Скачать 141.18 Kb.
|
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА учебной дисциплинЫ «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ» Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника Профиль подготовки: Электропривод и автоматика Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная Составитель: доцент каф. ЭЭЭ А.В.Каган САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012 1. Цели и задачи дисциплины: Основной целью дисциплины является формирование у студентов теоретической базы по современным электромеханическим преобразователям энергии, которая позволит им успешно решать теоретические и практические задачи в их профессиональной деятельности, связанной с проектированием, испытаниями и эксплуатацией электрических машин. Для достижения поставленной цели необходимо научить студентов:
2. Место дисциплины в структуре ООП: Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Электропривод и автоматика» направления 210100.62 Электроника и наноэлектроника. Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Высшая математика», «Физика», «Теоретические основы электротехники» и предшествует изучению следующих дисциплин: «Электрический привод», «Математические модели и расчет электромеханических систем», «Проектирование систем электропривода». Входные умения и компетенции студента. - способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1); - готовность к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7); - способность владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, готовностью использовать компьютер как средство работы с информацией (ОК-11). 3. Требования к результатам освоения дисциплины: Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
В результате изучения дисциплины студент должен: Знать и понимать принцип действия современных типов электрических машин, знать особенности их конструкции, уравнения, схемы замещения и характеристики; иметь общее представление о проектировании, испытаниях и моделировании электрических машин; Уметь использовать полученные знания при решении практических задач по проектированию, испытаниями и эксплуатации электрических машин. Владеть: навыками элементарных расчетов и испытаний электрических машин. 4. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет _______8____ зачетных единиц.
5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины 1. Введение Общие вопросы электромеханического преобразования энергии. Актуальные проблемы электромеханики. Роль электрических машин (ЭМ) в современной технике. История создания и тенденции развития электрических машин. Основные требования безопасности при разработке и эксплуатации машин. Классификация электрических машин. Эксплуатационные требования. Основные законы электромеханики. Максимальный КПД, обратимость ЭМ, магнитные поля статора и ротора в установившемся режиме. Физические законы, лежащие в основе принципа работы электрических машин. Закон электромагнитной индукции. Закон электромагнитной силы. 2. Коллекторные машины постоянного тока Принцип действия и конструкции машин постоянного тока. Номинальные данные и режимы работы. Обмотка якоря машины постоянного тока. Петлевые обмотки и их расчет. Волновые обмотки и их расчет. Уравнительные соединения. Условия симметрии якорных обмоток машин постоянного тока. ЭДС и электромагнитный момент якоря машины постоянного тока. Машинная постоянная Арнольда. Уравнения напряжения якоря машины постоянного тока для генераторного и двигательного режимов. Работа машины постоянного тока на холостом ходу. Магнитная цепь и составляющие МДС для создания основного потока машины постоянного тока. Работа машины постоянного тока под нагрузкой. Магнитный поток реакции якоря и его влияние на магнитное поле машины. Компенсационные обмотки для компенсации потока реакции якоря. Коммутация тока в секциях обмотки якоря машин постоянного тока. Уравнения для тока в секции при коммутации. Замедленная и ускоренная коммутация тока. Средства, применяемые для улучшения коммутации. Параметры, основные уравнения и характеристики, пуск, торможение и регулирование частоты вращения двигателей. Характеристики генераторов постоянного тока. Внешние, нагрузочные и регулировочные характеристики генераторов постоянного тока с независимым, параллельным и смешанным возбуждением. Характеристический треугольник. Потери и КПД машин постоянного тока. Потери холостого хода. Нагрузочные потери. Добавочные потери. Потери в обмотке возбуждения. Специальные электрические машины. Универсальные коллекторные машины. Электромашинные усилители с поперечным полем возбуждения. 3. Трансформаторы Принцип действия и конструкции трансформаторов Силовые трансформаторы. Однофазные трансформаторы. Основные уравнения и схемы замещения трансформаторов. Векторные уравнения напряжений первичной и вторичной цепи трансформатора. Приведение величин вторичной цепи трансформатора к первичной и векторные уравнения трансформатора в приведенных величинах: T-образная схема замещения трансформатора. Векторная диаграмма трансформатора. Режим холостого хода трансформатора и векторная диаграмма трансформатора на холостом ходу, параметры холостого хода. Векторная диаграмма трансформатора в режиме к.з. и треугольник к.з. Векторные диаграммы однофазного трансформатора для индуктивной и емкостной нагрузки. Упрощенные векторные диаграммы однофазного трансформатора. Характеристики трансформаторов. Определение изменения напряжения трансформатора при сбросе нагрузке по векторной диаграмме трансформатора. Внешняя характеристика трансформатора. КПД трансформатора и его характеристики. Трехфазные трансформаторы. Группы соединений трехфазных трансформаторов. Особенности режимов холостого хода трехфазных трансформаторов при соединении обмоток звездой и треугольником. Параллельная работа трансформаторов. Специальные типы трансформаторов. Автотрансформаторы. Принцип действия и устройство однофазных и трехфазных автотрансформаторов. Коэффициент трансформации автотрансформаторов. 4. Асинхронные машины Принцип действия конструкции, параметры асинхронных машин с фазным ротором и короткозамкнутым ротором. Эквивалентная схема АД. Приведение роторных величин асинхронной машины к статорным. Основные уравнения напряжений цепи статора и цепи ротора асинхронной машины. Определение значения максимального момента и скольжения, при котором наступает максимальный момент асинхронной машины. Определение пускового момента асинхронной машины. Преобразование T-образной схемы замещения в Г-образную. Характеристики асинхронных двигателей, пуск и торможение. Механические и рабочие характеристики АД. Пусковые характеристики АД с переменными параметрами. Переходные процессы в асинхронных машинах. Регулирование скорости АД. Ступенчатое регулирование скорости АД с короткозамкнутым ротором переключением пар полюсов. Плавное (частотное) регулирование скорости АД с короткозамкнутым ротором изменением частоты и величины питающего двигатель напряжения. Каскадное регулирование скорости АД с фазным ротором. Асинхронный генератор. Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели. Специальные исполнения асинхронных машин. Асинхронный преобразователь частоты. Асинхронный фазовращатель и асинхронный потенциалрегулятор. Однофазные АД. Конденсаторные АД. Обмотки машин переменного тока. Основные коэффициенты, характеризующие обмотки переменного тока: относительный шаг обмотки, коэффициент укорочения, число пазов на полюс и фазу, коэффициент распределения, обмоточный коэффициент. ЭДС фазной обмотки. 5. Синхронные машины Принцип действия и конструкции синхронных машин. Неявнополюсные и явнополюсные СМ. Реакция якоря синхронной машины. Поперечные и продольные синхронные сопротивления. Векторные диаграммы синхронной машины. Векторная диаграмма ЭДС явнополюсной синхронной машины. Векторная диаграмма ЭДС неявнополюсной синхронной машины. Упрощенные векторные диаграммы. Определение по векторным диаграммам изменения напряжения, электромагнитной мощности и момента на валу синхронной машины. Угловые характеристики синхронной машины. Перегрузочная способность и ОКЗ синхронной машины. Векторная диаграмма синхронного двигателя. Характеристики синхронных машин. Характеристики холостого хода и короткого замыкания Определение ОКЗ по характеристикам холостого хода и короткого замыкания. Построение диаграмм ЭДС по характеристикам холостого хода и короткого замыкания, определение изменения напряжения синхронного генератора при сбросе нагрузки. Характеристики синхронных генераторов. Основные уравнения и механические и рабочие характеристики синхронных двигателей. Асинхронный пуск синхронного двигателя. Параллельная работа синхронных машин. Схемы синхронизации синхронных машин с сетью переменного тока. Работа синхронной машины в генераторном режиме при постоянном токе возбуждения и изменяющемся моменте на валу. Работа синхронной машины при постоянном моменте на валу и изменяющемся токе возбуждения. U-образные характеристики регулирования реактивной мощности синхронной машины посредством изменения тока возбуждения. Системы возбуждения синхронных машин. Уравнения моментов синхронной машины в переходном режиме при набросе и сбросе нагрузки. Потери и КПД синхронных машин. Потери в обмотках статора и ротора, добавочные потери в обмотках. Магнитные потери от переменного тока. Поверхностные и пульсационные потери в щеточном контакте. Вентиляционные и механические потери. Специальные электрические машины. 5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
6. Лабораторный практикум
7. Практические занятия (семинары) учебным планом не предусмотрены 8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) «Проектирование асинхронного двигателя» или «Проектирование трехфазного трансформатора» 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины: а) основная литература
б) дополнительная литература
в) программное обеспечение Microsoft Winows XP, Microsoft Office, Прикладной пакет компьютерного моделирования Simulink – Matlab (Консультационный центр MATLAB [сайт] http://matlab.exponenta.ru/curvefitting/index.php). г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: компьютерная программа Assist2 для контроля успеваемости и промежуточной аттестации. Интернет-ресурс кафедры электротехники и электромеханики СПГГИ:. URL: http://spmi.ru/node/891, http://oldwww.spmi.ru/skeleton/1/904. Московский энергетический университет [сайт] URL: http://www.mpei.ru (дата обращения 29.12.2010), FAK.RU [сайт]: базы данных ВУЗов России по специальности 140600 Электротехника, электромеханика, электротехнологии URL: http://www.fak.ru/baza/students.php?spec=140600 (дата обращения 29.12.2010), 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины: Для занятий по дисциплине будут использована специализированная лаборатория "Электрические машины"(ауд.7207) с учебными стендами. Предполагается использование компьютерных классов – ауд. 6309 и 7124 площадью 70,48 м2 и 48,7 м2 с установленными 22 компьютерами Pentium 4, двумя лазерными принтерами, сканером. Используются компьютерные программы Simulink – Matlab, Mathcad. 11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины: Самостоятельная работа Проводится по рекомендациям преподавателей при этом. особо акцентируется внимание на необходимость самостоятельного изучения вопросов, которые не изучаются при проведении аудиторных занятий, но имеющих отношение к дидактическим единицам, знание которых необходимо при получении зачета и сдаче экзамена. Расчетные задания: Расчет машины постоянного тока, Расчет трансформатора, Расчет асинхронного двигателя. Контроль: выполнения лабораторных работ, РГЗ и посещения лекций Разработчики:
|
Рабочая программа учебной дисциплины «Электрические машины и аппараты» Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части естественнонаучного цикла студентам очной и заочной... | Рабочая программа учебной дисциплины «Электрические машины» Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части естественнонаучного цикла студентам очной формы обучения... | ||
Рабочая программа дисциплины «Основы электротехники» «Основы электротехники» составлена на основе требований фгос нпо по профессии 151903. 02 Слесарь. В содержание учебной программы... | Рабочая программа учебной дисциплины Рабочая программа учебной дисциплины Математика разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта среднего... | ||
Рабочая программа учебной дисциплины «Материаловедение» Рабочая программа учебной дисциплины «Материаловедение» разработана в соответствие с Федеральным государственным образовательным... | Программа подготовки: Электрические аппараты управления и распределения... Для магистерской программы «Электрические аппараты управления и распределения энергии» | ||
Программа подготовки: Электрические аппараты управления и распределения... Для магистерской программы «Электрические аппараты управления и распределения энергии» | Рабочая программа предназначена для специальности: 140407 Электрические... Рабочая программа учебной дисциплины Математика разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта среднего... | ||
Рабочая программа предназначена для специальности: 140407 Электрические... Электрические станции, сети и системы с учетом примерной программы данной учебной дисциплины, рекомендованной распоряжением Министерства... | Программа учебной дисциплины информатика и икт 2013 г Федерального государственного образовательного стандарта фгос спо по профессиям среднего профессионального образования 140407 Электрические... | ||
Программа учебной дисциплины математика Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос) по профессиям среднего профессионального образования (далее... | Рабочая программа учебной дисциплины «Электрические измерения» Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части естественно научного цикла студентам очной и заочной... | ||
Рабочая программа учебной дисциплины «Электрические и электронные аппараты» Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части естественно научного цикла студентам очной и заочной... | Рабочая учебная программа по дисциплине «машины непрерывного транспорта... Разработана на основании примерной учебной программы данной дисциплины, составленной в соответствии с государственными требованиями... | ||
Патентам и товарным знакам (19) Петров г. Н. Электрические машины. Ч. I. М.: Энергия, 1974, с. 61. Ru 2006162 C1, 15. 01. 1994. Su 1539930 A1, 30. 01. 1990 | Рабочая программа учебной дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети» Направление подготовки 220700. 62 Автоматизация технологических процессов и производств |