МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ (ИЭТ)
___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника

Профиль(и) подготовки: Электрический транспорт

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ РЕКУПЕРАЦИИ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ТРАНСПОРТЕ»

Цикл:

профессиональный

Часть цикла:

по выбору

№ дисциплины по учебному плану:

ИЭТ; Б3.23 а

Часов (всего) по учебному плану:

144

Трудоемкость в зачетных единицах:

4

7 семестр

Лекции

18 час

7 семестр

Практические занятия

18 час

7 семестр

Лабораторные работы

Расчетные задания, рефераты

72 час самостоят. работы

7 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

108 час

Экзамены

Курсовые проекты (работы)

Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение вопросов происхождения энергии рекуперации и её последующего преобразования на транспортном средстве и системах электроснабжения, изучение элементов электрооборудования и ресурсосберегающих технологий на городском и магистральном электрическом транспорте.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

· самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

· анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);

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

· принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании транспортных средств и объектов систем электроснабжения (ПК-10);

· использовать информацию о новых технологических процессах и новых видах технологического оборудования (ПК-17).

Задачами дисциплины являются

· познакомить обучающихся с процессом возникновения энергии рекуперации на транспортных средствах;

· дать информацию о преобразователях энергии на транспортном средстве и тяговой контактной сети и тяговых подстанциях;

· дать информацию о накопителях энергии позволяющих использовать избыточную энергию рекуперации;

· научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при последующем конструировании элементов электрооборудования транспортного средства и системы электроснабжения.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к дисциплине профиля по выбору студента профессионального цикла Б.3 23а основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Электрический транспорт» направления 140400 Электроэнергетика и электротехника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Теоретические основы электротехники» «Электрические машины» «Силовая электроника» и учебно-производственной практике.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучение дисциплин «Основы электрического транспорта» и «Электрооборудование электрического транспорта», а также программы магистерской подготовки «Оптимизация оборудования электроподвижного состава», «Проблемы совершенствования оборудования и устройств электроснабжения транспортных систем».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

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

· основные источники научно-технической информации по материалам проектирования и конструирования электрооборудования транспортных средств (ТС) и систем тягового электроснабжения (ОК-7, ПК-6);

· технологию изготовления основных элементов систем преобразования энергии (ПК-10);

· материалы и оборудование, применяемые в производстве транспортных средств и систем электроснабжения, их классификацию и маркировку (ПК-10);

· источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по технологии изготовления основных элементов электрооборудования транспортных средств и систем тягового электроснабжения (ПК-17).

Уметь:

· самостоятельно разбираться в нормативных методиках расчета и применять их для решения поставленной задачи (ОК-7);

· использовать программы расчетов характеристик конструкционных материалов (ПК-1);

· осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы (ПК-6);

· выбирать конструкционные материалы для изготовления основных элементов электрооборудования транспортных средств и систем электроснабжения в зависимости от условий работы (ПК-10);

· анализировать информацию о новых технологиях изготовления основных элементов электрооборудования транспортных средств и систем электроснабжения (ПК-17).

Владеть:

· навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12);

· терминологией в области электрической тяги (ОК-2);

· навыками поиска информации по требуемым параметрам узлов и агрегатов электрооборудования (ПК-6);

· информацией о технических параметрах оборудования для использования при конструировании (ПК-17 );

· навыками применения полученной информации при проектировании устройств энергосбережения на транспортном средстве и системе электроснабжения (ПК-6).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часов.

№

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

Рекуперация энергии тор-можения. Анализ зависи-мости энергии рекупера-ции от режимов движения и внешних условий эксплуатации. Технико-экономическое обоснование (ТЭО) использования энергии рекуперации.

6

7

2

4

Тест на знание режимов работы ТС обеспечивающих режимы рекуперации

2

Преобразование механиче-ской энергии в электриче-скую. Тяговые преобразо-ватели ТС с Тяговым электродвигателем (ТЭД) постоянного и переменного тока

32

7

4

4

24

Тест: Параметры тяговых преобразо-вателей ТС с ТЭД постоянного и переменного тока

3

Режимы работы преобра-зователей ТС (городской наземный, метрополитен, ж. д. транспорт) Элемент-ная база преобразователей

14

7

2

2

10

Тест: Зависимость энергии рекуперации от режимов движения

4

Избыточная энергия реку-перации. Способы оценки. Аналитические методы расчета

30

7

4

6

20

Тест: Расчет значений избыточной рекуперации

5

Устройства приема избы-точной энергии. Накопите-ли энергии. Преобразова-тели энергии на тяговых подстанциях

16

7

2

2

12

Контрольная работа

6

Параметры накопителей и требования к ним. Оптими-зация размещения накопи-телей энергии.

22

7

2

2

18

Подготовка реферата

7

Режимы рекуперации в автономных ТС.

22

7

2

2

18

Подготовка реферата

Зачет

2

7

--

--

--

2

Презентация и защита реферата

Итого:

144

18

18

108

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Рекуперация энергии торможения. Анализ зависимости энергии рекуперации от режимов движения и внешних условий эксплуатации. ТЭО использования энергии рекуперации.

Преобразование механической энергии движения транспортного средства в электрическую энергию в режиме торможения. Режимы торможения транспортных средств. Условия эксплуатации. Оценка эффективности использования энергии рекуперации от вида транспортного средства (городской электрический транспорт, метрополитен, ж. д. транспорт).

2. Преобразование механической энергии в электрическую. Тяговые преобразователи ТС с ТЭД постоянного и переменного тока

Преобразование механической энергии в электрическую энергию. Тяговые преобразователи для ТЭД постоянного тока. Тяговые преобразователи для приводов с асинхронными двигателями. Тяговые преобразователи для приводов с вентильно-индукторными двигателями и вентильными двигателями. Сравнительный анализ преобразователей.

3. Режимы работы преобразователей ТС (городской наземный, метрополитен, ж. д. транспорт) Элементная база преобразователей

Режимы работы транспортных средств на стандартном перегоне. Торможение ТС на уклонах.

Элементная база преобразователей работающих на ТС городского и магистрального транспорта. Элементная база преобразователей тяговых подстанций на городском и ж. д. транспорте. Требования к преобразователям.

4. Избыточная энергия рекуперации. Способы оценки. Аналитические методы расчета

Эмитационное моделирование режимов торможения ТС. Зависимость избыточной энергии от количества ТС на линии. Способы оценки избыточной рекуперации при различных режимах эксплуатации ТС. Аналитические методы расчета избыточной рекуперации.

5. Устройства приема избыточной энергии. Накопители энергии. Преобразователи энергии на тяговых подстанциях

Устройства приема энергии торможения. Виды и классификация накопителей энергии. Инвертирование избыточной энергии в первичную сеть. Требования к качеству возвращаемой энергии. Анализ различных типов накопителей. ТЭО применения накопителей на ТС, контактной сети и тяговых подстанциях.

6. Параметры накопителей и требования к ним. Оптимизация размещения накопителей энергии.

Основные параметры накопителей энергии. Требования к накопителей энергии на ТС и в линиях системы электроснабжения. Оптимизация размещения накопителей энергии в системах электроснабжения.

7. Режимы рекуперации в автономных ТС.

Рекуперация энергии на ТС с гибридным приводом и гибридными энергоустановками. Оптимизация выбора накопителей энергии. Режимы и способы замещения рекуперации.

4.2.2. Практические занятия

7 семестр

Определение основных параметров накопителей для ТС и систем электроснабжения по их нагрузкам.

Расчеты избыточной энергии на ТС.

Расчеты избыточной энергии в системе электроснабжения.

Использование энергии рекуперации для автономного режима работы ТС при отсутствии напряжения в контактной сети.

Емкостные накопители энергии. Основные параметры. Особенности эксплуатации.

Инвертор напряжения на тяговой подстанции. Выбор элементной базы.

Виды энергетических установок на ТС. Достоинства и недостатки.

4.3. Лабораторные работы «Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены».

4.4. Расчетные задания «Расчетные задания учебным планом не предусмотрены».

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы «Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен».

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат большое количество фотоматериалов. Возможно посещение НПП «Энергия», тяговых подстанций метрополитена и монорельсовой дороги.

Практические занятия проводятся в традиционной форме, а также включают выездное занятие с посещением выставок «Электроника и транспорт» и «Силовая электроника и энергетика» и конференций проводимых при них со встречей с ведущими специалистами проектирующих электрооборудование ТС и электроснабжения электрического транспорта

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, оформление реферата и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, презентация реферата.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины, определяется преподаватель. Можно рекомендовать применение комбинированной оценки по результатам контрольной работы и рефератов по темам.

В приложение к диплому вносится оценка за 7 семестр

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Основы электрического транспорта: учебник для студ. высш. учеб. заведений / (, , и др.); под общ. Ред. . – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 464 с.

2. Электротехнический справочник: в 4т. Т.4 / под общ. Профессоров МЭИ (ТУ); - 8 –е изд., перераб. И доп. – М: Изд. МЭИ, 20с.

3. Расчет системы тягового электроснабжения. (). Метод. Пос. по курсу «Электроснабжение транспорта». – М.: Изд-во МЭИ, 2001 – 24 с.

б) дополнительная литература:

1. Энергосбережение на электрическом транспорте: монография /. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 20с.

2. Проблемы энергосбережения на электротранспорте: () Учебное пособие. – М.: Изд-во МЭИ, 20с.

3. , Румянцев привод транспортных средств с конденсаторным накопителем. Электрика № 12, 2008, с. 12-14

4. , Глушенков привод транспортных средств с конденсаторным накопителем Научно-технический сборник «Коммунальное хозяйство городов» Вып.88 Серия: Технические науки – Киев Изд-во «Техника» 2009 с. 259-263

5. , Минаев рекуперативного торможения электропоездов постоянного тока. «Железнодорожный транспорт» № 10, 2005, с. 47 – 50.

6. , , Каледин привод троллейбуса с конденсаторным накопителем. Автотракторное электрооборудование № 1-2, 2004 с. 25-28.

7. Новые модули для транспорта. «Силовая электроника» 2007, № 4.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.semikron.com, www.eupec.com,

б) другие:

Расчетная программа «Рекуперации энергии» ELLABDOL, каф. «Электрический транспорт», рекламный видеофильм «Электробус».

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

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

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и профилю «Электрический транспорт».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к. т.н., доцент

к. т.н., доцент

"УТВЕРЖДАЮ":

И. о. Зав. кафедрой «Электрический транспорт»

к. т.н., доцент