«Проектирование электротехнических устройств»

Обсуждена на заседании кафедры «Электрическая техника»

Зам. зав. кафедры ЭТ______________________________________/Н.С. Морозова/

« ___»_____________2010 г.

Начальник УМУ________________________________________/Е.В. Васильев/

«___»____________2010 г.

1. Цели и задачи дисциплины.

Дисциплина «Проектирование электротехнических устройств» является специальным курсом в системе подготовки инженера по специальности «Электрооборудование и электро­хозяйство предприятий организаций и учреждений». Его основная цель состоит в том, чтобы подготовить будущего специалиста к самостоятельной проектно-конструкторской деятель­ности на основе изучения основных принципов, стадий и задач проектирования, использо­вания информационных технологий при проектировании и конструировании электротехни­ческого оборудования и систем; методов обеспечения надежности разрабатываемых изделий, систем и их элементов.

2. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение дисциплины.

Преподавание дисциплины проводится в виде лекций, лабораторного практикума и са­мостоятельных занятий.

В результате изучения дисциплины студент должен:

• 
  знать основные принципы, стадии и задачи проектирования электротехнических устройств;
  
• 
  знать методы создания и анализа математических моделей электротехнических устройств
  и предъявляемые к ним требования;
  
• 
  знать основные требования, предъявляемые к технической документации;
  
• 
  знать структуру, основные характеристики и возможности современных систем автоматизированного проектирования (САПР) электротехнических устройств;
  
• 
  уметь формулировать цели проекта, критерии оптимальности технических решений, вы­
  являть приоритеты решения задач;
  
• 
  уметь использовать информационные технологии при проектировании и конструировании
  электротехнического оборудования и систем;
  
• 
  уметь использовать методы анализа, синтеза и оптимизации фильтро-компенсирующих
  устройств для решения задач электромагнитной совместимости электрооборудования.
  

3. Объем дисциплины и виды учебной работы в часах

Вид занятий	Всего (час.)	С е м е с т р ы р ы
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Всего аудиторных за­нятий:	8									8
Лекции	4									4
Практические занятия (семинары)
Лабораторные работы	4									4
Самостоятельная ра­бота:	64									64
Курсовой проект
Рефераты
Домашнее задание	5									5
Проработка лекций, подготовка к лекциям	59									59
Всего по дисциплине	72									72
Вид итогового контро­ля (зачет, экзамен)	Экз.									Экз.

4. Содержание дисциплины по разделам

1. 
   Введение. Понятие технической системы. Цель и основные задачи проектирования
   электротехнических устройств.
   
2. 
   Блочно-иерархический подход к решению проектных задач. Стадии и этапы проектирования. Разработка технического задания. Технический проект. Рабочий проект. Рабочие чертежи.
   
3. 
   Проектные процедуры синтеза и анализа, оптимизация технических решений, условия и ограничения при проектировании электротехнических устройств.
   
4. 
   Вопросы электромагнитной совместимости (ЭМС) электрооборудования и их решение при проектировании электротехнических устройств.
   
5. 
   Методическое, организационное, программное, информационное и техническое
   обеспечение систем автоматизированного проектирования (САПР).
   

5. Содержание разделов дисциплины по видам учебных занятий: 5.1. Содержание курса лекций:

Номер раздела	Содержание лекционного курса		Часы
1,2,3	1 лекция: Цель и задачи курса. Понятие технической системы (ТС), надсистемы, подсистемы. Цель и основные задачи проектирования электро­технических устройств. Аспекты описаний проектируемых объектов. Нисхо­дящее и восходящее проектирование, итерационный характер про­цесса проектирования. Типизация и унификация проектных реше­ний и составляющих частей объектов проектирования. Стадии и этапы проектирования. Виды описаний проектируемых объектов. Типовые проектные процедуры синтеза и анализа. Структурный и параметрический синтез электротехнических уст­ройств.		2
4,5	1 лекция: Проблема ЭМС электрооборудования в системах электроснабжения. Качество электроэнергии. Способы улучшения ЭМС и повышения качества электроэнергии. Особенности проек­тирования фильтро-компенсирующих устройств для улучшения ЭМС электрооборудования в системах электроснабжения. Классификация систем автоматизированного проек­тирования. Основные характеристики, структура и возможности современных САПР.Методическое, организационное, программное, ин­формационное и техническое обеспечение САПР компонентов и их систем. Специализированные САПР электротехнических уст­ройств.		2
	ИТОГО	4

5.2. Лабораторный практикум:

Номер разде­ла	Темы курса лабораторных работ	Всего часов
1,2	1 Лабораторная работа: Применение программ Word, Excel, MathCAD для разработки технической документации и решения задач функционального проектирования.	2
3,4,5	1 Лабораторная работа: Оптимальный параметрический синтез ФКУ в системе электроснабжения (программа FTLTR), задачи конструкторского проектирования в среде AutoCAD.	2
	ИТОГО	4

5.3. Самостоятельная работа студентов.

В рамках курса студенты прорабатывают полученный лекционный материал. Основная цель этого – закрепить и расширить теоретические знания студента. Выработать у него навыки вы­полнения типовых проектных процедур, использования информационных технологий, нор­мативно-технической и справочной литературы при проектировании электротехнических устройств.

5.3.1. Темы домашних заданий:

5.3.1.1. Общие характеристики технических систем и их классификация.

5.3.1.2. Иерархия решения проектных задач.

5.3.1.3. Нисходящее и восходящее проектирование.

5.3.1.4. Выходные, внутренние и внешние параметры проектируемых объектов.

5.3.1.5. Математическое обеспечение синтеза проектных решений.

5.3.1.6. Показатели качества электрической энергии.

5.3.1.7. Специализированные САПР электротехнических устройств.

5.3.2. Самостоятельная проработка лекций.

4. 
   Контрольные вопросы по дисциплине.
   

5.4.1. Декомпозиция и иерархичность описаний объектов проектирования.

5.4.2. Аспекты описаний проектируемых объектов.

3. 
   Стадии проектирования.
   

5.4.4. Этапы проектирования, проектные процедуры, проектные операции.

5.4.5. Итерационность процесса проектирования, унификация и типизация проектных
решений, средств проектирования.

5.4.6. Виды описаний проектируемых объектов.

7. 
   Классификация параметров проектируемых объектов.
   
8. 
   Классификация типовых проектных процедур.
   
9. 
   Проектные процедуры синтеза.
   
10. 
    Проектные процедуры анализа.
    
11. 
    Типичная последовательность проектных процедур.
    
12. 
    Взаимосвязь проектных процедур анализа и синтеза.
    
13. 
    Маршрут проектирования объекта.
    
14. 
    Системы автоматизированного проектирования.
    
15. 
    Классификация САПР.
    
16. 
    Структура САПР.
    
17. 
    Виды обеспечения САПР.
    
18. 
    Функции и характеристики CAE/CAD/CAM-систем.
    
19. 
    Возможности САПР общего назначения: визуализация, графический редактор,
    ЗD-изображения, текстовый редактор, библиотека объектов.
    
20. 
    Возможности САПР общего назначения: база данных объектов, подготовка
    технической документации, моделирование свойств объектов, встроенный язык программирования, системные функции.
    
21. 
    САПР печатных плат и принципиальных схем: графические редакторы, трассировка и размещение, текстовый редактор.
    
22. 
    САПР печатных плат и принципиальных схем: визуализация, библиотека мо­дулей, база данных, моделирование работы схем.
    
23. 
    Требования к математическим моделям САПР: универсальность, адекватность.
    
24. 
    Требования к математическим моделям САПР: точность, экономичность.
    
25. 
    Структурные математические модели САПР.
    
26. 
    Классификация геометрических моделей САПР.
    
27. 
    Функциональные математические модели САПР.
    
28. 
    Математические модели САПР на микроуровне.
    
29. 
    Математические модели САПР на макроуровне.
    
30. 
    Математические модели САПР на метауровне.
    
31. 
    Аналитические и алгоритмические математические модели САПР.
    
32. 
    Критерии оптимальности проектных решений: частные, аддитивные, мультипликативные.
    
33. 
    Критерии оптимальности проектных решений: минимаксные, максиминные,
    формы функции.
    
34. 
    Ограничения на значения проектных параметров при решении оптимизационных задач.
    
35. 
    Необходимые и достаточные условия оптимальности.
    
36. 
    Классификация методов оптимизации.
    
37. 
    Классификация локальных методов безусловной оптимизации.
    
38. 
    Проблема электромагнитной совместимости (ЭМС) электрооборудования в
    системах электроснабжения.
    
39. 
    Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения.
    

5.4.40. Способы улучшения ЭМС и повышения качества электроэнергии

6. Технические средства обучения и контроля, использование ЭВМ


6.1. Технические средства обучения и контроля

6.1.1. Применение раздаточного материала в виде ксерокопий.
6.2 Вычислительная техника

1. 
   Демонстрация демо-версий программ на ЭВМ.
   

7. Материальное обеспечение дисциплины

Класс персональных ЭВМ.

8. Основная и дополнительная литература.

8.1. Литература лекционному курсу:

1. 
   Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учебник для вузов - Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 387 с.
   
2. 
   Аветисян Д. А. Автоматизация проектирования электрических систем. - М.; высш. шк., 1998. - 331с.
   

3. 
   Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. - М
   :Энергоатомиздат, 1989. - 264 с.
   
4. 
   Кулон Ж.-Л., Сабоннадьер Ж.-К. САПР в электротехнике. - М: Мир, 1988. -
   208 с.
   

8.2. По лабораторным работам:

1. 
   Работа с табличным процессором MS EXCEL: Учеб. пособие для вузов пс
   специальности 351400 "Прикладная информатика (по обл.)" и другим междис-
   циплинар. специальностям/ О. В. Храповицкая, Л. Д. Федорова; ОмГТУ. - Омск
   Изд-во ОмГТУ, 2003 - 76 с.
   
2. 
   Автоматизированная подготовка чертежей в среде графической подсистемь
   САПР AutoCADH: Метод, указания/ Г. И. Гололобов; Омский государственны?
   технический университет. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 1999. — 48 с.
   
3. 
   Аррилага Дж., Бредли Д., Боджер П. Гармоники в электрических системах. -
   Москва: Энергоаотмиздат, 1990. - 320 с.
   

1. 
   Романычева Э.Т., Трошина Т.Ю. AutoCAD 2000. - М.:ДМК, 2000. - 320 с.
   

3. 
   По домашнему заданию:
   

8.3.1.Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учебник для вузов - Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 387 с.

2. 
   ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электро
   снабжения общего назначения. - Минск: Изд. стандартов 1998. - 32 с.
   
3. 
   Шваб А. Электромагнитная совместимость; перевод с нем. В. Д. Мазина и С
   А. Спектора. 2-е изд., перераб. и доп. - М.; Энергоатомиздат, 1998. - 480с.
   
4. 
   Аррилага Дж., Бредли Д., Боджер П. Гармоники в электрических системах. -
   Москва: Энергоаотмиздат, 1990. - 320 с.
   

8.4. Периодическая литература:

1. 
   Электричество
   
2. 
   Электротехника
   
3. 
   Известия вузов. Электромеханика
   
4. 
   Промышленная энергетика
   
5. 
   Известия вузов. Физика
   
6. 
   Стандарты и качество
   
7. 
   Надежность и контроль качества
   
8. 
   Реферативный журнал. Энергетика и электротехника
   
9. 
   Новые технологии