Скачать 134.52 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФМОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ (ИЭТ) ___________________________________________________________________________________________________________ Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника Профиль(и) подготовки: Электромеханика Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН"
Москва - 2010 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение основ и компонентов универсального метода электромагнитного анализа электрических машин, используемых при расчетах магнитной цепи и параметров электрических машин с распределенными обмотками. По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
Задачами дисциплины являются:
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к дисциплинам по выбору профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Электромеханика" направления 140400 Электроэнергетика и электротехника. Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Теоретические основы электротехники", "Электрические машины", "Электромагнитные расчеты", а также "Высшая математика", "Информатика", "Информационные технологии", Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы, а также программ магистерской подготовки по профилю «Электромеханика». 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования: Знать:
Уметь:
Владеть:
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часов.
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции: 1. Основы универсального метода – метода зубцовых контуров Методы электромагнитного расчета электрических машин. Аналитические и численные методы расчета. Принимаемые допущения. Расчет ЭМ на основе классической теории ЭМ. Расчет ЭМ с учетом зубчатости и явнополюсности сердечников и дискретности структуры обмоток. Полевые методы расчета. Основы универсального метода (метода зубцовых контуров - МЗК) для расчета стационарных и нестационарных электромагнитных процессов в электрических машинах в линейном приближении. Идея метода зубцовых контуров. Постановка задачи при расчете магнитной цепи электрической машины при заданных токах в ветвях ее обмоток. Основные допущения. Магнитное поле зубцового контура: понятие зубцового контура, граничные условия, область поля, определение потоков, потокосцеплений и соответствующих им магнитных проводимостей при расчете поля относительно скалярного и векторного магнитного потенциала. Расчетная эквивалентная длина машины. Схема магнитной цепи для поля зубцового контура. Расчет потоков и потокосцеплений методами теории цепей. Оценка точности расчета. Схема магнитной цепи ненасыщенной электрической машины по МЗК. Расчет потоков зубцов сердечников и потокосцеплений зубцовых контуров. Матрица проводимостей зубцовых контуров. Обмотки электрических машин: назначение, виды обмоток. Простая многофазная обмотка. Сложная многофазная обмотка. 2. Токи зубцовых контуров. Потокосцепления ветвей обмоток Токи зубцовых контуров. Определение токов пазов по заданным токам ветвей обмоток для известной структуры обмотки. Матрица структуры обмоток. Определение токов зубцовых контуров с точностью до постоянной по заданным токам пазов или ветвей обмоток. Постоянная составляющая и определение полных токов зубцовых контуров по заданным токам ветвей. Определение потокосцеплений ветвей обмоток по найденным потокосцеплениям зубцовых контуров для известной структуры обмотки. Выражение потокосцеплений ветвей обмоток через токи ветвей обмоток. Матрица индуктивностей. Индуктивности само- и взаимоиндукции. Зависимость индуктивности от угла поворота ротора. 3. Электромеханическое преобразование энергии Энергия магнитного поля возбужденной электрической машины. Способы расчета энергии магнитного поля. Уравнения напряжений ветвей обмоток. Понятие трансформаторных ЭДС и ЭДС вращения. Электромеханическое преобразование энергии в электрической машине. Выражение механической мощности и электромагнитного момента через токи ветвей и производные индуктивностей по углу, определяющему положение ротора. Уравнение движения ротора. Полная система уравнений электрической машины. 4. МДС фазы и многофазной обмотки. Гармонический состав МДС Применение МЗК к анализу общих вопросов теории электромагнитных процессов в электрических машинах. Анализ ненасыщенных электрических машин с учетом односторонней зубчатости сердечников. Магнитодвижущая сила (МДС) фазы простой многофазной обмотки при числе катушек в катушечной группе q=1. Гармонический состав МДС фазы. Коэффициент укорочения для –ой гармонической МДС. Магнитное поле фазы простой многофазной обмотки при q=1. Коэффициент пазовости. МДС и магнитное поле простой многофазной обмотки при произвольном q. Коэффициент распределения для –ой гармонической МДС. Разложение пульсирующей гармоники МДС фазы простой многофазной обмотки на прямую и обратную вращающиеся волны. МДС и магнитное поле простой многофазной обмотки с числом фаз m', питаемой симметричной системой переменных токов. Гармонический состав МДС простой многофазной обмотки. МДС и магнитное поле сложной многофазной обмотки с произвольным q, питаемой симметричной системой переменных токов. Гармонический состав МДС сложной многофазной обмотки. Влияние порядка гармоники МДС многофазной обмотки на величину обмоточных коэффициентов. Понятия первичных, сопутствующих и зубцовых гармонических для простых и сложных многофазных обмоток. 5. Главная индуктивность и индуктивности рассеяния трехфазной обмотки Понятие главного поля и поля рассеяния. Главная индуктивность фазы обмотки. Индуктивность взаимоиндукции между фазами обмотки. Главная индуктивность многофазной и трехфазной обмотки для токов прямой, обратной и нулевой последовательности. Индуктивное сопротивление дифференциального рассеяния трехфазной обмотки с учетом демпфирования. Индуктивное сопротивление пазового рассеяния трехфазной обмотки. Индуктивное сопротивление лобового рассеяния трехфазной обмотки. 4.2.2. Практические занятия: Матрица структуры трехфазной сложной двухслойной обмотки. Определение токов зубцовых контуров для трехфазной сложной двухслойной обмотки с точностью до постоянной. Определение полных токов зубцовых контуров для трехфазной сложной двухслойной обмотки. Определение потоков зубцов и потокосцеплений зубцовых контуров. Матрица индуктивностей и определение потокосцеплений ветвей трехфазной сложной двухслойной обмотки. Расчет энергии, запасенной в магнитном поле электрической машины. Расчет коэффициента пазовости для ν-ой гармонической индукции в воздушном зазоре. Гармонический состав МДС трехфазной обмотки. Расчет индуктивного сопротивления дифференциального рассеяния трехфазной обмотки. 4.3. Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены. 4.4. Расчетные задания: Анализ структуры обмоток электрических машин. Расчет индуктивных параметров обмоток электрических машин. 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен. 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием компьютерных презентаций. Практические занятия проводятся с использованием слайдов и компьютерных презентаций и предусматривают использование подручных вычислительных средств студентов. Самостоятельная работа включает подготовку к лекциям и практическим занятиям, подготовку к контрольным работам, выполнение типового расчета, подготовку к защите типового расчета, подготовку к зачету. 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы. Аттестация по дисциплине – зачет. Оценка за освоение дисциплины, определяется как: 0,3(среднеарифметическая оценка за контрольные работы и типовой расчет) + 0,7оценка на зачете. В приложение к диплому вносится оценка за 7 семестр 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература: а) основная литература: 1. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: В 2-х томах. Учебник для вузов. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. 2. Иванов-Смоленский А.В., Гончаров В.И., Ширинский С.В. Расчет электромагнитных полей и параметров электрических машин. Методическое пособие. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. б) дополнительная литература: 1. Иванов-Смоленский А.В., Абрамкин Ю.В., Власов А.И., Кузнецов В.А. Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах. – М.: Энергоатомиздат. 1986. 216с. 2. Бинс К., Лауренсон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей: Пер. с англ. / Ред. И.И. Талалов. – М.: Энергия, 1970. 376с. 3. Расчет параметров, электромагнитных сил и моментов в электрических машинах. Абрамкин Ю. В., Извеков В. И., Аванесов М. А. / Под ред. А. В. Иванова-Смоленского.— М.: Изд-во МЭИ, 1990. 7.2. Электронные образовательные ресурсы: а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: Электронные публикации кафедры Электромеханики – на сервере elmech.mpei.ac.ru б) другие: Электронная версия Учебно-методического комплекса «Элекромагнитные расчеты». Электронный конспект лекций в виде комплекта презентаций в формате PowerPoint. Электронная версия методических указаний к типовому расчету. 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и демонстрации слайдов на практических занятиях. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и профилю «Электромеханика». ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ: к.т.н., доцент Ширинский С.В. "УТВЕРЖДАЮ": Зав. кафедрой Электромеханики д.т.н., профессор Геча В.Я. |