді на 28 тестових теоретичних питань не менше 2 сторінок машинописного тексту. Обсяг відповіді на 3 задачі має бути не менше, ніж 5 сторінок машинописного тексту.
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.
Курсова робота

Мета курсової роботи: закріплення знань з основних положень теорії векторного керування електричними двигунами змінного струму.
Здобувач освіти отримує завдання на першому в семестрі практичному занятті.
Пояснювальна записка містить 30-35 сторінок. Кількість розділів – 9.
Змістовна послідовність виконання роботи:
1. Розрахунок параметрів еквівалентної схеми АД».
2. Розробка функціональної схеми системи регулювання швидкості валу АД при векторному керуванні струмом статора АД.
3. Розрахунок параметрів структурної схеми системи регулювання струму статора АД.
4. Розрахунок параметрів структурної схеми системи регулювання швидкості валу АД.
5. Розрахунок залежності модуля просторового вектора повного потокозчеплення обмотки ротора від кутової частоти напруги на обмотці статора.
6. Розрахунок модуля напруги на обмотці статора при заданому максимальному значенні кутової швидкості і при заданому максимальному значенні струму в обмотці статора.
7. Моделювання системи двозонного регулювання швидкості.
8. Аналіз результатів моделювання системи двозонного регулювання швидкості валу двигуна змінного струму.
Захист курсової роботи – під час залікової сесії.

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні
1) 4-х практичних завдань. Практичні завдання виконуються письмово. Бездоганне виконання кожного з практичних завдань оцінюється у 5 балів.
2) 9-ти лабораторних робіт. Звіти по лабораторних роботах виконуються письмово. Бездоганне виконання кожної з лабораторних робіт оцінюється у 5 балів.
3) однієї модульної контрольної роботи. Модульна контрольна робота складається з теоретичної частини і практичної частини та проводиться у формі комп’ютерного тестування. Бездоганне виконання модульної контрольної роботи оцінюється у 35 балів.
4) курсової роботи. Бездоганне виконання курсової роботи оцінюється у 60 балів. Захист курсової роботи оцінюється у 40 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка становить 100 балів.

Для заочної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні
1) одного практичного завдання за тематикою практичних занять. Бездоганне виконання практичного завдання оцінюється у 10 балів.
2) двох лабораторних робіт. Бездоганне виконання кожної лабораторної роботи оцінюється у 10 балів.
3) контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюються у 50 балів. Захист контрольної роботи оцінюються у 20 балів.
4) курсової роботи. Бездоганне виконання курсової роботи оцінюються у 60 балів. Захист курсової роботи оцінюються у 40 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка становить 100 балів.