При расчетах использовать абсолютные единицы физических величин. В абсолютных единицах также строятся все графики.

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Что является выходной переменной рассматриваемых промышленных регуляторов?

2. Почему при использовании промышленных регуляторов возможна лишь достаточно приближенная реализация типовых законов регулирования?

3. На основе каких основных узлов может быть реализован промышленный регулятор?

 

 

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

1) Понятие элемента системы автоматики и классификация элементов.

2) Математическое описание элементов систем автоматики, их основные координаты и основные характеристики.

3) Генератор постоянного тока независимого возбуждения, его схема, принцип действия, характеристика управления, переходная характеристика, внешние характеристики и передаточная функция.

4) Электромашинный усилитель поперечного поля, его схема, принцип действия, характеристика управления, внешние характеристики и передаточная функция.

5) Магнитные усилители с выходом на постоянном токе, их схемы, принцип действия, характеристика управления, внешние характеристики и передаточная функция.

6) Управляемые выпрямители, их достоинства и недостатки, принцип действия, функциональная схема и основные ее координаты, регулировочные характеристики p ­ - пульсных выпрямителей.

7) Силовые схемы нереверсивных управляемых выпрямителей, расчет параметров их основных силовых элементов, понятие о процессе коммутации вентилей, сравнительный анализ схем по основным техническим показателям.

8) Основные принципы управления вентилями выпрямителей, функциональная схема канала системы импульсно-фазового управления вертикального типа, синхронизация опорных напряжений системы управления с питающей сетью, распределение импульсов управления по тиристорам.

9) Построение реверсивных схем управляемых выпрямителей, способы совместного и раздельного управления вентильными комплектами выпрямителей и их достоинства и недостатки.

10) Функциональные схемы выпрямителей с совместным и раздельным управлением, входные и выходная координаты реверсивных выпрямителей с совместным и раздельным управлением, назначение логического переключающего устройства.

11) Статические характеристики управляемых выпрямителей при косинусоидальной и пилообразной форме опорных напряжений системы импульсно-фазового управления.

12) Динамические характеристики управляемых выпрямителей, передаточные функции управляемых выпрямителей.

13) Широтно-импульсные преобразователи, их достоинства и недостатки, принцип действия, функциональная схема и ее основные координаты.

14) Силовые схемы транзисторных широтно-импульсных преобразователей, способы симметричной и несимметричной коммутации силовых ключей реверсивных широтно-импульсных преобразователей, достоинства и недостатки этих способов.

15) Внешние характеристики широтно-импульсных преобразователей, характеристика управления реверсивного широтно-импульсного преобразователя, передаточные функции широтно-импульсных преобразователей.

16) Трехфазный преобразователь частоты с автономным инвертором, его принцип действия, функциональная схема и ее основные координаты, достоинства и недостатки преобразователей частоты на основе автономных инверторов напряжения и на основе автономных инверторов тока.

17) Силовая схема трехфазного преобразователя частоты на основе автономного инвертора тока и способ 120^о управления ее вентилями.

18) Силовая схема трехфазного преобразователя частоты на основе автономного инвертора напряжения и способ 180^о управления ее вентилями.

19) Гармонический состав выходных координат преобразователей частоты на основе автономных инверторов, улучшение гармонического состава путем широтно-импульсной модуляции выходных координат, передаточные функции преобразователей частоты с промежуточным звеном постоянного тока.

20) Преобразователи частоты с непосредственной связью с питающей сетью, их принцип действия, достоинства и недостатки, функциональная схема и ее основные координаты.

21) Силовые схемы нулевых и мостовых преобразователей частоты с непосредственной связью с питающей сетью, их достоинства и недостатки, управление вентилями преобразователей частоты с непосредственной связью, характеристики управления и динамические характеристики преобразователей частоты с непосредственной связью.

22) Электрические двигатели постоянного тока независимого возбуждения, их принцип действия и схема, достоинства и недостатки, входные и выходные координаты.

23) Структурные схемы двигателя постоянного тока независимого возбуждения, передаточная функция двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

24) Двухфазные асинхронные двигатели, их принцип действия и силовая схема, достоинства и недостатки, механические и динамические характеристики двигателя при амплитудном регулировании скорости.

25) Трехфазные асинхронные двигатели, их принцип действия и силовая схема, достоинства и недостатки, основные способы регулирования скорости и соответствующие им механические характеристики, динамические характеристики и линеаризованная структурная схема при частотном управлении.

26) Операционный усилитель, функциональная схема усилителя и ее основные координаты, схемы включения операционных усилителей по прямому и инверсному входу и расчет коэффициентов усиления в этих схемах.

27) Общие принципы построения регуляторов на основе операционных усилителей, схемы пропорционального, интегрального, пропорционально-интегрального, пропорционально-дифференциального, пропорционально-интегрально-дифференциально-го регуляторов и расчет параметров их схем.

28) Задатчики интенсивности, их назначение и принцип действия, схемы однократно интегрирующих задатчиков интенсивности, расчет параметров их основных элементов, переходные характеристики однократно интегрирующих задатчиков интенсивности.

29) Фазовые детекторы, их назначение, входные и выходная координаты, принцип действия, расчетная схема, амплитудный и фазовый режим работы фазовых детекторов и характеристики управления в этих режимах.

30) Цифроаналоговые преобразователи, их назначение, принцип действия, схема, входная и выходная координаты, характеристика управления.

31) Аналого-цифровые преобразователи, их назначение, принцип действия, функциональная схема, входная и выходная координаты, характеристика управления.

32) Датчики угла на основе сельсинов, принцип действия сельсина и его входная и выходные координаты, амплитудный и фазовый режим работы сельсина и характеристики управления в этих режимах.

33) Датчик угла рассогласования на сельсинах, его работа и характеристика управления.

34) Цифровой датчик угла на основе кодового диска, его работа и характеристика управления.

35) Тахогенератор постоянного тока, его принцип действия и схема, входная и выходная координаты, характеристика управления, передаточная функция тахогенератора с выходным фильтром.

36) Асинхронный тахогенератор, его принцип действия и схема, входная и выходные координаты, характеристики управления.

37) Цифровой датчик скорости, его структурная схема, входная и выходная коорди-наты, принцип действия реверсивного цифрового датчика скорости на основе фотоэлектрического датчика импульсов, способы формирования выходного цифрового кода.

38) Датчики тока и датчики напряжения, их входные и выходные координаты, функциональные схемы и принцип действия, характеристики управления.

Библиографический список

1. Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 224 с.

2. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Электромашинные устройства автоматики: Учебное пособие для студентов спец. "Автоматика и телемеханика". - М.: Высшая школа, 1976.- 336 с.

3. Вольдек А.И. Электрические машины: Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергия, 1974. - 840 с.

4. Теория автоматического управления: Учебник для вузов по спец. "Автоматика и телемеханика". В 2-х ч. Ч. 1. Теория линейных систем автоматического управления / Н.А. Бабаков, А.А. Воронов, А.А. Воронова и др.; Под ред. А.А. Воронова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1986. - 367 с.

5. Руденко В.С., Сенько В.И., Чиженко И.М. Основы преобразовательной техники: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1980. - 424 с.

6. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учебник для вузов - М.: Высшая школа. 1982. - 496 с.

7. Зимин Е.Н., Яковлев В.И. Автоматическое управление электро­приводами: Учебное пособие для студентов вузов. - М.: Выс­шая школа, 1979. - 318 с.

8. Васильченко С.А., Соловьёв В.А. Расчёт источников питания для электромеханических систем постоянного тока. Учебное по­собие. - Хабаровск: Хабаровский политехн. ин-т, 1987. - 88 с.

9. Зимин Е.Н. и др. Электроприводы постоянного тока с вентильными преобразователями /Е.Н. Зимин, В.Л. Кацевич, С.К. Козырев. - М.: Энергоатомиздат, 1981.- 192 с.

10. 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.: Энергоатомиздат, 1982. - 416 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………. 3

1. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ………….… 4

1.1. Понятие об элементах и их классификация ……………………..……………… 4

1.2. Основные координаты, основные характеристики и математическое

описание элементов …………………………………………………………….… 6

2. УПРАВЛЯЕМЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА ………….… 12

2.1. Генераторы постоянного тока независимого возбуждения ………….………. 12

2.2. Электромашинные усилители …………………………………………………. 17

2.3. Магнитные усилители с выходом на постоянном токе………………………. 20

2.4. Управляемые выпрямители ……………………………………………………. 26

2.5. Широтно-импульсные преобразователи …………………………………….… 49

2.6. Трехфазные преобразователи частоты с автономными инверторами …….… 55

2.7. Преобразователи частоты с непосредственной связью с сетью …………….. 66

3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ ………………………………………………….. 72

3.1. Электрические двигатели постоянного тока независимого возбуждения…… 72

3.2. Асинхронные электрические двигатели……………………………………….. 76

4. ТИПОВЫЕ УСТРОЙСТВА СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ……………………… 84

4.1. Регуляторы ……………………………………………………………………… 84

4.2. Задатчики интенсивности ………………………………………………….….. 90

4.3. Согласующие элементы ………………………………………………………… 92

5. ДАТЧИКИ ……………………………………………………………………………. 97

5.1. Датчики угла и рассогласования ……………………………………………….. 97

5.2. Датчики угловой скорости ……………………………………………………... 103

5.3. Датчики электрических величин ………………………………………………. 110

6. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА …………………………………………………………. 112

6.1. Условия контрольных задач ……………………………………………………. 112

6.2. Методические указания к выполнению контрольной работы …………….…. 115

6.3. Правила оформления контрольной работы……………………………………. 123

7. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ………………………………………………………123

7.1. Изучение схем и характеристик интегрирующего задатчика

интенсивности ……………………………………………………………………123

7.2. Изучение структурных схем и переходных характеристик

промышленных автоматических регуляторов………………………………….127

8. ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ…………………………………………………………...135

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ………………………………………………….137

 

 

 

 

Учебное издание

 

 

Сергей Александрович Васильченко

 

 

ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ

 

 

Учебное пособие

 

Редактор Е.О. Колесникова

 

ЛР № 020825 от 21.09.93

 

Подписано в печать 27.01.2003

Формат 60 х 84 1/8. Бумага 80 г/м². Отпечатано на ризографе.

Усл. печ.л. 16,27. Уч.-изд. л. 11,22. Тираж

 

Институт новых информационных технологий

Государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27