«Автономный транспорт»

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Заочный факультет

Кафедра электротехнических комплексов

“УТВЕРЖДАЮ”

Декан заочного факультета

“___ ”______________2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА учебной дисциплины

«Автономный транспорт»

ООП – Направление 140600 – Электротехника, электромеханика и электротехнологии; специальность 140606 – Электрический транспорт.

Уровень подготовки: инженерный

Заочный факультет

Курс 5, семестр 9

Лекции - 20 час

Практические работы – 8 час

Лабораторные работы - нет

Расчётно-графическая работа - 9 семестр

Самостоятельная работа - 97 часов

Зачет - 9 семестр

Всего 125 часов

Новосибирск

2011

Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по подготовке инженеров направления 654500 “Электротехника, электромеханика и электротехнологии”.

Индекс регистрации № 000 утв. пр. МО РФ № 000 от 01.01.2001г.

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры “Электрические комплексы”

Протокол № 11 от «__14_» июня 2011г.

Программу разработал

доцент кафедры ЭТК ____________________ , к. т.н., доцент

Заведующий кафедрой электротехнических комплексов

________________________ , д. т.н., профессор

Ответственный за основную

образовательную программу

профессор кафедры ЭТК ______________________ , к. т.н., доцент

1.  Внешние требования

Шифр дисциплины	Содержание учебной дисциплины	Часы
ДС. Р.09	Автономный транспорт: транспортные средства с автономными источниками энергии, тяговые приводы автономного транспорта, тепловые и электрохимические источники энергии, регуляторы тепловых двигателей автономного транспорта, электрические схемы силовых цепей, структурные схемы систем управления.	125

Квалификационные требования.

Для решения профессиональных задач инженер:

- выполняет работы по проектированию, информационному обслуживанию, организации производства, труда и управлению, метрологическому обеспечению, технологическому оснащению, техническому контролю;

- способствует полезному использованию природных ресурсов, энергии и материалов;

- проводит технико-экономический анализ, комплексно обосновывает принимаемые и реализуемые решения, изыскивает возможности сокращения цикла выполнения работ, содействует подготовке процесса их выполнения, обеспечению необходимыми техническими данными, материалами, оборудованием потоками информации;

- разрабатывает методические, нормативные материалы техническую и технологическую документацию, а также предложения и мероприятия по осуществлению разработанных проектов и программ;

- участвует в работах по осуществлению исследований, разработке проектов и программ, в проведении необходимых мероприятий, связанных с испытанием оборудования и внедрением его в эксплуатацию, а также выполнении работ по стандартизации технических средств, систем, технологических процессов, оборудования и материалов, в рассмотрении различной технической документации и подготавливает необходимые обзоры, отзывы, заключения;

- изучает и анализирует необходимую информацию, технические данные, показатели и результаты работы, обобщает и систематизирует их, проводит необходимые расчеты, использует современные технические средства и информационные технологии;

- составляет графики работ, заказы, заявки, инструкции, пояснительные записки, технологические карты, контрольные карты, схемы и другую техническую и технологическую документацию, а также установленную отчетность;

- оказывает методическую и практическую помощь при реализации проектов и программ, планов и договоров;

- осуществляет экспертизу технической и технологической документации, надзор и контроль за состоянием и эксплуатацией электрооборудования, выявляет резервы, устанавливает причины существующих недостатков и неисправностей в работе оборудования, принимает меры по их устранению и повышению эффективности использования;

- следит за соблюдением установленных требований, действующих норм, правил и стандартов;

- организует работу по повышению научно-технических знаний работников;

- разрабатывает и обеспечивает проведение энергосберегающих и экологических мероприятий;

- способствует развитию творческой инициативы, рационализации, изобретательства, внедрению достижений отечественной и зарубежной науки и техники, использованию передового опыта, обеспечивающих эффективную работу учреждения, организации, предприятия;

- консультирует по вопросам проектирования конкурентоспособной продукции, разработки и реализации прогрессивных технологических процессов.

2.  Особенности (принципы) построения дисциплины

2.1.Основание для введения

Программа курса соответствует ГОС по направлению 140600.

2.2.Адресат

Настоящая программа является основным документом, определяющим содержание курса для подготовки инженеров по направлению 140606 «Электрический транспорт» в Новосибирском государственном техническом университете.

2.3.Основная цель

Целью курса является ознакомление студентов с основными видами автономных транспортных средств, теорией их расчета и проектированием, разработкой электрических схем силовых цепей с учетом последних достижений науки и техники на электрическом транспорте и смежных областях промышленности.

2.4.Ядро

№ п/п	Наименование модуля	Лекции, часов	Лабораторные и практические занятия, часов	Самостоятель-ная работа, часов
1.	Задачи курса, общая характеристика автономного транспорта	4	нет	4
2.	Первичные источники энергии автономного транспорта	12	7	24
3.	Вторичные источники энергии автономного транспорта	8	10	30
4.	Системы автоматического регулирования тяговых электропередач	6	нет	12
5.	Цепи управления и защиты	4	нет	4

2.5. Требования к начальной подготовке

Для успешного освоения курса студент должен обладать знаниями, излагаемыми в объеме высшей школы в курсах математики, физики, прикладной и теоретической механики, основы преобразования энергии в электротехнических системах, теоретических основ электротехники, электрических и электронных аппаратов, электричесих машин, опытом работы на персональном компьютере.

Межпредметные связи

Название учебной дисциплины	Знать	Уметь
Высшая математика	Дифференциальное и интегральное исчисления	Составлять и решать дифференциальные уравнения 1 и 2 порядка, определять экстремумы функций
Физика	Разделы: электричество, магнетизм, теплота	Составлять уравнения, описывающие электромагнитные и тепловые процессы в элементах электрооборудования, силы, действующие в тяговых аппаратах при протекании по ним тока
Теоретическая механика	Прочностные расчеты	Производить расчеты на прочность элементов тяговых передач
Прикладная механика	Кинематические схемы	Составлять кинематические схемы механической части приводов
Теоретические основы электротехники	Разделы: электрические цепи постоянного и переменного тока, теория электромагнитного поля	Составлять и решать уравнения электромагнитных процессов в электрических цепях постоянного и переменного тока
Электрические и электронные аппараты	Разделы: электромагнитные реле и контакторы, полупроводниковые аппараты	Использовать в электрических цепях контактные и бесконтактные аппараты для коммутации и защиты потребителей, регулирования подводимой к ним электрической энергии, измерения параметров.
Информатика	Пакеты прикладных программ	Пользоваться ПК, использовать программы для расчетов, графических построений схем и т. д.
Импульсные системы управления транспортными средствами	Раздел: преобразователи переменно - постоянного тока и постоянно - переменного тока	Составлять принципиальные электрические схемы силовых цепей преобразователей

2.6. Уровень требований по сравнению со Стандартом

Уровень требований соответствует Стандарту.

2.7.Объем в часах

Курс изучается в 9 семестре учебного плана и содержит:

Лекций - 20 часов, практических занятий – 8 часов, лабораторных работ – нет, самостоятельную работу студентов – 97 часов.

3.  Цели учебной дисциплины

После изучения дисциплины студент будет

иметь представление:
1	о перспективах и путях развития автономных видов транспорта
2	о тенденциях в совершенствовании электрооборудования подвижного состава
3	о направлениях в схемотехнических решениях тяговых электрических цепей
4	о возможностях применения различных видов тяговых приводов и перспективах их развития в будущем
знать
1	структуру, назначение и область применения автономного транспорта
2	методы управления электрооборудованием сильноточных цепей автономного транспорта
3	принципы проектирования и разработки электрических схем подвижного состава автономного транспорта
уметь
1	обосновать выбор принятого схемного решения тяговых электрических цепей и цепей управления подвижным составом автономного транспорта
2	рассчитывать параметры основных элементов тягового привода
3	модернизировать электрические цепи подвижного состава в целях повышения надёжности работы оборудоваения
4	применять типовые решения по реализации алгоритмов управления транспортными средствами
иметь опыт
1	синтеза принципиальных электрических схем силовых цепей и цепей управления подвижного состава различных автономного транспорта
2	описания принципа работы электрических цепей подвижного состава в режимах тяги и торможения по предоставленным принципиальным схемам
3	расчета и выбора элементов электрического оборудования для сильноточных и слаботочных цепей подвижного состава

4.  Содержание и структура учебной дисциплины

5.  Тематика лекционного курса

Блок, модуль, раздел, тема	Часы	Ссылки на цели*
Модуль1. Задачи курса, общая характеристика автономного транспорта Раздел 1. Назначение, область применения и классификация автономного транспорта. Особенности условий работы и требования, предъявляемые к различным видам автономного транспорта. Структурные схемы тяговых передач и энергоустановок.	2 2
Модуль 2. Первичные источники энергии автономного транспорта Раздел 1. Транспортные тепловые двигатели. Термодинамические циклы поршневых тепловых двигателей. Характеристики дизелей, газотурбинных установок. Системы автоматического регулирования теплового двигателя. Особенности регулирования газотурбинной установки. Раздел 2. Электрохимические источники энергии. Характеристики тяговых аккумуляторных батарей и топливных элементов. Характеристики комбинированных энергоустановок.	6 4 2
Модуль 3. Вторичные источники энергии автономного транспорта Раздел 1. Генераторы постоянного тока. Системы возбуждения генератора и саморегулирование двигателей-генераторов. Требования к характеристикам генераторов. Системы возбуждения при выпуклых и гиперболических характеристиках генератора. Совместная работа теплового двигателя и генератора. Раздел 2. Генераторы переменного тока. Особенности работы и регулирования синхронных генераторов.	6 4 2
Модуль 4. Системы автоматического регулирования тяговых электропередач Раздел 1. Системы регулирования трансмиссий постоянного тока. Структурная схема силовой цепи. Принципы построения систем автоматического регулирования. САР генератора, объединённого регулирования теплового двигателя и генератора. Объединённое регулирование дизель-генератора и тяговых двигателей. Раздел 2. Системы регулирования трансмиссий переменного тока. Структурная схема силовой цепи. Передачи переменно-постоянного и переменно-переменного тока.	4 2 2
Модуль 5. Цепи управления и защиты Раздел 1. Требования к цепям управления и защиты. Электрический пуск теплового двигателя, управление регулятором теплового двигателя, управление тяговыми электродвигателями. Защите оборудования.	2 2

5. Учебная деятельность

В процессе изучения дисциплины в целях формирования и закрепление у студентов практических навыков по расчету элементов автономных видов транспорта ими выполняется расчётно-графическое задание, состоящее из 2 задач по определению параметров дизеля и генератора постоянного тока.

Вариант задания каждым студентом выбирается из методических указаний к выполнению контрольных работ по ”Автономным видам транспорта“ в соответствии с шифром зачётной книжки.

6. Правила аттестации студентов по учебной дисциплине

Для аттестации студентов используется 100-бальная система, приведённая в таблице.

К-во баллов	Теоретический цикл	Расчётно-графическая работа	Зачёт
Модуль 1	Модуль 2	Модуль 3	Модуль 4	Модуль 5
3	22	16	14	5	20	20
Итого: 100

Выполненное в течение семестра задание должно быть защищено. Студент, не защитивший задание, не допускается к сдаче зачёта.

6.  Список литературы

Основная литература:

Ефремов и расчет тягового привода электромобиля / , – М.: Высшая школа, 1976. Болдов подвижной состав / , – М.: Транспорт, 1968. – 257 с.

Дополнительная литература:

Погарский трансмиссии пневмоколёсных машин повышенной единичной мощности – М.: Машиностроение, 1976. – 224 с. Ефремов трансмиссии пневмоколёсных транспортных средств / , , и др. – М.: Энергия, 1976. – 256 с. Автономные виды транспорта. Задания и методические указания к контрольным работам / , - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1984. – 16 с.

7.  Контролирующие материалы

для аттестации студентов по дисциплине

Вопросы экзаменационных билетов

1. Назначение, область применения и классификация видов автономного транспорта.

2. Термодинамические циклы поршневых тепловых двигателей.

3. Характеристики тепловозных дизелей.

4. Газовые турбины: классификация, характеристики, диаграммы рабочих процессов.

5. Схемы и характеристики газотурбинных установок.

6. Особенности условий работы и требования, предъявляемые к различным видам автономного транспорта.

7. Классификация и структурные схемы тяговых передач.

8. Классификация и структурные схемы энергетических установок.

9. Системы автоматического регулирования теплового двигателя.

10. Центробежный регулятор прямого действия.

11. Астатический гидромеханический регулятор прямого действия.

12. Гидромеханический регулятор с жёсткой обратной связью.

13. Изодромный гидромеханический регулятор.

14. Способы управления тепловым двигателем: много - и двурежимный регуляторы.

15. Особенности регулирования газотурбинной установки.

16. Характеристики тяговых аккумуляторных батарей.

17. Характеристики топливных элементов.

18. Характеристики комбинированных энергоустановок.

19. Требования к характеристикам генераторов постоянного тока.

20. Трёхобмоточный генератор.

21. Противокомпаундный генератор.

22. Генератор с самовозбуждением.

23. Схема генератора с двумя возбудителями.

24. Возбудитель с продольным расщеплением полюсов.

25. Возбудитель с радиальным расщеплением полюсов.

26. Совместная работа теплового двигателя и генератора.

27. Особенности работы и регулирования тяговых синхронных регуляторов.

28. Требования, предъявляемые к системы автоматического регулирования тяговых электропередач.

29. Принципы построения систем автоматического регулирования.

30. Принцип работы и структурная схема системы регулирования тягового привода постоянного тока.

31. Объединённое регулирование дизель-генератора и тяговых двигателей.

32. Системы объединённого регулирования теплового двигателя и генератора.

33. Структурная и принципиальная схема силовой электрической цепи передачи переменно-постоянного тока.

34. Структурная и принципиальная схема силовой электрической цепи передачи переменно-переменного тока.

35. Требования, предъявляемые к цепям управления и защиты.

36. Электрический пуск теплового двигателя.

37. Управление регулятором теплового двигателя.

38. Управление тяговыми электродвигателями.

39. Защита оборудования.