ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
ВВЕДЕНИЕ
На современном этапе развития нашей цивилизации, да и в обозримом будущем, электрическая энергия является ос-
новным видом энергии для человеческой деятельности. Электрические силовые и информационные преобразователи в со-
временном машинном производстве определяют уровень развития общества. Основу электроэнергетики составляют силовые
электрические преобразователи (СЭП) (синхронные генераторы, трансформаторы, электродвигатели переменного и посто-
янного тока), которые изучаются в курсах «Электрические машины» и «Электромеханика». Информационные и технологи-
ческие преобразователи изучаются в соответствующих курсах.
Приоритет электрических преобразователей в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и в быту объясняет-
ся их существенными преимуществами, основными из которых являются: высокий коэффициент полезного действия, эколо-
гическая чистота, простота подвода энергии, высокая степень управляемости, обратимость и широкий диапазон мощностей.
Новые технологии и технологические установки, автоматизированные поточные линии образуют сложные системы, в
состав которых часто входят биологические объекты. Электрические преобразователи наиболее полно отвечают требовани-
ям этих систем, так как сами обладают рядом свойств биологических объектов:
1. Наличие возбуждения (магнитного потока). Причем генераторы могут иметь как независимое, так и самовозбужде-
ние. Трансформаторы и асинхронные электродвигатели работают по принципу самовозбуждения.
2. Саморегулирование основных параметров (магнитный поток, ЭДС, частота вращения) достигается внутренними об-
ратными связями, которые образуют соответствующие внутренние системы автоматического регулирования (САР).
3. Автоматическое регулирование потребляемой мощности при изменении нагрузки. Последнее отчетливо заметно при
сравнении управления электродвигателем и двигателем внутреннего сгорания автомобиля, где при изменении нагрузки во-
дитель регулирует потребляемую мощность (количество подаваемого топлива). В этих же условиях электродвигатель берет
необходимую мощность из сети.
4. Реакция на внешние возмущения. Например, изменение параметров питающей сети или нагрузки для электродвига-
теля вызывают изменения момента и частоты вращения.
5. Обратимость СЭП общеизвестна. Существует множество примеров обратимости биологических объектов.
Производственные технологические установки, как правило, представляют собой набор соответствующих преобразова-
телей. Поэтому в учебном процессе основной объем специальной подготовки инженеров занимают теоретическое и практи-
ческое изучение различных преобразо-вателей.
На кафедре «Электрооборудование и автоматизация» ТГТУ в целях совершенствования методики изучения СЭП были
разработаны структурно-логические схемы (СЛС) силовых электрических преобразователей [1].
СЛС – это схема, содержащая последовательность преобразований всех параметров в элементарных звеньях данного
преобразователя, а также прямые и обратные связи между ними и удовлетворяющая основным аналитическим выражениям
для данного преобразователя. Одновременно СЛС является функциональной схемой САР данного преобразователя. Напри-
мер, в трансформаторе (рис. 1.2) подводимое напряжение U – первопричина всех рабочих процессов, т.е. с точки зрения тео-
рии автоматического регулирования U является задающим параметром. Уравнения электрического равновесия I-ой и II-ой
обмоток, уравнения токов и магнитных потоков, а также реальный процесс саморегулирования позволяют представить СЛС
в виде замкнутой системы автоматического регулирования с последовательным включением регуляторов (регулирующее
воздействие предыдущего является задающим для последующего регулятора).
Последовательное включение регуляторов в теории автоматического регулирования считается наиболее рациональным
так как стабилизация и ограничение последующих параметров обеспечивается задающими величинами предыдущих регуля-
торов. С другой стороны, внутренние связи не создавались изобретателями и конструкторами; они – суть совершенных уст-
ройств.
Объем информации, получаемый от СЛС, достаточен для понимания основных процессов, происходящих в данном
преобразователе. Для анализа его динамических свойств необходимо введение математического описания (передаточных
функций) всех элементарных звеньев, т.е. СЛС является первым этапом построения структурно-логической модели (CЛМ)
данного преобразователя. Анализ и синтез СЛМ преобразователей позволяет решать как учебные, так и исследовательские и
конструкторские
задачи.
Для практического изучения большого разнообразия силовых электрических преобразователей требуется большое ко-
личество лабораторных стендов и большие учебные площади для лабораторий.
В настоящее время вузы оснащаются универсальными стендами, обеспечивающие фронтальное выполнение лаборатор-
ных работ и экономию учебных площадей лабораторий. В основу построения универсальных стендов положены различные
принципы:
1. Комплектация стендов всеми видами преобразователей. При этом используются микромашины мощностью десятки
ватт и механические нагрузочные устройства. Основным недостатком таких стендов является существенное отличие рабо-
чих характеристик от реальных промышленных преобразователей.
2. Использование на стендах сменных электрических двигателей и генераторов, что увеличивает время подготовки и выпол-
нения лабораторных работ, а также требует отдельной площади для сменных преобразователей.
3. Принцип, использующий многофункциональность и обратимость электрических преобразователей, а также свойства
силового тиристорного преобразователя.
По последнему принципу разработаны и построены универсальные стенды типа УСЭМ на кафедре «Электрооборудо-
вание и автоматизация» ТГТУ (рис. 1.1, табл. 1).
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- …
- следующая ›
- последняя »
