Вибір проблеми. Постановка мети і завдань дослідження

ЗМІСТ

Вступ

1. Вибір проблеми. Постановка мети і завдань дослідження

1.1. Побудова «дерева рішень» для вибраної проблеми

2. Форма організації навчання

2.1. Розробка евристичних запитань

Висновок

Список літератури

ВСТУП

Вся людська діяльність з освоєння та перетворення природи спрямована на пошук нових знань про закони її розвитку та створення на їх основі техніки, що підсилює вплив на навколишню природу. Фізичні сили людини вкрай обмежені в порівнянні з фізичними силами природи, яку він ставить на службу, тому людина змушена постійно поміщати між собою і природою штучні засоби праці, тобто техніку. При цьому техніка є не тільки знаряддям впливу на природу, а й своєрідним амортизатором впливу природи на людину, засобом його захисту від згубного впливу цих впливів. Ступінь могутності людини і ефективність його впливу на природу залежать від рівня техніки, як «упредметненої сили знання», і науки, як «потенційної техніки». Отже, постійне зростання наукових і технічних знань є об'єктивною необхідністю безперервного розвитку людського суспільства. Людина у своїх духовних силах безмежний, і його інтелектуальна творча міць не порівнянна з силами природи. Створювана людиною техніка може вважатися досить ефективною лише тоді, коли вона забезпечує інтенсифікацію виробництва при поліпшенні умов праці та життєдіяльності, коли робота в умовах цієї нової техніки сприяє творчому розвитку особистості.

Особливо це стає важливим зараз на етапі інноваційного шляху розвитку суспільства в умовах економіки знань.

Будь-яке рішення винахідницьких задач є за своєю суттю подолання діалектичного протиріччя між властивостями об'єкта на основі використання фізичних законів природи з метою отримання високого позитивного ефекту. Подолання діалектичного протиріччя у властивостях об'єкта - це завжди стрибок, який характеризує кількісний перехід від глибокого пізнання властивостей або взаємозв'язків створюваного об'єкту до досягнення нових показників його якості. Всякий технічний об'єкт може служити предметом удосконалення або заміни його іншим, більш досконалим на основі нових принципів (явищ). Сам же об'єкт техніки розвивається за принципами моделювання природних органів людини. Однак це моделювання не структурне, а функціональне. Все це техніка відтворює на своєму «власною мовою» у властивих їй формах, а не у вигляді технічної копії людського органа.

Вірним компасом на цьому шляху є творче застосування на практиці методології природничих та технічних наук, глибоке оволодіння знаннями даної та суміжних галузей науки і техніки, розвиток навичок системного підходу до аналізу структури і взаємозв'язків даного об'єкту. Ефективність творчої праці залежить від рівня знань, уміння їх цілеспрямованого застосування на практиці. Отже учні за фахом «обмотувальник елементів електричних машин» повинні вміти застосовувати творчість при виконання обмоток елементів електричних машин.

У цій роботі розглядається тема навчального заняття «Технологія укладання одношарових обмоток» для професії «обмотувальник елементів електричних машин» 3-го розряду. Обраний тип навчального заняття - евристичний урок креативного типу.

Навчання з даної теми буде побудовано за допомогою евристичних запитань на основі наявної з цього матеріалу інформації (Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики” частина 2) в результаті чого буде побудовано «дерево рішень» для вибраної проблеми.

Вибір проблеми. Постановка мети і завдань дослідження

У цій роботі розглядається тема «Розімкнені системи керування електроприводами». Як відомо, технічне завдання сформульовані умови усунення технічних протиріч для досягнення поставленої мети.

Перед учнями ставиться завдання підвищення надійності системи керування електроприводом, тобто суть проблеми, яка буде вирішуватися учнями спільно з викладачем, полягає в тому, що необхідно вивчити методи захисту системи від збоїв. Під оптимальною роботою системи керування розуміється її стійка робота за будь яких умов.

Пуск, зупинка, реверсування і зміна частоти обертання електроприводу пов’язані з необхідністю переключення у ланцюгах живлення і керування електродвигуна. У найпростішому випадку ці переключення можуть бути виконані вручну. Проте сучасні процеси керування об’єктами, що рухаються, настільки швидкоплинні, що людина, в силу своїх обмежених фізичних і психічних можливостей, не в стані впоратись з ними з необхідною точністю і швидкістю. Це сприяло створенню систем автоматизованого керування електроприводами без особистої участі людини.

Ці системи керування поділяють на розімкнуті і замкнуті. У розімкнутій системі керування (рис.1,а) при виникненні відхилення вихідного параметра, наприклад швидкості переміщення регулюючого органу РО від заданого значення, керуючий сигнал U, на вході керуючого пристрою КП залишається незмінним. Іншими словами, розімкнуті системи не мають зворотнього зв’язку за контрольованим системою параметром. У замкнутій системі керування (рис.1,б) є ланцюги зворотніх зв’язків за одним або декількома параметрами. Наприклад, система містить давач швидкості ДШ (тахогенератор), що виробляє сигнал зворотнього зв’язку за швидкістю U_ЗЗШ регулюючого органу РО, і давач становища ДС (індуктивний давач), що виробляє сигнал зворотнього зв’язку за станом регулюючого органу РО. При відхиленні контрольованих параметрів від заданих значень на вхід керуючого пристрою КП надходять сигнали зворотнього зв’язку, що, взаємодіючи з керуючим сигналом U_k, корегують роботу системи керування. Існують наступні види керування автоматизованими електроприводами: що стабілізує – підтримує якийсь параметр на заданому рівні; програмне – здійснює керування за заданою програмою; що стежить – відтворює зміну якогось параметру за визначеним законом: синхронне – забезпечує обертання з однаковою частотою декількох електродвигунів, які приводяться в рух діючи сумісно.

В залежності від виду комутуючих пристроїв, які керують роботою електроприводу, розрізняють автоматизовані електроприводи з релейно-контактним і безконтактним керуванням. У електроприводі з релейно-контактним керуванням всі переключення здійснюються за допомогою електромеханічних пристроїв дискретної дії: реле, контакторів, кнопок і т.д. Основні недоліки цих пристроїв – недовготривалість використання, обумовлена підгоранням контактів, що розмикаються, і значний час спрацьовування. Крім того, релейно-контакторна апаратура вимагає систематичного контролю і регулювання. У автоматизованих приводах, до яких ставиться вимога підвищеної надійності, застосовують безконтактні комутуючі пристрої. Керування струмом у цих пристроях відбувається за рахунок дискретної або аналогової (плавної) зміни їх параметрів. До безконтактних елементів відносяться: транзистори (напівпровідникові тріоди), тиристори (керовані діоди), фотодіоди, дроселі насичення і т.п., а також індуктивні і трансформаторні давачі, давачі ЕРС Хола, напівпровідникові і магнітні підсилювачі.

Тиристор — це перемикальний напівпровідниковий прилад, що проводить струм тільки в одному напрямку.

Транзи́стор — напівпровідниковий елемент електронної техніки, який дозволяє керувати струмом, що протікає через нього, за допомогою прикладеної до додаткового електрода напруги.

Автоматизоване керування електроприводом здійснюється у функції часу, швидкості (частоти обертання), струму або шляху, тобто в залежності від просторового становища регулюючого органу. Якщо електропривід працює в системі автоматичного керування яким-небудь технологічним процесом, то керування приводом здійснюється у функції якогось технологічного параметра: температури, тиску, розмірів оброблюваного виробу, його маси і т.д.

Рис.1. Структурні схеми АСУ розімкнута (а) і замкнута (б)

Розглянемо схему імпульсного керування частотою обертання двигуна М постійного струму незалежного збудження з застосуванням транзистора VT у ключовому режимі (рис.2). Керування здійснюється в ланцюзі обмотки якоря, куди включений транзистор VT за схемою з загальним емітером. У цій схемі транзистор працює в ключовому режимі.

При подачі керуючого сигналу U_к, транзистор переключається у відкритий стан і вся підведена напруга живлення U прикладається до якоря. У ланцюзі якоря двигуна з’являється струм, і двигун починає обертатися. Діод VD, що шунтує обмотку якоря двигуна, запобігає можливості пробою транзистора електрорушійною силою, наведеної у ланцюзі обмотки якоря.

Найбільше застосування в сучасному автоматизованому електроприводі одержали тиристорні перетворювачі напруги, що мають слідуючі переваги: високі значення ККД і коефіцієнта підсилення, безінерційність, здатність пропускати великі струми при значних напругах, мінімальні габаритні розміри і маса. Рис.2. Схема керування

Джерело живлення - елемент електричного кола, в якому зосереджена електрорушійна сила.

Джерела живлення характеризуються значенням електрорушійної сили і внутрішнього опору.

До джерел живлення належать гальванічні елементи, електрохімічні батареї, акумулятори, термопари, сонячні батареї, електричні генератори, тощо.

В залежності від електрорушійної сили джерела живлення поділяють на джерела живлення постійного струму і джерела живлення змінного струму.

Розрізняють первинні джерела живлення, які безпосередньо перетворюють інші види енергії в електричну і вторинні джерела живлення, які виконують роль проміжних перетворювачів електричної енергії, такі як блоки живлення електронних приладів, трансформатори, тощо.

Стабілізатор напруги - перетворювач електричної енергії, що дозволяє отримати на виході напругу, що знаходиться в заданих межах при значно більших коливаннях вхідної напруги і опору навантаження.
За типом вихідної напруги стабілізатори діляться на стабілізатори постійного струму і змінного струму. Як правило, тип живлення (постійний або змінний струм) такий же, як і вихідна напруга, хоча можливі виключення

Запобіжник - пристрій для захисту електричних проводів і приладів від надмірного струму. Якщо струм стає надмірним, дріт (або пластина) запобіжника розплавляється і розриває електричне коло. Механічні, гідравлічні, електричні. Запобіжники широко застосовуються у техніці.

Резервування - спосіб забезпечення надійності за рахунок використання додаткових коштів, надлишкових по відношенню до мінімально необхідним для виконання необхідних функцій.

Резервування розділяється на постійне і резервування заміщенням в залежності від способу включення надлишкових елементів. При постійному резервування резервні елементи підключені протягом всього часу роботи. При резервування заміщенням резервні елементи включаються в роботу тільки у разі відмови основних елементів.

Найефективнішим засобом зменшення впливу паразит­них провідностей на керування є еквіпотен­ціальне екранування тих ділянок схеми керування, струми витоку з яких можуть мати найбільший вплив на результат вимірювання.

Екрановані кабелі STP добре захищає сигнали від зовнішніх перешкод, а також менше випромінює електромагнітних коливань зовні, що захищає, у свою чергу, користувачів мереж від шкідливого для здоров'я випромінювання. Наявність екрана, що заземлюється, здорожує кабель і ускладнює його прокладку, тому що вимагає виконання якісного заземлення.

Описавши ієрархію рішень даної проблеми, а саме рівні рішень та їх змісту, отримані варіанти рішень візуалізіруємо у вигляді «дерева рішень», де в корені представлена поставлена проблема, а варіанти її вирішення зазначені у вигляді окремих гілок зі своїми достоїнствами і недолікам.

іііііі Таблиця 1.- Аналіз кінцевих рішень даної проблеми

Дата добавления: 2015-07-20