ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Филиал ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
в г. Смоленске
КАФЕДРА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Направление
подготовки специалистов: 140600 – Электротехника, электромеханика и электротехнологии
Специальность
дипломированных специалистов: 140604 – Электропривод и автоматика промышленных
установок и технологических комплексов
У Ч Е Б Н А Я П Р О Г Р А М М А
Д И С Ц И П Л И Н Ы
«НАДЁЖНОСТЬ СИСТЕМ
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА»
Индекс дисциплины по учебному плану | ИП.06 |
По Госстандарту | отсутствует |
Часы (всего) по учебному плану | 109 |
По Госстандарту | отсутствуют |
2010 год
Цели и задачи дисциплины
Целью преподавания дисциплины является приобретение знаний по инженерным методикам расчета надежности систем, по оценке влияния надежности элементов на надежность систем в целом, по оптимизации уровня надежности для систем управления автоматизированных электроприводов.
Задачей преподавания дисциплины является приобретение навыков по обеспечению заданного уровня надежности систем управления, по реализации высоконадежных систем из элементов с недостаточной надежностью, по расчету комплекта запасных элементов исходя из экономического критерия.
Место дисциплины в профессиональной подготовке выпускника
Дисциплина предусматривает усвоение студентами систематических курсов по теории вероятностей и математической статистике. Инженерные методики расчета надежности рекомендуется использовать при разработке систем управления электроприводов в курсовых проектах и магистерской диссертации.
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
По результатам изучения дисциплины студент должен знать:
· основные понятия теории надежности и показатели надежности систем управления электроприводов и их элементов;
· законы распределения, методы расчета и прогнозирования надежности систем управления электроприводов и их элементов.
По результатам изучения дисциплины студент должен уметь:
· рассчитать показатели надежности на стадии проектирования систем управления электроприводов и их элементов, которые отвечали бы заданным требованиям;
· обеспечить технические характеристики систем управления электроприводов и их элементов, чтобы они были надежны в эксплуатации и удобны для ремонта;
· оптимизировать уровень надежности систем управления электроприводов и комплекта запасных элементов по экономическому критерию.
Содержание дисциплины «Надежность систем автоматизированного электропривода»
Лекции ( 36 часов) 10 семестр
Практические занятия ( 18 часов) 10 семестр
Зачет 10 семестр
Объем самостоятельной работы по учебному плану ( 55 часа сам. работы)
I. Содержание лекций
10 семестр
1.1. Введение. Основные понятия теории надежности: работоспособность, безотказность, ремонтопригодность, долговечность и др. Показатели надежности систем управления электроприводами (СУЭП) и их элементов: вероятность безотказной работы, интенсивность отказов, средняя наработка до отказа и др. (2 часа)
1.2. Расчет надежности СУЭП. Законы распределения времени безотказной работы и времени работы между отказами: распределение Вейбулла, экспоненциальное распределение. Законы распределения времени восстановления для систем управления электроприводами: логарифмически-нормальное распределение и распределение Эрланга. (4 часа)
1.3. Методы определения надежности на стадии проектирования. Повышение безотказности систем управления при увеличении ремонтопригодности. Преимущества коэффициентного метода (2 часа).
1.4. Обеспечение надежности введением внутриэлементной избыточности. Анализ и учет режимов работы элементов и влияния условий окружающей среды. Повышение надежности типовых элементов СУЭП. (4 часа)
1.5. Обеспечение надежности СУЭП путем резервирования. Классификация способов резервирования. Постоянное резервирование. Резервирование замещением. Скользящее резервирование. Резервирование с дробной кратностью, с учетом перераспределения нагрузки, элементов с двумя видами отказов. Сравнительная оценка способов резервирования. (6 часов)
1.6. Повышение надежности электромагнитных релейных элементов. Виды отказов релейных элементов. Построение надежных схем из ненадежных релейных элементов. Методика синтеза высоконадежных схем из ненадежных реле. (2 часа)
1.7. Оптимизация уровня надежности систем управления электроприводами. Технико-экономический критерий оптимизации надежности. Основные зависимости между надежностью и экономическими показателями и их анализ. Выбор оптимального уровня надежности при ограниченных ресурсах. Условия целесообразности применения защиты элементов СУЭП. (4 часа)
1.8. Расчет комплекта запасных элементов СУЭП. Инженерная методика проектирования надежных СУЭП. Разработка схемы и конструирование узлов системы управления: анализ требований к системе, разработка функциональной схемы системы, разработка принципиальных схем узлов, выбор элементов. Расчет и анализ надежности системы управления. Порядок расчета надежности системы. Определение признаков отказа системы и ее функциональных узлов. Оптимизация надежности системы управления. (6 часов)
1.9. Исследование и методы повышения надежности компонентов силовой электроники. Прогнозирование надежности: понятие о случайных процессах, изменение технического состояния системы, методы прогнозирования. Надежность технических систем с операторами: влияние человека-оператора на надежность системы «человек-техника», системы с отказами техники и некомпенсируемыми ошибками оператора, системы с компенсацией последствий отказов техники и ошибок операторов. (6 часов)
II. Темы практических занятий
10 семестр
ПЗ.1. | Показатели надежности систем управления электроприводов и их элементов. |
ПЗ.2. | Применение законы распределения времени безотказной работы. |
ПЗ.3. | Методы расчета показателей надежности на этапе создания систем управления ЭП. |
ПЗ.4. | Методы повышения надежности. |
ПЗ.5. | Оценка надежности по результатам испытаний. |
ПЗ.6. | Определение надежности по результатам эксплуатации. |
ПЗ.7. | Методы прогнозирования надежности. |
ПЗ.8. | Планирование запасных агрегатов для поддержания надежности. |
ПЗ.9. | Системы с компенсацией последствий отказов техники и ошибок операторов. |
III. Самостоятельная работа студентов (55 часов)
Подготовка к практическим занятиям, выполнение индивидуальных заданий. Подготовка к зачету по дисциплине. Работа с учебной, учебно-методической и справочной литературой.
IV. Использование информационных технологий при изучении дисциплины
IV.1. Лекции
10 семестр
Предусматривается чтение лекционного курса в формате презентация PowerPoint.
IV.2. Практические занятия
При проведении занятий содержание задач представляется в формате презентация PowerPoint.
V. Контроль и оценка качества изучения дисциплины
V.1. Лекции и практические занятия
10 семестр: итоговая контрольная работа.
По контрольной работе знания студентов оцениваются по пятибалльной шкале.
V.2. Методика определения итоговой зачетной оценки практических знаний студента в семестре
10 семестр: итоговая зачетная оценка определяется как среднеарифметическая по результатам индивидуального опроса студентов в процессе проведения практических занятий и по п. V.1.
VI. Итоговый контроль теоретических и практических знаний студента в сессию
10 семестр: зачет по учебному плану (вопросы на зачет в приложении 1.)
В приложение к диплому выносится оценка за 10 семестр.
VII. Литература
VII.1. Учебники
Автор(ы), название учебника | К - во в библ. |
1. Надежность электрических машин: Учеб. пособие для вузов/ М.: Изд. доп. МЭИ, 2006. – 432 с. | 4 |
2. Электромеханические системы: учеб. пособие для вузов / , А. Н., Соломин, ; под ред. . – М.: Изд. дом МЭИ, 2008. | 15 |
3. Сборник задач по надежности электрических машин: Учеб. пособие для вузов по специальности «Электромеханика». – М.: Изд. дом МЭИ, 2008. – 416 с. | 10 |
VII.2. Учебные пособия
1. Вопросы надежности технических систем/ и др. – Смоленск: 1998. – 220 с. | 4 |
2. Теория случайных процессов и ее инженерное приложение. Учеб. пособие для втузов. 2-е изд. – М.: Высш. шк., 2000. – 383 с. | 4 |
3. и др. Автоматизация контроля параметров и диагностика асинхронных двигателей. – М.: Энергоатомиздат, 1991. | 3 |
4. , Испытание и надежность электрических машин: Учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 1988. – 232 с. | 41 |
2. , Анализ и расчет надежности систем управления электроприводами. – М.: Энергия, 1974. | 15 |
VII.3.Техническне и профессиональные справочники, обеспечивающие практическую деятельность по дисциплине
Автор(ы), название учебника | К-во в библ. |
1. Справочник по эксплуатации электроустановок промышленных предприятий. - 4-е изд. - М.: Высш. шк., 20с. | 10 |
2. Электротехнический справочник: в 4-х Т., Т.4. Использование электрической энергии / Под общ. ред. и др. – 9-е издан., стер. – М.: Изд. МЭИ, 2004. | 1 |
3. Справочник по автоматизированному электроприводу. Под ред. и . – М.: Энергоатомиздат, 1983. | 12 |
4. Надежность и эффективность в технике: Справочник в 10-ти томах. - Т.10: Справочные данные по условиям эксплуатации и характеристикам надежности. – М.: 1999. | 1 |
VII.4. CD - носители информации по дисциплине отсутствуют
Программу составил: | к. т.н., доцент | |
| ||
УТВЕРЖДАЮ | ||
Зав. кафедрой | ||
«Электромеханические системы» | к. т.н., профессор | |
Учебная программа дисциплины рассмотрена и утверждена на заседании кафедры ЭМС________________протокол № _______ |
Приложение 1
Перечень вопросов, выносимых на зачет по дисциплине
«Надежность систем автоматизированного электропривода»
1. Основные понятия теории надежности: работоспособность, безотказность, ремонтопригодность, долговечность и др.
2. Показатели надежности систем управления электроприводов и их элементов: вероятность безотказной работы, интенсивность отказов, средняя наработка до отказа и др.
3. Законы распределения времени безотказной работы и времени работы между отказами: распределение Вейбулла, экспоненциальное распределение.
4. Законы распределения времени восстановления для систем управления электроприводов: логарифмически-нормальное распределение и распределение Эрланга.
5. Методы определения надежности на стадии проектирования. Преимущества коэффициентного метода.
6. Методика расчета надежности систем управления электроприводов.
7. Учет влияния дестабилизирующих факторов, резервирования.
8. Порядок расчета показателей надежности.
9. Обеспечение надежности систем управления электроприводов путем резервирования.
10. Надежность унифицированных устройств систем управления электроприводов.
11. Повышение безотказности систем управления при увеличении ремонтопригодности.
12. Оптимизация уровня надежности систем управления электроприводов.
13. Оптимизация комплекта запасных элементов по экономическому критерию.
