Рабочая программа учебной дисциплины «электрические машины и аппараты» Цикл

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ (ИПЭЭф)
___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника

Профили подготовки: Энергообеспечение предприятий

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И АППАРАТЫ»

Цикл:

профессиональный

Часть цикла:

по выбору

дисциплины по учебному плану:

ИПЭЭф; Б.3вв.13.1

Часов (всего) по учебному плану:

180

Трудоемкость в зачетных единицах:

5


7 семестр – 5

Лекции

36 час.

7 семестр – 36 час.

Практические занятия

18 час.

7 семестр – 18 час.

Лабораторные работы

Расчетные задания, рефераты

30 час. самостоят. работы

7 семестр – 30 час.

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

126 час.

7 семестр – 126 час.

Экзамены

Курсовые проекты (работы)

Москва – 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целями освоения дисциплины является изучение физических принципов работы, конструкции, характеристик, методов расчёта и проектирования, основ технологии изготовления, эксплуатации и испытаний электрических машин общепромышленного применения.

По завершению освоения данной дисциплины студент будет способен и готов:

– анализировать научно-техническую информацию по электромеханике, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

– собирать и анализировать исходных данных для проектирования электрических машин с использованием нормативной документации и современных методов поиска и обработки информации (ПК-8);

– проводить расчеты характеристик электрических машин и проектировать их отдельные детали и узлы с использованием стандартных средств автоматизации проектирования в соответствии с техническим заданием (ПК-9);

– проводить испытания электрических машин по заданной методике и анализировать результаты с привлечением соответствующего математического аппарата (ПК-18);

– планировать и участвовать в проведении плановых испытаний и ремонтов электрических машин, монтажных, наладочных и пусковых работ, в том числе, при освоении нового оборудования и (или) технологических процессов (ПК-26).

Задачами изучения дисциплины являются:

– ознакомление с принципами действия и особенностями конструкции электрических машин общепромышленного применения;

– получение навыков расчета характеристик электрических машин и их проектирования;

– формирование общего представления о процессах производства, монтажа, наладки, испытаний и эксплуатации электрических машин.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к дисциплинам по выбору профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Энергообеспечение предприятий» направления 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах:

Математика; Физика; Информационные технологии; Теоретическая механика; Спецглавы математики; Электротехника и электроника; Начертательная геометрия. Инженерная и компьютерная графика; Материаловедение. Технология конструкционных металлов; Механика; Прикладная механика; Динамика и прочность машин.

Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы для:

- изучения дисциплин: Отопление, вентиляция и кондиционирование; Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности; Энергобалансы предприятий; Энергоаудит и энергосбережение на промпредприятиях; Электроснабжение предприятий и электропривод; Электрические сети.

- выполнения бакалаврской выпускной квалификационной работы;

- прохождения профессиональной практики;

- последующего освоения программ магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

– принцип действия и особенности конструкции электрических машин общепромышленного применения (ПК-2);

– нормативные документы в области электрических машин (ПК-4);

– методы расчета характеристик электрических машин, их проектирования и моделирования (ПК-9);

– методы испытаний электрических машин (ПК-26).

Уметь:

– анализировать научно-техническую информацию по электромеханике (ПК-6);

– собирать и анализировать исходных данных для проектирования электрических машин с использованием нормативной документации и современных методов поиска и обработки информации (ПК-8);

– проводить расчеты характеристик электрических машин и проектировать их отдельные детали и узлы с использованием стандартных средств автоматизации проектирования в соответствии с техническим заданием (ПК-9);

– проводить испытания электрических машин по заданной методике и анализировать результаты с привлечением соответствующего математического аппарата (ПК-18);

– планировать проведение плановых испытаний и ремонтов электрических машин, монтажных, наладочных и пусковых работ, в том числе, при освоении нового оборудования и (или) технологических процессов (ПК-26).

Владеть:

– основными методами, способами и средствами получения, хранения, обработки информации при расчете характеристик, проектировании и моделировании электрических машин (ОК-11).

– навыками публичных выступления и ведению дискуссии по тематике электрических машин (ОК-12).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов всего.

п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации

(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)

лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Роль и значение электрических машин в современном мире. Классификация электрических машин

4

7

2

2

Устный опрос

2

Трансформаторы и автотрансформаторы.

37

7

8

4

25

Выполнение и защита расчетного задания. Часть 1

3

Общие вопросы теории электрических машин переменного тока.

28

7

4

4

20

Контрольная работа

4

Асинхронные двигатели и генераторы.

37

7

8

4

25

Выполнение и защита расчетного задания. Часть 2

5

Синхронные турбо- и гидрогенераторы. Синхронные двигатели. Синхронный компенсатор.

30

7

8

2

20

Контрольная работа

6

Машины постоянного тока.

36

7

6

4

26

Контрольная работа

Зачет

8

7

8

Письменно-устный

Экзамен

Итого:

180

36

18

126

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Роль и значение электрических машин в современном мире.
Классификация электрических машин

Определение электрической машины, как электромеханического преобразователя энергии. Истории изобретения и принципы действия генераторов, двигателей и трансформаторов. Причины широкого распространения на практике электрических машин на примере выработки, распределения и потребления электрической энергии в энергосистеме России. Классификация электрических машин.

2. Трансформаторы и автотрансформаторы

Устройство и принцип действия трансформатора. Уравнения, описывающие работу в установившемся режиме. Схема замещения. Физический смысл параметров схемы замещения.

Приведение величин вторичной обмотки к первичной. Векторная диаграмма в режимах холостого хода, короткого замыкания и под нагрузкой. Эксплуатационные характеристики трансформаторов. Группы соединения однофазных и трехфазных трансформаторов.

Условия включения трансформаторов на параллельную работу. Параллельная работа трансформаторов с различными коэффициентами трансформации, группами соединения и напряжениями короткого замыкания.

Автотрансформаторы. Особенности конструкции. Достоинства и недостатки. Области применения.

3. Общие вопросы теории электрических машин переменного тока

Обмотки машин переменного тока. Способы выполнения и классификация обмоток. Принцип образования трехфазной обмотки. Электродвижущая сила в обмотках машин переменного тока. Коэффициенты распределения, укорочения и скоса.

Магнитодвижущая сила обмоток машин переменного тока. Вращающееся магнитное поле. Потери и КПД электрических машин. Размерные соотношения в электрических машинах.

4. Асинхронные двигатели и генераторы

Устройство и принцип действия асинхронного двигателя. Уравнения. Схема замещения. Физический смысл параметров схемы замещения.

Приведение величин вторичной обмотки к первичной. Векторная диаграмма. Работа асинхронного двигателя в режимах холостого хода и короткого замыкания.

Определение электромагнитного момента асинхронного двигателя через электромагнитную мощность. Механическая характеристика. Максимальный момент и критическое скольжение.

Способы пуска асинхронного двигателя. Их достоинства и недостатки. Асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми характеристиками.

Регулирование угловой скорости асинхронных двигателей. Работа асинхронной машины в генераторном режиме.

5. Синхронные турбо- и гидрогенераторы. Синхронные двигатели.

Синхронный компенсатор

Назначение устройство и принцип действия турбо- и гидрогенераторов. Холостой ход синхронных генераторов.

Работа синхронных генераторов под нагрузкой. Реакция якоря при индуктивном, емкостном и активном характере нагрузки. Векторная диаграмма неявнополюсного синхронного генератора с учетом и без учета насыщения. Характеристики синхронных генераторов.

Параллельная работа синхронных генераторов. Регулирование активной мощности. Угловые характеристики. Регулирование реактивной мощности U-образные характеристики.

Синхронные двигатели. Особенности пуска. Синхронные компенсаторы. Области применения. Особенности конструкции.

6. Машины постоянного тока

Устройство машины постоянного тока. ЭДС обмотки якоря и электромагнитный момент. Реакция якоря в машинах постоянного тока. Коммутация.

Генераторы постоянного тока. Основные уравнения. Характеристики генераторов с независимым возбуждением. Условия самовозбуждения генераторов постоянного тока с параллельным возбуждением. Характеристики генераторов постоянного тока с различным возбуждением.

Двигатели постоянного тока. Основные уравнения. Характеристики двигателей с различным возбуждением. Пуск двигателей постоянного тока. Изменение направления вращения и регулирование скорости двигателей постоянного тока.

4.2.2. Практические занятия

Схемы замещения трансформаторов. Расчет параметров схемы замещения трансформаторов по результатам опытов холостого хода и короткого замыкания. Построение векторных диаграмм трансформаторов при различных характерах нагрузки.

Группы соединения обмоток трансформаторов. Определение групп по схемам соединения обмоток. Расчет распределения мощностей в параллельно включенных трансформаторах.

Обмотки вращающихся электрических машин переменного тока.

Построение распределения МДС обмоток машин переменного тока.

Определение основных параметров асинхронных двигателей по их номинальным данным. Построение векторной диаграммы асинхронного двигателя.

Определение электромагнитного момента асинхронного двигателя через электромагнитную мощность и параметры схемы замещения. Применение формулы Клосса для построения механической характеристики асинхронного двигателя.

Угловые характеристики синхронных турбогенераторов и гидрогенераторов. Определение предела статической устойчивости.

Расчет характеристик генераторов постоянного тока.

Расчет механической и электромеханической характеристик двигателей постоянного тока с независимым, параллельным и последовательным возбуждением.

4.3. Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены

4.4. Расчетные задания

Часть первая: Расчет параметров и характеристик трехфазного силового трансформатора.

Часть вторая: Расчет параметров и характеристик трехфазного асинхронного двигателя.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовые проекты (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся с использованием презентаций, видео роликов, слайдов, плакатов, натурных образцов электрических машин.

Практические занятия проводятся с использованием презентаций, видео роликов, слайдов, плакатов, программного обеспечения, натурных образцов электрических машин.

Самостоятельная работа включает:

– чтение конспекта лекций, учебников и учебных пособий;

– подготовку к практическим занятиям;

– подготовку к контрольной работе;

– выполнение, оформление и защиту расчётного задания.

6. СРЕДСТВА ОЦЕНКИ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Устный опрос

Контрольная работа

Проверка и защита расчётного задания

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины определяется как 0,6х(оценки, полученной на зачете)+0,4х(средней арифметической оценки успеваемости в семестре).

В ПРИЛОЖЕНИЕ К ДИПЛОМУ вносится оценка за 7 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

Основная

Учебники

1. Копылов И.П. Электрические машины. Учебник для вузов. – М.: Высшая школа. 2006.

2. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. Учебник для вузов. – М: Издательский дом МЭИ. 2006.

Учебные пособия:

1. Беспалов В.Я., Котеленец Н.Ф. Электрические машины. Учебное пособие для вузов. – М.: Академия. 2008.

2. Токарев Б.Ф. Электрические машины. Учебное пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат. 1990.

3. Методические указания к типовому расчету по курсу “Электромеханика”. Трансформаторы. – М.: МЭИ. 2000.

4. Методические указания к типовому расчету по курсу “Электрические машины”. Асинхронные машины. – М.: МЭИ. 2000.

Дополнительная:

1. Справочник по электротехнике. Т 1,2. – М.,:Изд-во МЭИ. 2000.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.

Для обеспечения самостоятельной работы студентов необходим фонд вышеперечисленной литературы в библиотеке МЭИ.

Для выполнения расчётного задания и необходимы компьютерные классы (имеются на кафедре ТМПУ, ЭМ и общего использования в МЭИ) .

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и рекомендациями ПрООП ВПО по направлению подготовки 140100 Теплоэнергетика и теплотехника.

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент КУЗЬМИЧЕВ В.А.

"СОГЛАСОВАНО":

Зав.кафедрой ЭВТ

к.т.н., доцент Степанова Т.А.

"СОГЛАСОВАНО":

Зам..директора ИПЭЭф

к.т.н., доцент Захаров С.В.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ЭМ

д.т.н., профессор ГЕЧА В.Я.

  1. Рабочая программа учебной дисциплины «электрические машины» Цикл (1)

    Рабочая программа
    – собирать и анализировать исходных данных для проектирования электрических машин с использованием нормативной документации и современных методов поиска и обработки информации (ПК-8);
  2. Рабочая программа учебной дисциплины «электрические машины» Цикл (2)

    Рабочая программа
    конструкции, физических принципов работы, технологии изготовления, методов расчёта и проектирования, характеристик, основ использования, эксплуатации и испытания электрических машин общепромышленного применения.
  3. Рабочая программа учебной дисциплины "перенапряжения и координация изоляции" Цикл

    Рабочая программа
    Целью дисциплины является изучение методов анализа условий возникновения и характеристик перенапряжений в электрических установках высокого напряжения, оценки вероятности появления перенапряжений, превышающих допустимый уровень для
  4. Рабочая программа учебной дисциплины "основы мехатроники и робототехники" Цикл

    Рабочая программа
    Целью дисциплины является изучение основ мехатроники, объединяющей механизмы прецизионной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами с целью проектирования и производства качественно новых модулей, машин,
  5. Рабочая программа учебной дисциплины "электрический привод" Цикл

    Рабочая программа
    Целью дисциплины является формирование у студентов необходимых знаний и умений по современному электрическому приводу, что позволит им решать теоретические и практические задачи в их профессиональной деятельности.
  6. Рабочая программа учебной дисциплины электрический привод по специальностям 1806 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

    Рабочая программа
    Рабочая программа учебной дисциплины «Электрический привод» (ЭП) предназначена для реализации государственных требований к мини­муму содержания и уровню подготовки выпускников по специальностям 1801 Электрические машины и аппараты
  7. Аннотация рабочей программы учебной дисциплины «История» Цели и задачи дисциплины (2)

    Задача
    Цель дисциплины – дать студентам основные знания об этапах становления и развития российской государственности, месте и роли России в мировой истории и современном мире; выработать умение оперировать историческими знаниями для успешного
  8. Аннотация рабочей программы учебной дисциплины «История» Цели и задачи дисциплины (3)

    Задача
    Цель дисциплины – дать студентам основные знания об этапах становления и развития российской государственности, месте и роли России в мировой истории и современном мире; выработать умение оперировать историческими знаниями для успешного
  9. Аннотация рабочей программы учебной дисциплины «История» Цели и задачи дисциплины (6)

    Задача
    Цель дисциплины – дать студентам основные знания об этапах становления и развития российской государственности, месте и роли России в мировой истории и современном мире; выработать умение оперировать историческими знаниями для успешного

Другие похожие документы..