Институт электроэнергетики (стр. 2 )

№ п/п	Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации	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	Назначение и применениеасинхр нных машин. Основные серии асинхронных двигателей.	6	5	2		2	2	Защита лабораторной работы
2	Режимы работы асинхронных машин.	6	5	2		2	2	Защита лабораторной работы
3	Электромагнитный момент асинхронного двигателя..	6	5	2		2	2	Защита лабораторной работы
4	Испытания асинхронных двигателей	6	5	2		2	2	Защита лабораторной работы
5	Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. Неноминальные режимы работы. . Специальные асинхронные машины.	6	5	2		2	2	Защита лабораторной работы
6	Конструкции машин постоянного тока. Принцип работы в генераторном и двигательном режимах..	6	5	2		2	2	Защита лабораторной работы
7	. Генераторы постоянного тока, схемы и характеристики. Сварочные генераторы.	6	5	2		2	2	Защита лабораторной работы
8	Двигатели постоянного тока. Схемы..	4	5	2		1	1	Защита лабораторной работы
9	Специальные машины постоянного тока. Вентильные двигатели. Коллекторные двигатели переменного тока.	4	5	2		1	1	Защита лабораторной работы
	Зачет	2	5	--	--	2	2	Защита лабораторных работ
	Экзамен	18	5	--	--	18	18	Письменно-устный
	Итого:	72		18		18	18

Курсовой проект – 5 семестр

Общая трудоемкость составляет 2 зачетные единицы, ( 72 часа ).

№ п/п	Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации	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	Выбор схемы охлаждения и расчёт главных размеров электрической машины	7	5		1		6	Обоснование принятых решений и проверка расчётов
2	Электромагнитный расчёт электрической машины	7	5		1		6	Обоснование принятых решений и проверка расчётов
3	Электромагнитный расчёт электрической машины. Расчётные параметры	7	5		1		6	Обоснование принятых решений и проверка расчётов
4	Электромагнитный расчёт электрической машины. Основные эксплуатационные характеристики.	7	5		1		6	Обоснование принятых решений и проверка расчётов
5	Электромагнитный расчёт электрической машины.. КПД.	7	5		1		6	Обоснование принятых решений и проверка расчётов
6	Тепловой расчёт электрическоймашины. Механический расчёт электрической машины	7	5		1		6	Обоснование принятых решений и проверка расчётов
7	Выполнение чертежа общего вида спроектированной электрической машины	10	5		1		9	Проверка чертежа в тонких линиях
8	Выполнение расчётно-пояснительной записки проекта	10	5		1		9	Проверка расчётно-пояснительной записки
9	Подготовка к резентации проекта	10	5		1		9	Презентация проекта и защита
	Итого:	72	5		9		63

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

4 семестр

Лекция №1

Значение электрических машин в современной электротехнике, электроэнергетике, отраслях промышленности. Состояние и перспективы развития электромеханики на современном этапе.

Лекция №2

Электромеханическое преобразование энергии в индуктивных преобразователях. Практическая реализация принципа электромеханического преобразования энергии в электрических машинах. Основные типы электрических машин и других электромеханических преобразователей, применяющихся в электроэнергетике. Назначение трансформаторов. Типы трансформаторов

Лекция №3

Конструкция. Трансформаторов. Магнитные системы и магнитопроводы. Типы обмоток. Основные изоляционные узлы и детали. Классификация изоляции.

Лекция №4

Холостой ход однофазного трансформатора. Дифференциальные и комплексные уравнения напряжений и МДС однофазного трансформатора. ЭДС и коэффициент трансформации.

Лекция №5

Расчёт магнитной цепи однофазного трансформатора. Практические методы расчёта силовых однофазных трансформаторов.

Лекция №6

Физические условия работы трансформатора при нагрузке. Основные уравнения. Приведение обмоток. Т – образная и Г – образная схемы замещения. Параметры схемы замещения трансформаторов и их использование в расчётах электрических сетей и систем.

Лекция №7

Работа трансформатора при нагрузке. Векторные диаграммы. Эксплуатационные характеристики трансформаторов

Лекция №8

Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформаторов. Расчёт параметров трансформаторов.

Лекция №9

.Изменение напряжения трансформатора при нагрузке. Внешние характеристики. Регулирование напряжения под нагрузкой. Энергетическая диаграмма и КПД трансформаторов..

Лекция №10

Трехфазные трансформаторы. Конструкция, схемы и группы соединения обмоток.

Лекция №11

Параллельная работа трансформаторов. Современные схемы подстанций без использования параллельного включения трансформаторов.

Лекция №12

Несимметричная нагрузка трансформаторов. Особенности эксплуатации трансформаторов при различных видах несимметричной нагрузки.

Лекция №13

Автотрансформаторы. Вопросы безопасности при работе с автотрансформаторами.

Трёхобмоточные трансформаторы.

Лекция №14

Специальные трансформаторы автоматики. Сварочные трансформаторы. Преобразователи частоты.

Лекция №15

Внезапное короткое замыкание трансформаторов. Электродинамические силы в обмотках при коротких замыканиях. Волновые процессы в трансформаторах. Грозоупорные трансформаторы.

Испытания силовых трансформаторов

Лекция №16

Синхронные машины. Конструкция и принцип работы турбо - и гидрогенераторов.

Лекция №17

Наведение ЭДС в обмотке, обмоточный коэффициент. МДС обмотки и ее гармонические составляющие.

Лекция №18

ЭДС катушечной группы и фазы. Способы улучшения формы ЭДС.

Лекция №19

Основные типы обмоток машин переменного тока. Обмотки статоров турбо - и гидрогенераторов.

Лекция №20

Вращающиеся магнитные поля в электрических машинах. Математическое описание вращающихся МДС. Индуктивные сопротивления обмоток машин переменного тока.

Лекция №21

Холостой ход и реакция якоря синхронного генератора.

Лекция №22

. Уравнения напряжений, токов и МДС синхронных турбо - и гидрогенераторов. Векторные диаграммы с учётом и без учёта насыщения магнитопровода.

Лекция №23

Работа синхронных генераторов на автономную нагрузку. Регулировочные и эксплуатационные характеристики.

Лекция №24

Работа синхронных генераторов в энергосистеме параллельно с сетью. Способы включения на параллельную работу.

Лекция №25

Регулирование выработки активной мощности турбо - и гидрогенераторами.

Угловые характеристики регулирования. Синхронизирующая мощность

Статическая устойчивость. Перегрузочная способность.

Лекция №26

Регулирование выработки реактивной мощности синхронными генераторами в системе.

Гашение поля возбуждения.

Динамическая устойчивость и колебания ротора синхронной машины.

Лекция №27

Работа синхронной машины в двигательном режиме. Синхронный компенсатор.

Несимметричные режимы.

Внезапное короткое замыкание.

5 семестр

Лекция №1

Назначение и применение асинхронных машин. Принцип работы и конструкция асинхронных двигателей. Механические и энергетические данные. асинхронных машин.

Основные серии асинхронных двигателей.

Лекция №2

Режимы работы асинхронных машин. Асинхронный генератор. Электромагнитный тормоз.

Преобразователь частоты. Индукционный регулятор.

Лекция №3

Уравнения напряжений и токов. Т – образная и Г – образная схемы замещения. Опыты холостого хода и короткого замыкания асинхронной машины. Энергетическая диаграмма.

Лекция №4

Электромагнитный момент асинхронного двигателя. Пусковой момент и способы его увеличения. Формула Клосса. Схемы пуска двигателей большой мощности.

Лекция №5

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. Неноминальные режимы работы.

Однофазный режим работы асинхронных машин. Специальные асинхронные машины.

Лекция №6

Конструкции машин постоянного тока. Принцип работы в генераторном и двигательном режимах.. Основные уравнения напряжений, токов и моментов.

Лекция №7

Реакция якоря. Коммутация и способы ее улучшения. Генераторы постоянного тока, схемы и характеристики. Сварочные генераторы.

Лекция №8

Двигатели постоянного тока. Схемы. Характеристики. Пуск. Регулирование частоты вращения.

Лекция №9

Специальные машины постоянного тока. Вентильные двигатели. Коллекторные двигатели переменного тока.

практические темы, включённые в лекции, читаемые всему потоку

5 семестр

Определение основных параметров трансформаторов по их номинальным и конструктивным данным.

Расчет намагничивающего тока трансформатора по его конструктивным данным.

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.

6 семестр

Определение основных параметров асинхронных машин по их номинальным данным.

Расчет электромагнитных моментов асинхронного двигателя.

Выбор асинхронного двигателя в качестве привода типовых устройств Использование трехфазных асинхронных двигателей в однофазной сети. Однофазные двигатели.

Асинхронный генератор и преобразователь частоты. Специальные двигатели.

Расчет характеристик генераторов постоянного тока.

Расчет характеристик двигателей постоянного тока параллельного возбуждения.

Расчет характеристик двигателей последовательного возбуждения. Электромашинный усилитель.

4.2.2. Практические занятия

4 семестр

Определение основных параметров трансформаторов по их номинальным и конструктивным данным.

Расчет намагничивающего тока трансформатора по его конструктивным данным.

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.

4.3. Лабораторные работы

5 семестр

№ 1. Исследование трехфазного трансформатора при холостом ходе и коротком замыкании.

№ 2. Исследование параллельной работы трехфазных трансформаторов.

№ 3. Исследование несимметричной нагрузки трехфазного трансформатора.

№ 4. Исследование характеристик автотрансформатора.

№ 5. Трехобмоточный трансформатор.

№ 6. Исследование синхронного генератора при работе на автономную нагрузку.

№ 7. Исследование синхронного генератора при параллельной работе с сетью.

№ 8. Исследование синхронного двигателя.

6 семестр

№ 1. Исследование трехфазных асинхронных двигателей с беличьей клеткой и фазным ротором.

№ 2. Исследование асинхронного двигателя в неноминальных режимах.

№ 3. Исследование генераторов постоянного тока с различными системами возбуждения.

№ 4. Исследование двигателей постоянного тока с параллельным и последовательным возбуждением.

4.4. Расчетные задания

4 семестр

Часть первая. Расчет параметров и характеристик трехфазного силового трансформатора.

Часть вторая. Построение схемы трехфазной петлевой или волновой двухслойной обмотки. Расчет обмоточного коэффициента. Расчет распределения ее МДС в воздушном зазоре.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

5 семестр

Курсовой проект: Проектирование турбогенератора с заданной системой охлаждения.

Проектирование гидрогенератора

Проектирование трехфазного силового трансформатора.

Проектирование трёхфазного асинхронного двигателя.

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 выполнению лабораторных работ;

оформление и подготовку к защите лабораторных работ;

подготовку к практическим занятиям;

подготовку к контрольной работе;

выполнение, оформление и защиту расчётного задания;

выполнение, оформление, презентацию и защиту курсового проекта;

подготовку к экзаменам и их сдачу в 4, 5-ом семестрах.

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

Контрольная работа;

Защиты лабораторных работ;

Проверка и защита расчётного задания;

Проверка, презентация и защита курсового проекта;

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Итоговая зачетная оценка определяется как средняя арифметическая оценок за контрольную работу, защиты лабораторных работ и расчетных заданий.

По учебному плану: зачет, экзамен. Весовой коэффициент зачетной оценки в итоговой за семестр – 0,5.

Защита курсового проекта определяется отдельной самостоятельной оценкой.

В ПРИЛОЖЕНИИ К ДИПЛОМУ вносится оценка за 5 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

Основная

Учебники

1.  Копылов машины. Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 20с.

2.  Токарев машины. Учебное пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 19с.

3.  , , Хвостов машины. Учебник для вузов. – М.: Высш. шк., 1987. Ч.1 – 360 с., ч.2 – 332 с.

Учебные пособия:

1.  , , Серихин турбогенераторов. – М.: Высш. шк.,. 2005г – 336 с.

2.  , Иванов – Смоленский гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. – М.: Высш. шк., 2002. – 312 с.

3.  Тихомиров трансформаторов. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 528 с.

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

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

3.  Методические указания к курсовому проекту по синхронным машинам. – М.: МЭИ. 2000.

4.  Методические указания к курсовому проекту по трансформаторам. – М.: МЭИ. 1998.

Описания лабораторных работ:

1.  Лабораторные работы № 1 – 3 по курсу Электрические машины. Исследование трансформаторов. – М.: МЭИ. 2000.

2.  Лабораторные работы № 4 – 6 по курсу Электрические машины. Исследование трансформаторов. – М.: МЭИ. 2001.

3.  Лабораторные работы № 1, 2 по курсу Электрические машины. Исследование трехфазных асинхронных двигателей. – М.: МЭИ. 2000.

4.  Лабораторные работы № 3, 4 по курсу Электрические машины. Исследование трехфазных асинхронных двигателей. – М.: МЭИ. 2000.

5.  Лабораторные работы № 1, 2 по курсу Электрические машины. Исследование синхронных генераторов. – М.: МЭИ. 2001.

6.  Лабораторные работы № 3, 4 по курсу Электрические машины. Исследование синхронных генераторов и двигателей. – М.: МЭИ. 2001.

7.  Лабораторные работы по курсу Электрические машины. Исследование генераторов и двигателей постоянного тока. – М.: МЭИ. 1999.

Дополнительная:

Технические и профессиональные справочники, обеспечивающие практическую деятельность по дисциплине “Электромеханика”.

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. ( аудитории: Д-414, 3-402, Г-200, кафедра Электромеханики )

Для выполнения лабораторных работ необходимы испытательные стенды по трансформаторам, синхронным машинам, асинхронным машинам, коллекторным машинам постоянного тока, Число стендов на каждую лабораторную работу определяется исходя из численности группы студентов и состава бригады студентов не более 6 человек

(кафедра Электромеханики ИЭТ, пропускная способность лабораторий электрических машин – до двух групп студентов )

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

Для выполнения расчётного задания и курсового проекта необходимы компьютерные классы (имеются на кафедре Электромеханики и общего использования в МЭИ ) .

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и рекомендациями ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 Электроэнергетика и электротехника. Модуль подготовки: ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к. т.н., профессор ИЗВЕКОВ В. И.

"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИЭЭ

д. т.н. профессор КУЗНЕЦОВ О. Н.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Электромеханики МЭИ(ТУ)

д. т.н., профессор ГЕЧА В. Я.