План-конспект урока

Тема

урока:

Аппаратура

автоматического

управления.

Системы регулируемого электропривода.

Цели урока:

1.

Образовательная: И зу ч и т ь

с о

с т уд е н т а м и

у с т р о й с т в о

и

конструктивные особенности аппаратов, применяемых в системах автоматики..

2.

Развивающая:

формировать

умение

анализировать

предложенный

материал, сопоставлять и обобщать полученные данные, выделять главное,

делать выводы.

3.

Воспитательная:

воспитывать

интерес

к

изучаемой

проблеме,

воспитывать познавательные потребности.

Вид урока: Лекция – беседа.

Оборудование урока: Учебно-методическое сопровождение урока

1. Электрическое и электромеханическое оборудование Е.М.Соколова.

2.

Конспект урока.

3.

Плакат Схема тиристорного электропривода постоянного тока.

4.

Плакат

Схема

электропривода

постоянного

тока

с

реверсивным

управляемым выпрямителем.

План урока:

I.

Организационный

момент-

подготовка

студентов

к

уроку,

проверка

присутствующих

II.Работа по теме урока:

1.Фронтальная беседа по изучаемому материалу.

2.Объявление преподавателем новой темы

III. Закрепление изучаемого материала.

1.Самостоятельная работа студентов.

2. Фронтальная беседа по пройденному материалу.

IV.Домашнее задание:

Преподаватель

даёт

задание

студентам

на

дом:

подготовить

краткое

сообщение о применении в технике полупроводниковых приборов.

Ход урока

Деятельность преподавателя.

Деятельность студентов.

1.Организационныц

м ом е н т:

Преподаватель проверяет наличие

студентов

2.Фронтальная беседа. Вопросы к

студентам:

-Что такое электропривод?

-Что

такое

автоматизированная

система?

-Типы

автоматизированных

систем?

3.Преподаватель объясняет новый

м а т е р и а л ,

с о п р о в о ж д а е т

объяснение

показом

м а ке т а

управляемого

диода

(тиристора),

плаката с изображением структуры

электропривода.

4.Преподаватель

задаёт

вопросы

по пройденной теме:

1.Что такое управляемый диод?

2 . Р е ж и м ы

р а б о т ы

Готовят тетради, ручки, учебники.

Предполагаемые ответы

студентов.

-определение

электропривода - система

со стоящая

из

электродвигателя

и

механической

передачи

с ис т е ма

позволяющая

без

участия

человека

п р о в о д и т ь

и

к о н т р о л и р о в а т ь

технологический процесс

-определение

Автоматиче ские

системы

б ы ва ют

открытого типа (возможно вмешательство

человека)

и закрытого типа; в процесс

работы

не

вводятся

корректировки

человеком.

Студенты

записывают

необходимые

формулировки, зарисовывают структуру

системы электропривода

Предполагаемый ответ

- четырёхслойная структура с двумя « р- n»

переходами и тремя электродами анод,

катод и управляющий. структуры

- включение электропривода

- студенты

совместно с преподавателем

изучают схему, предложенный вариант

Подобрать по справочнику тиристор для

самостоятельной

домашней

работы

и

согласовать выбор с преподавателем.

2

электропривода?

3.Преподаватель

даёт

студентам

задание

на

само стоятельную

работу

Содержание темы:

1. Система

тиристорный преобразователь – двигатель постоянного

тока.

В

современных

системах

электропривода

постоянного

тока

вместо

генератора всё чаще используются

управляемые выпрямители, которые преобразуют электрическую энергию

переменного тока в энергию постоянного тока. Основным типом управляемых

выпрямителей,

которые

применяются

в

современной

технике

для

регулируемого электропривода, являются тиристорные преобразователи (ТП).

Принцип действия, свойства и характеристики электропривода постоянного

тока

при

питании

якоря

электродвигателя

постоянного

тока

независимого

возбуждения (ДПТ НВ)

от (ТП) рассмотрим на примере схемы, в которой

использован тиристорный управляемый выпрямитель (УВ). Схема включает в

себя

трёхфазный

согласующий

трансформатор (Т).

тиристорный

преобразователь (ТП),

состоящий

из

шести

тиристоров

VS1…VS6.

сглаживающий

реактор L, систему импульсно-фазового управления (СИФУ)

тиристорами,

электродвигателя М.

Обмотка

возбуждения ОВМ

ДПТ

НВ

питается

от

отдельного

источника

тока,

например

управляемого

или

неуправляемого выпрямителя.

ТП

обеспечивает

регулирование

напряжения

на

двигателе

за

счёт

изменения

среднего

значения ЭДС

преобразователя

Еd.

Это

достигается

регулированием с помощью СИФУ угла управления тиристорами ά , который

задаётся с помощью напряжения управления

Uу, подаваемого на вход СИФУ.

Когда угол управления ά=О, т.е. тиристоры VS1 … VS6 получают импульсы

управления

от СИФУ

в

момент

их

открывания,

к

якорю

двигателя

прикладывается полное напряжение.

3

Если с помощью СИФУ осуществлять подачу импульсов управления на

тиристоры со сдвигом относительно их момента открывания на угол ά, то ЭДС

преобразователя

и.

соответственно,

напряжения

якоря ДПТ

будут

уменьшаться.

Ввиду пульсирующего характера ЭДС преобразователя тока в цепи

якоря также будет пульсирующим. Такой характер тока оказывает вредное

воздействие на работу двигателя, приводя к ухудшению условий работы него

коллектора,

дополнительным

потерям

энергии

и

нагреву.

Для

уменьшения

пульсаций тока в цепь якоря обычно включается сглаживающий реактор L,

индуктивность которого выбирается в зависимости от допустимого уровня

пульсаций тока.

Среднее значение выпрямленного напряжения при питания от ТП.

Ủd =Ẹdo cosά

Где Еdo – среднее значение ЭДС ТП при ά=О

Уравнение электромеханической характеристики ДПТ НВ

4

ω U=

UяIяRя

сс

=

где ω – угловая скорость ДПТ, рад/c

Uя - напряжение якоря электродвигателя (вольт)

Iя - ток в цепи обмотки якоря (ампер)

С - электромеханический (вебер)

Rя – сопротивление (Ом)

Rя = r0я + rдп + r к0 + rш

r0я –сопротивление обмотки якоря

rдп- сопротивление добавочных полюсов

r к0- сопротивление компенсационной обмотки

rш- сопротивление щёточного контакта

Уравнение механической характеристики ДПТ НВ имеет вид

2

я

R

UяМ

сс

w

==

Где М – момент ДПТ (Нм)

При

питании

от ТП напряжение якоря электродвигателя

я

U

,

а среднее

значение

выпрямленного

тока Id равна току якоря Iя. С учётом последнего

после

подстановки

выше

указанных

выражений

формулы

для

электромеханической и механической характеристик системы ТП – ДПТ

0cos

EdR

яRп

Iя

cс

a

v

+

=-

2

0cos

EdR

яRп

M

cс

a

w

+

=-

По

этим

формулам

строят

электромеханические

и

механические

характеристики ДПТ при питании его от Тп. Они линейны и параллельны друг

другу.

Вопросы к студентам:

5

1.

Что

такое ДПТ? – двигатель постоянного тока

однофазный , может

быть постоянного и переменного тока.

2.

Как работает тиристор ? – управляемый диод . открывается при подаче

на управляющий электрод запускающего (управляющего) импульса

3.

Что

такое ТП?

–

тиристорный

преобразователь

-

управляемый

выпрямитель, служит для управления электродвигателем.

Выводы:

Применение

системы

тиристорный

преобразователь

–

электродвигатель

позволяет значительно упростить схемо- технику систем автоматизированного

и автоматического управления.

Современные технологии постоянно совершенствуясь дают возможность

создать максимально надёжные и простые в обслуживании и эксплуатации

системы автоматики.

Задание

на

дом:

самостоятельно

изучить

материал

предложенный

преподавателем

на

тему:

применение

тиристоров

в

технике.

В

домашнее

задание должно содержать материал, самостоятельно подобранный на тему

тиристоры

–

их

применение,

устройство

полупроводникового

тиристора

(управляемого диода). Работа выполняется в виде краткого реферата, объёмом 3

– 4

страницы

формата А4, с соответствующим оформлением, по правилам

оформления

самостоятельных

работ.

В

работе

присутствуют

схемы,

с

применением тиристоров (простая схема , содержащая минимум необходимой

для пояснения работы информации) и краткое описание устройства самого

тиристора.

6

7