Автоматизированный электропривод горных машин и установок

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 

 

 
 
 

 

 

 

 
 

 

№ 2832 

Горный институт
Кафедра энергетики и эффективности горной промышленности 

А.К. Малиновский 
 

Автоматизированный  
электропривод  
горных машин и установок 

Практикум 

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета 

Москва  2017 

УДК 
681.5:622.647 
 
М18 
 
 
Р е ц е н з е н т  
канд. техн. наук, доц. Ю.Е. Бабичев 

Малиновский А.К. 
М18  
Автоматизированный 
электропривод 
горных 
машин 
и установок: практикум / А.К. Малиновский. – М.: Изд. Дом 
НИТУ «МИСиС», 2017. – 156 с. 

ISBN 978-5-906846-29-7 

Содержит изложение практических занятий, посвящённых решению задач по определению параметров эквивалентных расчётных схем электропривода, по приведению статических моментов и сил сопротивления, моментов 
инерции и масс, жёсткостей к валу двигателя или рабочей машины, расчёту 
механических и электромеханических характеристик машин постоянного и 
переменного тока при различных режимах работы, расчёту переходных процессов в электроприводе. 
Предназначен для студентов, обучающихся по специальности 21.05.04 
«Горное дело» специализации «Электрификация и автоматизация горного 
производства». 

УДК 681.5:622.647 

ISBN 978-5-906846-29-7 
 А.К. Малиновский, 2017 
 
 НИТУ «МИСиС», 2017 

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение ............................................................................................................... 4 
1. Режимы работы электрической машины ....................................................... 5 
2. Механические характеристики рабочих машин и механизмов .................. 11 
3. Написание уравнения электрического равновесия ..................................... 15 
4. Статическая устойчивость электропривода ................................................. 21 
5. Эквивалентные расчётые схемы электропривода ....................................... 29 
6. Естественные и искусственные механические характеристики 
электрических машин ........................................................................................ 39 
7. Написание уравнения электрического равновесия ..................................... 47 
8. Режимы работы электродвигателей .............................................................. 51 
9. Расчёт и построение графиков механического  
переходного процесса ........................................................................................ 76 
10. Механический переходный процесс  при изменении  
параметров электропривода .............................................................................. 80 
11. Механический переходный процесс при изменении  
нагрузки на валу электрической машины ...................................................... 109 
12. Написание дифференциальных уравнений в операторной форме ......... 135 
13. Написание передаточной функции ........................................................... 139 
14. Составление структурных схем ................................................................ 143 
15. Схемы управления электроприводом ....................................................... 147 
Библиографический список ............................................................................. 156 
 

ВВЕДЕНИЕ 

В связи с бурным развитием науки и техники студенты за ограниченное время обучения должны изучить и закрепить большое количество информации по каждому предмету. 
Для подготовки инженеров высокой квалификации постоянно совершенствуется учебный процесс, повышается эффективность лекций, упражнений, лабораторных занятий, широко используются для 
обучения и контроля знаний студентов обучающие и контролирующие машины, создавая тем самым условия, при которых студент вынужден работать самостоятельно над изучением дисциплины. 
Основой глубоких и прочных знаний является систематическая 
самостоятельная и равномерная работа в течение всего семестра и не 
заучивание, как стихотворений, законов, формул и т.п., а активное их 
применение к анализу и решению практических задач. Термин «студент знает» означает умение не только пересказать то, что студент 
услышал на лекциях или узнал из учебников, но и применить теорию 
к решению и анализу практических инженерных задач. 
Выявить знания можно только с помощью вопросов и задач, в которых отражена теория и практика данного предмета. 
При составлении данного практикума автор стремился в вопросах 
и задачах с практическим инженерным содержанием отразить теорию, принцип действия, характеристики электрических машин, участвующих в составе электропривода, описываемых в дисциплинах 
«Электрический привод» и «Теория электропривода». 
Задачи и вопросы практикума составлены таким образом, что для 
их решения и проверки результатов преподавателю не требуется 
много времени. Это позволяет осуществлять систематический контроль работы студентов в течение всего времени изучения дисциплины. 

1. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ 
МАШИНЫ 

Задача 1.1. В каком квадранте или квадрантах (  , М ) (рис. 1.1) 
изображается механическая характеристика электрической машины, 
работающей: 
а) в двигательном режиме; 
б) в режиме динамического торможения; 
в) в режиме противовключения; 
г) в генераторном режиме с отдачей энергии в сеть. 
Задача 1.2. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.2? 
Задача 1.3. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.3? 
Задача 1.4. Асинхронная машина работает в точке 1, расположенной на её механической характеристике (рис. 1.4). Какому режиму 
соответствует эта точка? 

 
Рис. 1.1  
Рис. 1.2 

 
Рис. 1.3 
Рис. 1.4 

Задача 1.5. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.5? 
Задача 1.6. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.6? 
Задача 1.7. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.7? 
Задача 1.8. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.8? 
Задача 1.9. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.9? 
Задача 1.10. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.10? 
 

    
 

Рис. 1.5 
Рис. 1.6 

   
 

Рис. 1.7 
Рис. 1.8 

Рис. 1.9 
Рис. 1.10 

Задача 1.11. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.11? 
Задача 1.12. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.12? 
Задача 1.13. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.13? 
Задача 1.14. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.14? 

 
Рис. 1.11 
Рис. 1.12 

 

Рис. 1.13 
Рис. 1.14 

Задача 1.15. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.15? 
Задача 1.16. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.16? 
Задача 1.17. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.17? 
Задача 1.18. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.18? 
Задача 1.19. В каком режиме работает электрическая машина, механическая характеристика которой изображена на рис. 1.19? 
Задача 1.20. Как распределяется энергия, если электрическая машина работает в точке 1 (рис. 1.20)? 

 

Рис. 1.15 
Рис. 1.16 

 

Рис. 1.17 
Рис. 1.18 

Рис. 1.19 
Рис. 1.20 

Задача 1.21. Как распределяется энергия, если электрическая машина работает в точке 1 (рис. 1.21)? 
Задача 1.22. Как распределяется энергия, если электрическая машина работает в точке 1 (рис. 1.22)? 
Задача 1.23. Как распределяется энергия, если электрическая машина работает в точке 1 (рис. 1.23)? 
Задача 1.24. Как распределяется энергия, если электрическая машина работает в точке 1 (рис. 1.24)? 

 
Рис. 1.21 
Рис. 1.22 

 

Рис. 1.23 
Рис. 1.24 

Рис. 1.25 

Задача 1.25. Как распределяется энергия, если электрическая машина работает в точке 1 (рис. 1.25)?