Синтез електромеханічних систем

Мета вивчення дисципліни:
набуття навиків теоретичного і експериментального дослідження електромеханічних систем з електроприводом, оцінювання якості електромеханічної системи, впливу механічної частини на електропривод й навпаки. Дисципліна є фокусною в освітній програмі 141-10 «Електромеханічна інженерія».
Практичне значення та використання отриманих знань:
придбання знань щодо синтезу систем керування електроприводами для зменшення коливань механічної частини механізму, збільшення продуктивності, зниження механічних навантажень на кінематику й інші механічні ланки електромеханічної системи механізму.
Тематика та види навчальних занять

Для денної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Мета і завдання дисципліни, зв’язок з іншими електромеханічними дисциплінами. Складові етапів проектування електромеханічних систем. Формулювання вимог до електроприводу».
Лекція 2. «Складові механічної частини лінійних та нелінійних електромеханічних систем. Основні рівняння багато масових електромеханічних систем. Узагальнені структурні схеми двох та три масової електромеханічної системи».
Лекція 3. «Динамічні навантаження в кінематичних ланках. Показники, які описують поведінку багато масових електромеханічних систем. Коефіцієнт динамічності лінійних ЕМС. Внутрішнє в'язке тертя при деформації, логарифмічний декремент згасання. Коефіцієнт демпфування коливань у двох масовій ЕМС».
Лекція 4. «Двох масова електромеханічна система при наявності зазору (люфту) в кінематичній ланці механічної передачі. Коефіцієнт динамічності при наявності зазору (люфту) в кінематичній ланці ЕМС. Обмеження динамічних навантажень при виборі зазорів в механічних передачах».
Лекція 5. «Вплив жорсткості механічних характеристик двигуна на здатність до коливань в електромеханічних системах. Механічна характеристика електроприводу, яка забезпечує щонайбільше демпфування коливань».
Лекція 6. «Корекція динамічних режимів двох масових ЕМС за допомогою зворотного зв'язку за гнучким моментом (за різницею швидкостей). Оптимальний коефіцієнт корекції».
Лекція 7. «Гальмівні режими кранових ЕМС підйомних механізмів при постійному та змінному гальмівному моменті».
Лекція 8. «Демпфування коливань підвішеного вантажу. Основні рівняння механізмів поступального руху з підвішеним вантажем. Закон зміни моменту двигуна».
Лекція 9. «Особливості управління рухом ЕМС механізмів повороту з підвішеним вантажем, динамічні навантаження».

Практичні заняття
Практичне заняття №1. Структурні схеми ЕМС з електродвигуном постійного та змінного струму.
Мета заняття: Набуття навиків складання структурних схем двох масових ЕМС загальнопромислових механізмів з електродвигуном постійного чи змінного струму.
Практичне заняття №2. Визначення коефіцієнта динамічності лінійних ЕМС.
Мета заняття: Набуття та закріплення знань щодо визначення коефіцієнта динамічності
за відомими параметрами лінійних ЕМС.
Практичне заняття №3. Визначення коефіцієнта динамічності нелінійних ЕМС.
Мета заняття: Набуття та закріплення знань щодо визначення коефіцієнта динамічності
за відомими параметрами ЕМС із зазором (люфтом) в механічній передачі.
Практичне заняття №4. Розрахунок оптимальної жорсткості механічних характеристик електроприводу.
Мета заняття: Набуття та закріплення знань щодо визначення оптимальної жорсткості механічної характеристики електроприводу, коли коефіцієнт згасання коливань набуває максимального значення.
Практичне заняття №5. Розрахунок коефіцієнта корекції замкненої електромеханічної системи з двох масовою механічною частиною.
Мета заняття: Набуття та закріплення знань щодо визначення коефіцієнта корекції замкненої за гнучким моментом (за різницею швидкостей) двох масової ЕМС.

Для заочної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Двох масова електромеханічна система при відсутності та наявності зазору (люфту) в кінематичній ланці механічної передачі. Коефіцієнт динамічності, внутрішнє в'язке тертя при деформації, логарифмічний декремент згасання, коефіцієнт демпфування коливань. Обмеження динамічних навантажень при виборі зазорів в механічних передачах».
Лекція 2. «Вплив жорсткості механічних характеристик двигуна на здатність до коливань в електромеханічних системах. Механічна характеристика електроприводу, яка забезпечує щонайбільше демпфування коливань».

Практичні заняття
Практичне заняття №1. «Структурні схеми ЕМС з електродвигуном постійного та змінного струму».
Мета заняття: Набуття навиків складання структурних схем двох масових ЕМС загальнопромислових механізмів з електродвигуном постійного чи змінного струму.

Лабораторні заняття
Не передбачено

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

Індивідуальна робота

Розрахункова робота

Мета розрахункової роботи – набуття студентами навичок розрахунку електромеханічної системи конкретного кранового механізму, закріплення знань з аналізу та синтезу параметрів двох масової ЕМС, моделювання динамічних режимів пуску.
Здобувач отримує завдання на першому в семестрі практичному занятті. Пояснювальна записка містить 10-15 сторінок. Кількість розділів – 4.
Змістовна послідовність виконання роботи.
1. Складення структурної схеми двох масової ЕМС кранових механізмів за завданням (підйому, горизонтального переміщення).
2. Розрахунок узагальненого коефіцієнта в'язкості податливого (пружного) елемента ЕМС (для врахування внутрішнього тертя при його деформації).
3. Складення та опис блок-схеми моделі двох масової ЕМС кранових механізмів, програми моделювання.
4. Моделювання динамічних режимів пуску ЕМС, аналіз результатів моделювання,
всновк та рекомендації.
Термін надання виконаної розрахункової роботи – не пізніше, ніж за тиждень до закінчення семестру.

Контрольна робота для здобувачів заочної форми

Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 5 теоретичних питань та 2 практичних завдання.
Обсяг відповіді на кожне теоретичне питання: не менше, ніж 2 сторінки машинописного тексту. Текст відповіді повинен бути виконаний самостійно, а не скопійованим з навчального посібника.
Практичне завдання №1. «Визначення коефіцієнта динамічності лінійної та нелінійної ЕМС». Практичне завдання №2. «Розрахунок оптимальної жорсткості механічних характеристик електроприводу».
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Для денної форми здобуття освіти

Поточний контроль полягає у виконанні:
1) 5-ти індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання виконуються письмово і полягають в розв'язуванні типових задач відповідно до мети та завдань практичних занять. Бездоганне виконання кожного індивідуального поточного завдання оцінюється у 5 балів; (разом 5-ть індивідуальних поточних завдань – до 25 балів);
2) розрахункової роботи. Бездоганне виконання і захист оцінюється у 15 балів.
3) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у формі комп'ютерного тестування. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 30 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.

Для заочної форми здобуття освіти

1) Виконання і захист контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюється у 50 балів. При її захисті студент може отримати до 10 балів.
2) Виконання і захист розрахункової роботи. Бездоганне виконання розрахункової роботи оцінюється у 15 балів.
3) Контроль у формі комп'ютерного тестування. Бездоганне виконання тестового контролю роботи становить 25 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.