В курсі "Мікропроцесорні системи керування та захисту. Частина 1. Мікропроцесорні системи керування та захисту електричних двигунів." Розглянуто основні положення функціонування пристроїв керування та захисту від аварійних режимів електричних машин. Наведені основні типи мікропроцесорних пристроїв керування та захисту, структура мікропроцесорного захисту, вимоги до їх функціонування, методика розрахунку та вибору.

Курс присвячений вивченню сучасних технологій комунікації та диспетчеризації в автоматизованих системах промислового виробництва.

  • Інтерфейси;
  • Промислові мережі;
  • Засоби людино-машинного інтерфейсу (HMI);
  • Розподілені системи спостереження та керування (SCADA);
  • Дистанційне керування електроприводами засобами промислових мереж Modbus та CANopen.

Предмет вивчення: програмні засоби для розрахунку та моделювання електромеханічних систем.

Основні розділи: Текстовий редактор (створення та оформлення тексту, графіки, формул). Табличний редактор (створення та оформлення таблиць, розрахунок електричних кіл постійного та змінного струму, обробка експериментальних даних, гармонічний аналіз, статистична обробка результатів досліджень, чисельне інтегрування та диференціювання, розрахунки перехідних процесів в електромеханічних системах). Пакет математичних обчислень Mathcad (робота з функціями, графічні блоки, матриці, комплексні величини, програмування, розв’язок алгебраїчних та диференційних рівнянь, гармонічний аналіз, символьні перетворення).

Види навчальних занять: лабораторні роботи

Предмет вивчення: механіка руху робочих машин гірничого виробництва з електроприводом, електроприводи з двигунами постійного струму, електроприводи з двигунами змінного струму. Електричні схеми, характеристики, регулювальні та енергетичні властивості.

Основні розділи:

1.Основні переваги електропривода та основні задачі його подальшого розвитку в гірничій промисловості.

2.Механіка електропривода. Рівняння руху електропривода.Механічні характеристики робочих машин та електродвигунів.Зведення статичних моментів до валу двигуна.Зведення иоментів інерції до валу двигуна.

3.Механічні характеристики двигунів постійного струму незалежного та послідовного збудження в рушійному режимі роботи. Природна і штучні характеристики.Побудова природної характеристики двигуна незалежного збудження. Розрахунок додаткових опорів. Гальмівні режими двигунів постійного струму.Режим рекуперативного гальмування. Гальмування противмиканням. 

4.Механічні характеристики асинхронних двигунів в рушійному режимі роботи.Розрахунки додаткових опорів. Механічні характеристики асинхронного двигуна в гальмівних режимах роботи. Гальмівні режими  противмиканням при активному і реактивному статичному моментах. Динамічне гальмування. Рекуперативне гальмування.

5.Регулювання швидкості.Основні показники регулювання.Способи регулювання швидкості двигунів постійного струму.  Регулювання швидкості двигунів змінного струму. Регулювання швидкості асинхронного двигуна зміною частоти мережі живлення.

Види навчальних занять: лекції, лабораторні роботи.

Лектор – доц. Худолій С.С.

Основні завдання дисципліни:

–       сформувати у студентів цілісну картину щодо термінології, складу, структури, принципів роботи автоматизованого електропривода;

–       навчити студентів: принципам побудови електроприводів на базі двигунів постійного струму із різними типами збудження, на базі двигунів змінного струму із роторними обмотками КЗ та фазного типу, типовим схемам увімкнення привода і регулювання їх координат, побудові та структури розімкнених і замкнених систем керування та їх практичної реалізації, методів перетворення електричної енергії та відомим схемам перетворювачів напруги та частоти, можливому розв’язанню питань підвищення енергетичної ефективності засобами електропривода;

–       ознайомити, для використання на практиці, методикам визначення механічних та електричних параметрів  електропривода, вимірювання їх статичних та динамічних характеристик з метою пошуку їх раціональних або оптимальних режимів роботи;

–       ознайомити студентів з технічною реалізацією систем керування електроприводів на базі лабораторних стендів і показати методи та прийоми їх дослідження;

–       навчити студентів принципам побудови схем автоматизованного електропривода гірничих підприємств: за системою генератор-двигун (Г-Д), тиристорний перетворювач-двигун (ТП-Д); двигун змінного струму з КЗ та фазним ротором за системою асинхронний вентильний каскад (АВК), машина подвійно живлення, система перетворювач напруги двигун (ПН-Д), система перетворювач частоти двигун (ПЧ-Д);

–       ознайомити з практичними методами визначення потужності електроприводів механізмів гірничих виробництв;

сформувати уявлення про загальне схемне рішення систем керування електроприводами з урахуванням специфіки гірничого виробництва.

Основні завдання дисципліни:

–       сформувати у студентів цілісну картину щодо систем автоматизованого електропривода, який використовують в механізмах гірничих виробництв;

–       навчити студентів принципам побудови схем автоматизованого електропривода стаціонарних установок гірничих підприємств: двигунів постійного струму за системою генератор-двигун (Г-Д), тиристорний перетворювач-двигун (ТП-Д), інші системи керування координат; двигун змінного струму з КЗ та фазним ротором за системою асинхронний вентильний каскад (АВК), машина подвійно живлення, система імпульсного керування опором ротора, система перетворювач напруги двигун (ПН-Д), система перетворювач частоти двигун (ПЧ-Д);

–       ознайомити з практичними методами визначення потужності електроприводів стаціонарних механізмів гірничих виробництв;

–       сформувати уявлення про загальне схемне рішення систем керування електроприводами з урахуванням специфіки конкретного механізму гірничого виробництва;

–       ознайомити студентів із спрощеною реалізацією схемних рішень систем керування електроприводами і надати рекомендації щодо їх експлуатації та налагодження;

–       формувати у студентів дослідницькі уміння, досвід роботи з підручниками, навчальними посібниками, науковою літературою, періодичними виданнями, іншими джерелами інформації;

стимулювати студентів до систематичної самостійної навчальної праці.

У запропонованому курсі розглянуті питання основ фундаментальної теорії електроприводів постійного та змінного струму. Показано методи регулювання їх основних координат і наведені спрощені  приклади реалізації розімкнутих та замкнених систем їхнього керування. Приділено особливу увагу застосуванню сучасної силової електроніки, на базі якої будуються перетворювачі напруги і частоти для живлення електроприводів. 

Споживні властивості готової продукції безумовно залежать від правильної роботи електропривода виробничих агрегатів. У значній мірі це обумовлено якістю перехідних режимів роботи електропривода. Як наслідок в дисципліні розглянуті відомі режими і математичні моделі для дослідження перехідних процесів електромеханічних систем.

Основне призначення електропривода – перетворення електричної енергії  в механічну та здійснення керування цим процесом. Тому енергетичні показники та характеристики електропривода мають першорядне значення, тим більше, що електропривод споживає близько 65% електроенергії, що виробляється.

У курсі дисципліни показано ряд існуючих та декілька нових способів ефективної експлуатації керованих і не керованих приводів. Слід зауважити, що такі з них як: залучення нових матеріалів при розробці електродвигунів з підвищенням ККД до 5%; уточнення величини встановленої потужності у залежності від умов роботи кожного конкретного механізму; впровадження регульованого електропривода; вибір раціональних типів електропривода та способів керування задля мінімізації втрат у їх силовому каналі. 

Сучасна електроенергетика України – це сукупність електричних станцій і підстанцій, ліній електропередачі та споживачів, об’єднаних в енергетичні компанії одночасністю процесів виробництва, передачі, розподілу та споживання електричної енергії. Спільне функціонування повинно бути не тільки технічно можливим, а і високоефективним з економічної точки зору. Зв’язуючою ланкою між джерелами енергії і споживачами є електричні мережі, що вказує на важливе їх місце в електроенергетиці. Тому дисципліна „Електричні системи та мережі” є однією з базових в підготовці фахівців. Завдання вивчення дисципліни – формування знань з теорії передачі та розподілу електричної енергії, набуття навиків виконання проектування та експлуатації електричних мереж і систем з урахуванням вимог економічності, надійності електропостачання і забезпеченні при цьому необхідної якості електроенергії та безпеки її використання.

The training course covers all aspects of design of control systems for electric drives.

General approaches of control systems' theory - open-loop and closed-loop systems, optimization criteria etc. Physical and mathematical approaches used for description of dynamic systems are explained. The concept of multiloop cascade control system structure is examined in detail.

The course comprises both DC and AC electric drives. The chapters start with brief explanation of motors’ equations, analysis of their static performances and dynamic behavior. Power electronic converters are also dealt with. Then it is shown how to construct speed and position control system, how to calculate regulators and assess system’s dynamics.

Предмет вивчення: застосування аналогової та цифрової схемотехніки для вирішення задач керування електроприводами (проектування,

побудова та тестування засобами електронної лабораторії).

Основні розділи: малопотужні вторинні джерела живлення (випрямлячі, фільтри, стабілізатори), типові схеми увімкнення операційних підсилювачів,

цифрові автомати, аналогово-цифрові та цифро аналогові перетворювачі, шифратори та дешифратори.

Види навчальних занять: лекції, лабораторні роботи.

Лектор – доц. В.А.Бородай

Предмет вивчення: способи та принципи регулювання координат (швидкість, струм, положення та ін..) електроприводів з електродвигунами різних типів (схемотехніка, перехідні процеси, режими роботи, енергетичні показники, галузі застосування).

Основні розділи:

- розімкнені системи керування електроприводами змінного та постійного струму (релейно-контакторні системи керування);

- замкнені системи керування електроприводами постійного струму (системи генератор-двигун Г-Д, тиристорний перетворювач-двигун ТП-Д та інші);

- замкнені системи керування електроприводами змінного струму (системи скалярного керування, системи векторного керування);

- системи керування електроприводами з кроковими двигунами;

- особливості побудови систем керування електроприводами (функціональні вузли, датчики регульованих координат та інше).

Види навчальних занять: лекції, лабораторні роботи, практичні роботи.

The offered train aid is intended for the students of different specialties of direction”Electromechanics” where normative discipline ”Theory of electric drives” is one of major in the system of theoretical preparation of engineers–electricians. This manual can with success be utilized the students of other specialties of electromechanics type.

The fundamental questions of the automated electromechanic theory, properties of electric drives, static and dynamic characteristics of the open-ended and closed-loop systems, are considered in a manual. In addition the standard tuning of adjusting contours, methods of adjusting of electric drive coordinates, different ways of tuning of the systems with one regulator and systems with inferior loops were treated.

Large attention is spared properties and power characteristics of electric drive as a basic user of electric power, and also to the questions of economy and electric power improving.

  Also the special attention is spared consideration of dynamic properties of the electromechanical systems, both with hard and by resilient mechanical connections. Exposition materials are based on the wide use of theory of automatic control. Consideration of the frequency-control of electromechanic from positions of the generalized machine in the different systems of coordinates was extended.

  Purpose of the book – to help students to understand sophisticated questions of modern electric drives, principles of working and construction of the closed loop systems, and also acquisitions of skills. 

Мета і завдання навчальної дисципліни: ознайомлення студентів із технічними характеристиками, складом, організацією, функціонуванням, програмуванням та  використанням  мікроконтролерів та мікроЕОМ при проектуванні систем керування різного призначення, а також отримають необхідних базових знань та практичних навичок програмування і використання сучасних і підготовки до опанування майбутніх мікроконтролерів та мікроЕОМ.

Предмет навчальної дисципліни: серійні мікроконтролери та мікроЕОМ, організація, програмування та використання.  

Основний зміст дисципліни: Однокристальні мікроЕОМ серії МК51. Структурна організація, основні блоки, призначення та функціонування. Таймери/лічильники, режими роботи, організація часових затримок та лічильників зовнішніх подій. Порти, призначення та режими роботи, альтернативна функція. Система переривань, організація, функціонування та програмування. Адрес­ний простір програм і даних, нарощування об’єму та спряження. Однокристальні  мікроЕОМ технології КМОП, особливості захисту та програмування. Бітовий процесор. 

Курс присвячений вивченню схемотехніки та процесів у вентильних перетворювачах енергії (випрямлячах, переривниках постійного струму, інверторах, перетворювачах частоти тощо

Мета викладання дисципліни  -  оволодіння методами комп’ютерного проектування, принципами розробки технічної документації за проектом, математичними методами моделювання та практичною реалізацією під час проектування електромеханічних систем з використанням сучасних засобів автоматизованого проектування.

Отримані знання надають можливість проводити аналіз і розв’язання прикладних інженерних задач, сприятимуть розвиткові абстрактного та творчого мислення.

Предмет вивчення: методи математичного опису електромеханічних систем, характеристика систем програмування, методи чисельного інтегрування систем диференційних рівнянь, змінні стану, математичні моделі елементів електропривода.

Основні розділи: математичні моделі типових ланок, двигун постійного струму незалежного збудження, асинхронний двигун, двомасова пружна система.

Предмет вивчення: енергетичні складові перехідних процесів в електроприводі; втрати енергії та ККД систем електропривода; аналіз практичних способів енергозбереження засобами електропривода; енергетична ефективність вентильного електропривода та способи її підвищення; енергозберігаючі технології на базі регульованого асинхронного електропривода; економія енергоресурсів в промисловості та ЖКГ.

Основні розділи: втрати енергії та ККД електропривода; оцінка енергетичної ефективності різних систем електроприводів; енергетична ефективність частотно-керованого електропривода; економія електроенергії в насосах, вентиляторах, компресорах; використання частотно-керованого електропривода та засобів автоматизації в промисловості.

Предмет вивчення: засоби автоматизації технологічних процесів нижнього рівня (галузі застосування, вибір та обґрунтування, схемотехніка, конфігурування, програмування).

Основні розділи: дискретні та аналогові сигнали, датчики (фотоелектричні, індуктивні, ультразвукові, ємнісні), програмовані логічні контролери, програмні засоби.

Види навчальних занять: лекції, лабораторні роботи.

Лектор – доц. О.А.Яланський

Дисципліна «Теорія автоматичного керування»

Об'єкт дослідження: процеси, які протікають в системах автоматичного управління (САУ) різних організаційних структур.

Предмет вивчення: методи, засоби та алгоритми, що застосовуються при дослідженні САУ, їх синтез.

Основні розділи: Елементи системи автоматичного керування. Види систем автоматичного керування. Складання структурних схем на основі диференціальних рівнянь. Правила структурного перетворення. Передатні функції. Типові ланки. Частотні характеристики типових ланок. Логарифмічні частотні характеристики. Критерії якості перехідних процесів в системах автоматичного керування. Статика систем автоматичного керування. Динаміка систем автоматичного керування. Синтез систем автоматичного керування.

Види навчальних занять: лекції, лабораторні роботи.