«Электротехника и электроника»

Скачать 263.98 Kb.

Название	«Электротехника и электроника»
страница	1/2
Дата публикации	26.03.2015
Размер	263.98 Kb.
Тип	Документы

100-bal.ru > Физика > Документы

1 2

Технологический институт СГТУ

Кафедра Техническая физика

Утверждена МКС МПП

« __» _______ 2000 г.

протокол № 5

Председатель ____________

(подпись)

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине: «Электротехника и электроника»
специальности: 170600 – Машины и аппараты пищевых производств.

специальности: 170500 – Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов.

факультет: Механико-машиностроительный

Курс 3 Семестры 5 и 6

Виды учебных занятий Отчетность

и объем в часах

Лекции 51 Модулей 3-5 3-6

Лабораторные занятия 34 (колич. семестр)

Практические занятия 34 Курсовая работа (проект)

Внеаудиторная самостоя- РГР 1-5 1-6

тельная работа (колич. семестр)

МПП, – 102

МХП – 61 Зачет 5 семестр

Всего: МПП, – 221 Экзамен 6 семестр

МХП - 180
г. Энгельс, 2000 г.

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОПРИВОД.

Цель и задачи преподавания дисциплины, ее место в учебном процессе, обязательный минимум содержания.

1.1. Цель преподавания дисциплины ЭЭЭ.

Теоретическая и практическая подготовка инженеров неэлетротехнического профиля в области электротехники, электроники и электропривода в такой степени, чтобы они могли выбирать и подключать к сети необходимые электротехнические, электронные и электроизмерительные приборы и устройства, уметь их правильно эксплуатировать и составлять совместно с инженерами- электриками технические задания на разработку электрических частей автоматизированных установок для управления производственными процессами.

Задачи преподавания дисциплины ЭЭЭ.

Инженер должен:

иметь представление о принципах действия и особенностях функционирования электротехнических и электронных элементов и устройств;
знать и уметь использовать методы расчета электрических цепей электрических машин и оборудования;
иметь опыт

расчета электрических цепей, систем электропривода, электронных устройств
выбора и рационального эксплуатирования систем управления электроприводами.

Структурно-логическая связь с другими дисциплинами.

Дисциплина «Электротехника, электроника и электропривод» изучается после изучения дисциплин «Математика» и «Физика» и является необходимой для последующего изучения дисциплин: Управление техническими системами, Оборудование предприятий пищевых производств, Технологическое оборудование отрасли, Подъемно-транспортные установки, Холодильные установки и машины, Элеваторы, склады, зерносушилки.

Государственный образовательный стандарт высшего

профессионального образования

Государственные требования к минимуму содержания и уровню

подготовки инженера по специальности

170500 – Машины и аппараты химических производств и предприятий

строительных материалов

Специальность утверждена приказом Государственного комитета Российской Федерации по высшему образованию от 05.03.94 г., № 180.

Квалификация выпускника – инженер.

Требования по общепрофессиональным дисциплинам.

Инженер должен: иметь представление

о принципах действия и особенностях функционирования электротехнических и электронных элементов и устройств,

знать и уметь использовать

электродвигатели постоянного и переменного тока, трансформаторы и др. типовые электроустройства общего назначения (пускатели, счетчики, рубильники и т.п.)

ОПД-02 Электротехника, электроника и электропривод – 180 час.

Линейные электрические цепи постоянного тока, линейные цепи переменного тока, однофазные цепи, трехфазные цепи, нелинейные электрические и магнитные цепи, электрические измерения и приборы, электромагнитные устройства и аппараты, электрические машины постоянного и переменного тока, их основные рабочие характеристики, пусковые и регулировочные свойства электродвигателей постоянного и переменного тока.

Элементы силовой промышленной электроники, полупроводниковые выпрямительные устройства.

Основы электропривода, общие сведения об автоматизированном электроприводе, характеристика его функциональных узлов и элементов, электропривод с электродвигателями переменного тока, тиристорный ЭП, основы автоматического управления эл. приводами, выбор типа и мощности электродвигателей для различных режимов работы.

Элементы электротехнологии, электроснабжения и электрооборудования предприятий отрасли.
Специальность МПП
Требования по циклу общепрофессиональных дисциплин:

Инженер должен иметь представление:

о принципах действия и особенностях функционирования электротехнических и электронных элементов и устройств.

Знать и уметь пользоваться:

методы расчета электрических цепей, электрических машин и оборудования.

Иметь навыки

расчета электрических цепей, систем электропривода и электронных устройств.

Обязательный минимум содержания образовательной программы

ДН.08. Электротехника, электроника и электропривод: 240 часов.

электрические цепи и аналоговая электроника; анализ электрических цепей; современная элементная база электроники, преобразовательная техника на полупроводниковых диодах; аналоговая электронная техника на транзисторах; аналоговые электронные схемы на операционных усилителях; импульсные электронные устройства; регулируемые преобразовательные системы электроники; цифровая электроника; арифметические и логические основы цифровой электроники; элементы математической логики; микросхемы комбинационного и последовательного типа; полупроводниковые элементы памяти; большие интегр. Схемы – элементы микропроцессорного комплекта; общие положения о проектировании электронных устройств; конструкторские документы (графические и текстовые); сопряжения цифровых и аналоговых микросхем; устройства сопряжения с технологическими объектами; интерфайсы. Электрические машины и основы электропривода. Общие сведения об автоматизированном электроприводе, характеристика его функциональных узлов и элементов; электропривод с АД; ЭП с ДПТ, ЭП с синхронным и шаговым двигателем; механические и нагрузочные характеристики; режимы работы; нагрузочные диаграммы и выбор мощностей двигателей.

Программа по дисциплине «Электротехника, электроника и электропривод» для специальности МПП рассчитана на 221 час.
Часть первая. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА,

ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОПРИВОД»

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ

Введение – 1 час.
Электрическая энергия, ее особенности и области применения. Ленинский план ГОЭЛРО и дальнейшее развитие электрофикации в нашей стране. Энергетическая программа РФ. Роль электротехники и электроники в развитии комплексной автоматизации современных технологических и производственных процессов и систем управления.

Значение электротехнической подготовки для инженеров неэлектротехнических специальностей. Связь со специальными дисциплинами. Содержание и структура дисциплины. Методика организации процесса обучения. Литература.
РАЗДЕЛ 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ - 15 ЧАСОВ.
1.1. Линейные электрические цепи постоянного тока – 2 часа.

1.1.1. Электротехнические устройства постоянного тока и области их применения. Элементы электрических цепей. Источники и приемники электрической энергии. Их условные графические обозначения. Схемы замещения электротехнических устройств. Идеальные элементы в цепи постоянного тока: источник э.д.с. и резистивный элемент. Пассивные и активные двухполюсники и их схемы замещения.

1.1.2. Топологические понятия теории электрических цепей. Неразветвленные и разветвленные электрические цепи с одним источником электрической энергии. Условные положительные направления электрических величин на схемах электрических цепей.

1.1.3. Энергетические соотношения в электрических цепях. Определение параметров двухэлементных схем замещения пассивных и активных двухполюсников.

1.1.4. Основные свойства и области применения мостовых цепей, потенциометров, делителей напряжения и тока.

1.1.5. Линейные электрические цепи переменного тока.

1.2.1. Электротехнические устройства и электрические цепи переменного тока. Особенности электромагнитных процессов в электрических цепях переменного тока. Причины широкого распространения электротехнических устройств синусоидального тока промышленной частоты.

1.2.2. Способы представления электрических величин – синусоидальных функций: временными диаграммами, векторами, комплексными числами. Основные параметры, характеризующие синусоидальную функцию.
Однофазные цепи – 6 часов.
1.2.3. Источники синусоидальной э.д.с. Приемники электрической энергии. Резисторы, индуктивные катушки, конденсаторы. Условные графические обозначения электротехнических устройств переменного тока. Схемы замещения электрических цепей переменного тока. Элементы схем замещения: резистивный, индуктивный, емкостный.

1.2.4. Уравнения электрического состояния цепей синусоидального тока. Запись уравнений для мгновенных и комплексных величин. Условные положительные направления синусоидальных величин на схемах электрических цепей.

1.2.5. Уравнения электрического состояния цепи с последовательным соединением элементов. Активное, реактивное и полное сопротивление двухполюсника. Векторные диаграммы на комплексной плоскости. Фазовые соотношения между токами и напряжениями.

1.2.6. Параллельное соединение элементов. Управления электрического состояния, векторные диаграммы на комплексной плоскости. Фазовые соотношения между токами и напряжениями.

1.2.7. Резонансные явления, условия возникновения и практическое значение.

1.2.8. Понятие об анализе электрического состояния разветвленных цепей с одним источником питания. Особенности четырехплечных мостовых цепей.

1.2.9. Колебания энергии и мощности в цепях синусоидального тока. Активная, реактивная и полная мощности. Коэффициент мощности.

1.2.10. Технико-экономическое значение повышения коэффициента мощности и способы компенсации реактивной мощности.
Трехфазные цепи – 4 часа.
1.2.11. Исторические предпосылки возникновения трехфазных цепей. Элементы трехфазных цепей. Принцип действия трехфазного генератора. Способы изображения симметричной системы э.д.с.

1.2.12. Способы соединения фаз трехфазного источника питания. Трехпроводная и четырехпроводная цепи. Фазное и линейное напряжения. Условно-положительное направление электрических величин в трехфазной цепи. Классификация и способы включения приемников в трехфазную цепь.

1.2.13. Симметричные режимы трехфазной цепи. Соединения элементов трехфазной цепи звездой и треугольником. Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричных нагрузках.

1.2.14. Мощность трехфазной цепи. Коэффициент мощности симметричных трехфазных приемников и способы его повышения.

Переходные процессы – 1 час.
1.2.15. Причины возникновения переходных процессов в электрических цепях. Дифференциальные уравнения электрического состояния цепей и методы их решения. Установившиеся и свободные составляющие электрических токов и напряжений. Законы коммутации и их использование для определения начальных условий переходных процессов. Влияние параметров цепи на длительность переходного процесса, постоянная времени.

1.2.16. Описание процесса заряда и разряда конденсатора, включенного последовательно с резистором. Простейший генератор пилообразного напряжения.

1.4. Магнитные цепи - 2 часа.

1.4.4. Магнитные цепи переменных магнитных потоков. Особенности электромагнитных процессов в катушке с магнитопроводом. Магнитные потери энергии. График мгновенных значений магнитного потока и тока при синусоидальном напряжении.

1.4.5. Эквивалентный синусоидальный ток. Анализ электромагнитного состояния катушки с магнитопроводом. Уравнение электрического состояния, вольтамперная характеристика, векторная диаграмма, схема замещения катушки. Изменение индуктивного сопротивления катушки при изменении воздушного зазора магнитопровода.

1.4.6. Энергия и механические силы в электромеханических системах. Энергия магнитного поля катушки, сила тяги электромагнита.
РАЗДЕЛ П. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

ИЗМЕРЕНИЯ – 11 часов.
1.5. Электронные приборы - 2 часа.

1.5.1. Электроника, ее роль и значение в современном обществе, науке, технике и производстве. Классификация основных устройств современной электроники, истории и перспективны их развития.

1.5.2. Характеристики, параметры, назначение полупроводниковых резисторов, диодов, тиристоров, биполярных и полевых транзисторов.

1.5.3. Интегральные микросхемы и микроминиатюризация приборов и устройств современной электроники.

1.6. Электронные устройства – 8 часов.

1.6.1. Выпрямители. Электрические схемы и принцип работы выпрямителей. Электрические фильтры. Стабилизаторы напряжения и тока, Внешние характеристики выпрямителей.

1.6.5. Транзисторные усилители. Анализ работы усилителей. Коэффициенты усиления, амплитудно-частотные характеристики. Режимы работы и температурная стабилизация.

1.6.6. Понятие о многокаскадных усилителях напряжения. Усилители мощности.

1.6.8. Усилители постоянного тока. Дрейф нуля. Дифференциальные каскады.

1.6.9. Схемы, свойства и применение операционных усилителей. (ОУ). Дифференцирующие усилители, сумматоры и интеграторы на базе ОУ.

1.7. Электрические измерения и приборы- 1 час.

1.7.1. Преимущества электрических методов измерения физических величин. Средства измерений, меры, преобразователи, установки, системы. Прямые и косвенные измерения. Методы непосредственной оценки и методы сравнения. Метрологические характеристики средств измерений.

1.7.2. Аналоговые измерительные приборы с электромеханическими преобразователями. Устройство, принцип действия, области применения.

1.7.3. Измерения токов, напряжений, сопротивлений, мощности и энергии.
РАЗДЕЛ Ш. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ УСТРОЙСТВА И

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ – 12 часов.
1.8. Электромагнитные устройства. – О (на практич. занятие).

1.8.1. Электромагнитные устройства постоянного тока: подъемные электромагниты, контакторы, реле, герконы и т.д. Их принцип действия, характеристики и области применения.

1.8.2. Электромагнитные устройства переменного тока: дроссели, контакторы, магнитные пускатели, реле и т.д. Их принцип действия, характеристики и области применения.

1.9. Трансформаторы – 3 часа.

1.9.1. Назначение и области применения трансформаторов. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора.

1.9.2. Уравнения электрического и магнитного состояния, секторная диаграмма трансформатора, схема замещения.

1.9.3. Энергетические диаграммы. Потери энергии в трансформаторе. Система охлаждения. Внешние характеристики. Паспортные данные трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания и изменение вторичного напряжения по паспортным данным.

1.9.4. Устройство, принцип действия и области применения трехфазных трансформаторов. Группы соединения обмоток.

1.9.5. Устройство, принцип действия и области применения автотрансформаторов. Особенности силовых трансформаторов малой мощности.

1.10. Электрические машины- - 9 часов.

1.10.2. Машины постоянного тока. Устройство и принцип действия, режимы генератора и двигателя. Понятие об искрении на коллекторе. Формулы э.д.с. обмотки якоря и электромагнитного момента. Уравнения электрического состояния и схема замещения обмотки якоря. Энергетическая диаграмма.

1.10.3. Двигатели постоянного тока. Способы возбуждения. Пуск двигателя. Свойство саморегулирования. Механические и рабочие характеристики. Регулирование частоты вращения. Паспортные данные двигателей постоянного тока.

1.10.6. Асинхронные машины. Устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя. Уравнения электрического состояния цепей обмоток статора и ротора. Свойство саморегулирования вращающего момента. Магнитное поле машины.

1.10.7. Электромагнитный момент. Механические и рабочие характеристики. Энергетические диаграммы. Паспортные данные.

1.10.8. Пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором. Регулирование частоты вращения.

1.10.15. Работа синхронной машины в режиме двигателя. Пуск двигателей. Механические и рабочие характеристики. Саморегулирование коэффициента мощности.

Электропривод – 10 часов.

Устройство, назначение и виды электропривода химических, пищевых производств и предприятий строительных материалов. Классификация рабочих машин и механизмов по характеру изменения статистического момента сопротивления движению. Стандартные режимы работы электроприводов и нагрузочные диаграммы. Выбор мощности и типы двигателя при работе его с постоянной и переменной нагрузками.

Системы управления электроприводами и требования к ним. Аппараты управления и защиты. Принципы построения схем автоматического управления электроприводами. Бесконтактные схемы управления.

Свойства и возможности автоматизированного электропривода и двигательном и тормозном режимах и его характеристики. Формирование специальных характеристик электропривода. Электромеханические и статистические регуляторы напряжения и преобразователи частоты. Тиристорные электроприводы.

Перспективные технологические процессы, основанные на использовании электрических машин и магнитных полей.

Электрооборудование и электроснабжение технологических установок химических и пищевых предприятий. Выбор сечения проводов и жил кабелей. Организация эксплуатации электрооборудования. Мероприятия по технике электробезопасности.
Дополнительная литература к разделу IV

1. Иванов А.А. Электрооборудование пищевых предприятий. Киев: Вища школа, 1985.

2. Меньшов Б.Г., Суд И.И. Электрификация предприятий нефтяной и газовой промышленности. – М.: Недра, 1984.

3. Нагорский В.Д. Электротехника и электрооборудование. М: Высшая школа, 1986.

4. Траубе Е.С., Миргородский В.Г. Электротехника и основы электроники для студентов горных спец. вузов. - М.: Высшая школа, 1985.
2. ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
2.1.Анализ электрического состояния и измерение параметров пассивных линейных и нелинейных двухполюсников постоянного тока. Делители напряжения и тока.

2.3. Анализ неразветвленных цепей синусоидального тока и измерение параметров схем замещения.

2.4. Анализ цепей синусоидального тока с параллельным соединением ветвей.

2.5. Исследование резонансных явлений в цепях синусоидального тока.

2.6. Анализ и экспериментальные исследования трехфазных цепей, определение и улучшение коэффициента мощности.

2.10. Анализ и экспериментальные исследования трансформатора.

2.11. Исследование машин постоянного тока.

2.12. Исследование трехфазных асинхронных двигателей.

2.15. Изучение аппаратуры защиты и управления в системах электроприводов.

2.16. Исследование диодов, тиристоров, простейших выпрямителей.

2.17. Исследование транзисторов и транзисторных усилителей.

1 2

Добавить документ в свой блог или на сайт