Программа дисциплины (syllabus)

Титульный лист программы дисциплины (SYLLABUS)

Форма Ф СО ПГУ 7.18.4/19

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Кафедра Электроэнергетики

Программа дисциплины (Syllabus)

ЭLE 3205 Электропривод

Павлодар, 2013г.

Лист утверждения программа дисциплины (Syllabus)

Форма Ф СО ПГУ 7.18.4/19

УТВЕРЖДАЮ

Декан факультета

___________

«___»___________2013 г.

Составитель: профессор, к. т.н., ______________

Программа дисциплины (Syllabus)

Электропривод ЭLE 3205

для студентов очной формы обучения специальности 5В071800 – Электроэнергетика

Программа разработана на основании рабочей учебной программы, утверждённой «___» _________20__г.

Рекомендована на заседании кафедры от «___»____________2013г.

Протокол № 17.

Заведующий кафедрой______________ «____» ________2013г.

Одобрена учебно-методическим советом энергетического факультета

«____»______________20__г. Протокол №____

Председатель УМС ________________ «____» _______2013 г.

1. Паспорт учебной дисциплины

Наименование дисциплины _Электрический привод

Дисциплина вузовского компонента

Количество кредитов и сроки изучения

Всего – 4 кредита

Курс: 3 на базе ОСО

Семестр: 6

Всего аудиторных занятий – 60 часов

Лекции - 30 часов

Практические – 22,5 часов

Лабораторные - 15 часов

СРС – 112,5 часов

В том числе СРСП – 30

Общая трудоемкость - 180 часов

Форма контроля

Экзамен –6 семестр

Пререквизиты

Изучение дисциплины базируется на знаниях полученных во время изучения следующих дисциплин: Теоретические основы электротехники; Электрические машины.

Постреквизиты

- электрические станции и подстанции;

- электрическая часть электрических станций и подстанций.

2. Сведения о преподавателях и контактная информация

Ф. И.О.

Учёная степень, звание, должность к. т.н., профессор

Кафедра «Электроэнергетики», аудитория А–240

телефон: 67-36-26

Е-mail: *****@***ru

3. Предмет, цели и задачи

Предмет дисциплины

Учебно-методические материалы по изучению дисциплины, проведению практических занятий по подготовке к текущему, рубежному и итоговому контролю.

Цель преподавания дисциплины

Цель дисциплины – Овладение знанием свойств и характеристик систем автоматизированного электропривода, методами расчета параметров, статических и динамических характеристик, выбора его элементов

Задачи изучения дисциплины:

изучение общих физически закономерностей электропривода, особенностей взаимодействия элементов электромеханической системы, характера динамических процессов и особенностей статических режимов разомкнутых и замкнутых систем

4. Требования к знаниям, умениям, навыкам и компетенциям

В результате изучения данной дисциплины студенты должны:

иметь представление:

- об общих закономерностях физических процессов в автоматизированном электроприводе;

знать:

- современные методы анализа и синтеза электромеханических и силовых электронных устройств;

уметь:

- эксплуатировать системы автоматизированного электропривода и автоматизации;

- владеть методами расчета режимов работы и выбора элементов автоматизированного электропривода;

приобрести практические навыки:

- по расчету рабочих и механических характеристик электропривода.

быть компетентным:

– в вопросах проектирования элементов электропривода.

5. Тематический план изучения дисциплины

Тема 1. Введение.

Содержание курса «Электропривод». Цель и основные задачи курса. Функции электропривода и требования к нему. Роль автоматизированного электропривода в производстве. Исторический обзор развития АЭП. Классификация электроприводов.

Тема 2. Электромеханические свойства и характеристики электродвигателей и механизмов в ЭП.

Механические и кинематические схемы электроприводов. Моменты и силы, действующие в электроприводе. Приведение движущихся масс и моментов нагрузки к расчетной скорости. Обобщенные расчетные схемы механической части электропривода. Режимы преобразования энергии. Электромеханическая и механическая характеристики. Понятие о жесткости механических характеристик. Энергетические показатели преобразования энергии. Уравнение движения электропривода. Электромеханическая и механическая характеристики постоянного и переменного тока. Естественные и искусственные характеристики и их построение.

Тема 3. Регулирование координат ЭП.

Требования к координатам электропривода и формированию его статических и динамических характеристик. Терминология- управление, регулирование и изменение координат. Основные технико-экономические показатели регулируемого электропривода. Способы регулирования переменных и их основные показатели: точность, диапазон, плавность, экономичность. Динамические показатели качества при автоматическом регулировании. Допустимая нагрузка электропривода при регулировании скорости. Регулирование координат путем воздействия на величину энергии, питающей двигатель. Влияние внешних характеристик преобразователей на механические характеристики электропривода. Регулирование координат путем воздействия на величину энергии, питающей двигатель. Частотные регулирование момента асинхронного электропривода при питании статора от источника тока и источника напряжения. Влияние обратной связи по скорости и току /моменту/ на динамику электромеханической системы. Задачи и принципы регулирования скорости электропривода постоянного тока – реостатное и изменением напряжения. Регулирование скорости электроприводов переменного тока – реостатное, изменением напряжения и изменением числа пар полюсов. Частотное регулирование скорости асинхронного электропривода. Регулирование в разомкнутой системе ПЧ – АД. Общие законы регулирования. Принципы регулирования скорости машин двойного питания. Вентильно-машинные каскады. Электрический вентильный каскад. Автоматическое регулирование скорости в каскадных системах. Многодвигательные электромеханические системы. Система электрического вала.

Тема 4. Динамика электромеханических систем.

Обобщенная структурная схема электромеханической системы с линейной механической характеристикой. Статические режимы работы системы. Динамические свойства электромеханической системы. Понятие о демпфирующей способности электропривода и влияние его параметров на колебательность механической части. Механические и электромеханические переходные процессы. Методы анализа переходных процессов в нелинейных системах. Линеаризация системы. Переходные процессы электроприводов с линейной механической характеристикой двигателя с постоянным статическим моментом. Процессы при пуске, реверсе, торможении, изменении скорости, сбросе и наборе нагрузки. Переходные процессы электроприводов с нелинейной механической характеристикой двигателя при моменте нагрузки, изменяющимся в функции скорости, пути, времени и при переменном моменте инерции.

Тема 5. Энергетика и выбор мощности ЭД.

Энергетика электроприводов. Потери энергии и потребление реактивной мощности. Потери энергии в установившихся режимах работы. Потери энергии при пуске, реверсе и торможении электропривода. Способы снижения потерь. Энергетика регулируемого электропривода. Энергетические показатели системы УП-Д различными типами преобразователей и их влияние на питающую сеть. Нагрузочные диаграммы электроприводов и методы их построения. Режимы работы электропривода. Выбор мощности двигателей для длительного, кратковременного и повторно – кратковременного режимов работы.

Распределение академических часов по видам занятий

№ п/п	Наименование тем	Количество аудиторных часов по видам занятий	СРС
лекции	практические (семинарские)	лаборатор-ные студийные, индивидуль-ные	Всего	в том числе СРСП
1	Тема 1. Введение. Цели и задачи курса.	1			5
2	Тема 2. Электромеханические свойства и характеристики электродвигателей и механизмов в ЭП	6	4,5	5	25	7
3	Тема 3. Регулирование координат ЭП	11	6	5	28	8
4	Тема 4. Динамика электромеханических систем	6	6	5	25	7
5	Тема 5. Энергетика и выбор мощности ЭД	6	6		29,5	8
	Всего: 180 (4 кредита)	30	22,5	15	112,5	30

6. Содержание лекционных занятий

Тема 1. Введение. Цели и задачи курса.

План:

1.Содержание курса «Электропривод». Цель и основные задачи курса.

2. Функции электропривода и требования к нему.

3. Роль автоматизированного электропривода в производстве.

4. Классификация электроприводов.

Литература:

1) Москаленко привод. –М.: Академия, 2004. -416с.

2)  Онищенко привод. М.: Академия - 2008.

Тема 2. Электромеханические свойства и характеристики электродвигателей и механизмов в ЭП

План:

1. Механические и кинематические схемы электроприводов.

2. Моменты и силы, действующие в электроприводе. Приведение движущихся масс и моментов нагрузки к расчетной скорости.

3. Электромеханическая и механическая характеристики.

4. Энергетические показатели преобразования энергии.

5. Уравнение движения электропривода.

Литература:

1) Москаленко привод. –М.: Академия, 2004. -416с.

2) Онищенко привод. М.: Академия - 2008.

Тема 3. Регулирование координат ЭП.

План:

1. Требования к координатам электропривода и формированию его статических и динамических характеристик.

2. Основные технико-экономические показатели регулируемого электропривода.

3. Способы регулирования переменных и их основные показатели: точность, диапазон, плавность, экономичность.

4. Регулирование координат путем воздействия на величину энергии, питающей двигатель.

5. Регулирование координат путем воздействия на величину энергии, питающей двигатель.

6. Влияние обратной связи по скорости и току /моменту/ на динамику электромеханической системы.

Литература:

1) Москаленко привод. –М.: Академия, 2004. -416с.

2) Онищенко привод. М.: Академия - 2008.

Тема 4. Динамика электромеханических систем

План:

1. Обобщенная структурная схема электромеханической системы с линейной механической характеристикой.

2. Статические режимы работы системы.

3. Динамические свойства электромеханической системы.

4. Механические и электромеханические переходные процессы.

5. Методы анализа переходных процессов в нелинейных системах.

Литература:

1) Москаленко привод. –М.: Академия, 2004. -416с.

2) Онищенко привод. М.: Академия - 2008.

Тема 5. Энергетика и выбор мощности ЭД

План:

1. Энергетика электроприводов.

2. Потери энергии и потребление реактивной мощности. Способы снижения потерь.

3. Энергетика регулируемого электропривода.

4. Нагрузочные диаграммы электроприводов и методы их построения.

5. Выбор мощности двигателей для длительного, кратковременного и повторно – кратковременного режимов работы.

Литература:

1) Москаленко привод. –М.: Академия, 2004. -416с.

2) Онищенко привод. М.: Академия - 2008.

7. Содержание практических занятий, 15 часов

8.1 Практические занятия

Тема 2. Электромеханические свойства и характеристики электродвигателей и механизмов в ЭП

Задания:

1.  Расчет и построение пусковых диаграмм пуска двигателей постоянного и переменного тока.

Литература: [1].

Тема 3. Регулирование координат ЭП.

Задания:

1. Расчет и построение характеристик переходных процессов различных типов электропривода.

Литература: [1,2].

Тема 4. Динамика электромеханических систем

Задания:

1. Построение нагрузочных диаграмм и выбор мощности двигателей.

Литература: [1,2].

Тема 5. Энергетика и выбор мощности ЭД

Задания:

1. Расчет энергетических показателей различных вариантов регулирования координат электропривода.

Литература: [1,2].

8. Перечень и содержание лабораторных работ, 15 часов

Тема 2. Электромеханические свойства и характеристики электродвигателей и механизмов в ЭП

Лабораторная работа №1. Электропривод системы «Источник ЭДС – двигатель постоянного тока независимого возбуждения».

Тема 3. Регулирование координат ЭП

Лабораторная работа №2. Электропривод системы «Источник ЭДС – двигатель постоянного тока последовательного возбуждения».

Лабораторная работа №3. Электропривод системы «Источник напряжения промышленной частоты – асинхронный двигатель с фазным ротором».

Тема 4. Динамика электромеханических систем

Лабораторная работа №4. Электропривод системы «Реверсивный тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока независимого возбуждения».

Лабораторная работа №5. Электропривод системы «Преобразователь частоты – асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором».

9. Задания самостоятельной работы

Тема 1. Введение. Цели и задачи курса.

Задания СРС:

1. Исторический обзор развития АЭП.

Тема 2. Электромеханические свойства и характеристики электродвигателей и механизмов в ЭП

Задания СРС:

1. Механические характеристики и регулировочные свойства системы «широтно - импульсный преобразователь-двигатель».

2. Изучение и исследование механических характеристик и регулировочных свойств системы.

Тема 3. Регулирование координат ЭП.

Задания СРС:

1. Регулирование координат двигателей смешанного возбуждения.

2. Современные способы регулирования координат двигателей смешанного возбуждения и их качество.

Тема 4. Динамика электромеханических систем

Задания СРС:

1. Переходные процессы электроприводов с нелинейной механической характеристикой двигателя при моменте нагрузки, изменяющимся в функции скорости, пути, времени и при переменном моменте инерции.

Тема 5. Энергетика и выбор мощности ЭД

Задания СРС:

1. Энергетические показатели системы УП-Д различными типами преобразователей и их влияние на питающую сеть

10. График консультаций СРСП (СРСП составляет 25% из СРС)

Консультация по всем вопросам осуществляется согласно графику СРСП на текущий семестр.

11. Расписание проверок знаний обучающихся

Посещение лекций и практические занятия оцениваются 0-100 баллов.

График выполнения и сдачи заданий по дисциплине

№	Виды работ	Тема, цель и содержание задания	Рекомен- дуемая литерату ра	Продолжи-тельность выполне ния	Форма контроля	Срок сдачи
1	Реферат	Электромеханические свойства и характеристики электродвигателей и механизмов в ЭП		2 недели		3-ая неделя
2	Реферат	Регулирование координат ЭП		2 недели		5-ая неделя
3	Рубежный контроль	Темы 1-3			письмен-ный опрос	8-ая неделя
4	Реферат	Динамика электромеханических систем		2 недели		11-ая неделя
5	Реферат	Энергетика и выбор мощности ЭД		2 недели		14-ая неделя
6	Рубежный контроль	Темы 4-5			письмен-ный опрос	15-ая неделя

12. Критерии оценки знаний студентов

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом в письменной форме, который охватывает весь пройденный материал. Обязательным условием для допуска к экзамену является выполнение всех предусмотренных заданий в программе.

Рейтинг допуска выводится из средне арифметического всех выполненных заданий на текущих занятиях (посещение лекции, домашние задания, задания по СРС, задания по практике и другие, рубежный контроль).

К итоговому контролю (ИК) по дисциплине допускаются студенты, выполнившие все требования рабочей учебной программы (выполнение и сдача всех лабораторных работ, работ и заданий по СРС, набравшие рейтинг допуска (не менее 50 баллов).

Уровень учебных достижений студентов по каждой дисциплине (в
том числе и по дисциплинам, по которым формой итогового контроля ГЭ)
определяется итоговой оценкой (И), которая складывается из оценок РД и
ИК (экзамена, дифференцированного зачета или курсовой работы/проекта) с
учетом их весовых долей (ВДРД и ВДИК).

И = РД*0,6 + ИК*0,4

Весовые доли ежегодно утверждаются ученым советом университета и должны быть для РД не более 0,6, а для ИК не менее 0,3.

Итоговая оценка по дисциплине подсчитывается только в том случае,
если обучающийся имеет положительные оценки, как по рейтингу допуска,
так и по итоговому контролю. Не явка на итоговый контроль по
неуважительной причине приравнивается к оценке «неудовлетворительно».
Результаты экзамена и промежуточной аттестации по дисциплине доводятся
до студентов в тот же день или на следующий день, если письменный
экзамен проводился во второй половине дня.

Для корректности подсчета итоговой оценки знания обучающегося на рубежном контроле (рейтинге) и итоговом экзамене оцениваются в процентах от 0 до 100%.

Оценка рубежного контроля складывается из текущих оценок и оценки рубежного контроля.

Учебные достижения оцениваются по многобалльной буквенной системе адекватной ее цифровому эквиваленту и традиционной шкале оценок:

Оценка по буквенной системе	Цифровой эквивалент баллов	Процентное содержание	Оценка по традиционной системе
A	4,0	95-100	Отлично
A-	3,67	90-94
B+	3,33	85-89	Хорошо
B	3,0	80-84
B-	2,67	75-79
C+	2,33	70-74	Удовлетворительно
C	2,0	65-69
C-	1,67	60-64
D+	1,33	55-59
D	1,0	50-54
F	0	0-49	Неудовлетворительно

13. Требования преподавателя, политика и процедуры

Посещение обучающимися всех аудиторных занятий без опозданий является обязательным. В случае пропуска занятия отрабатываются в порядке установленном деканатом. Допускается максимально только два пропуска занятий. Два опоздания на занятие приравниваются к одному пропуску. В случае более двух пропусков преподаватель имеет право в дальнейшем студента не допускать к занятиям до административного решения вопроса. Присутствие на лекциях посторонних лиц, не являющихся контингентом студентов данного курса, запрещается.

Работы следует сдавать в указанные сроки. Крайний срок сдачи всех заданий – за 3 дня до начала экзаменационной сессии.

Студенты, не сдавшие все задания, и не защитившие курсовую работу, не допускаются к экзамену.

Повторение темы и отработка пройденных материалов по каждому учебному занятию обязательны. Степень освоения учебных материалов проверяется тестами или письменными работами. Тестирование студентов может проводиться без предупреждения.

При выполнении самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя (СРСП) учитывать следующие четыре основные функции.

Первая – предполагает реализацию активного восприятия студентами информации преподавателя, полученной в период установочных занятий по учебной дисциплине.

Вторая функция предполагает, что студенты самостоятельно, на основании рекомендаций преподавателя, изучают учебно-методические пособия, литературные источники, выполняют домашние задания, контрольные и курсовые работы и т. д. На этом этапе от студентов требуется знание методов работы, фиксация своих затруднений, самоорганизация и самодисциплина.

Третья функция студентов состоит в анализе и систематизации своих затруднительных ситуаций, выявлении причин затруднений в понимании и усвоении ими учебного материала, выполнении других учебных действий. Студенты переводят неразрешимые затруднения в систему вопросов для преподавателя (ранжируют их, упорядочивают, оформляют), строят собственные версии ответов на эти вопросы.

Четвертая функция студентов состоит в обращении к преподавателю за соответствующими разъяснениями, советами, консультациями.

14. Список литературы

Основная:

1) Москаленко привод. –М.: Академия, 2004. -416с.

3)  Онищенко привод. М.: Академия - 2008.

Дополнительная:

1)Драчев электропривода. Учебное пособие к курсовому проектированию. Челябинск: ЮУрГУ, 2002.

2) , Сабинин электропривода. – СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отд-ние, 2000. – 496с.