Рабочая программа электрические машины и трансформаторы

по дисциплине «Электрические машины» для подготовки дипломированных специалистов по направлению 654500 «Электротехника, электромеханика, и электротехнологии» специальности 180400 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов»

Институт горного дела и геологии

Кафедра Электрификации горно-металлургического производства

Очная форма Заочная форма

Семестры 5,6 3, 5

Общая трудоёмкость дисциплины 170 170

Объём лекционных занятий 34 10

Объём лабораторных занятий 34 6

Объём практических занятий 17 —

Объём самостоятельной работы 85 154

Вид итогового контроля — экзамен в 5 семестре и курсовая работа в 6 семестре для очной формы обучения, зачёт в 5 семестре и курсовая работа в 6 семестре для заочной (уск.) формы обучения

Рабочая программа составлена в соответствии с разделом СД. ОО «Дисциплины специальности» и «Дисциплины специализаций» ДС.01 Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования подготовки инженера по специальности 180400 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов», утверждённого Государственным комитетом Российской Федерации по высшему образованию » 27 » 03 2000 г., per. № 207 тех/Дс (для набора 2000 года).

Принцип работы трансформатора

Рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры «Электрификация горно-металлургического производства»

(протокол № 9) «6» мая 2002г.

Зав. Кафедрой ЭГМП ______________ В.Н Язев

по специальности 180400

Зав. кафедрой ЭГМП ______________ В.Н Язев

Переутверждено на 2005 г.

Зав. Кафедрой ЭГМП ______________ В.В. Павлов

Переутверждено на 2006/07 г.

«21» сентября 2006 г.

Зав. Кафедрой ЭГМП ______________ В.В. Павлов

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является получение теоретических и практических знаний по процессам электротехнического преобразования энергии, конструкциям и характеристикам различных типов электрических машин, применяемых в типовых электроприводах различных отраслей промышленности сельского хозяйства и на транспорте.

При изучении курса студенты учатся выбирать электрические машины и трансформаторы для конкретных условий их применения, проводить испытания основных типов электрических машин и трансформаторов, анализировать основные процессы в машинах.

Теоретической базой курса «Электрические машины» являются высшая математика, теоретические основы электротехники, технология конструкционных и электротехнических материалов, основы метрологии и электрических измерений, вычислительная техника и программирование. В свою очередь курс «Электрические машины» является базой для изучения специальных курсов специальности «Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов».

Изложение материала курса сопровождается демонстрацией наглядных пособий, периодической проверкой знаний.

Для закрепления знаний предусматривается проведение лабораторных занятий.

ПРОСТЫМ ЯЗЫКОМ: Что такое трансформатор?

2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ

Наименования разделов (тем) дисциплины.	Количество учебного времени. Занятия с преподавателем	Форма контроля
Лекции	Лаб. занятия	Практ. занятия	Всего	Сам.
1. Общие сведения	—	—	—	Опрос
2. Машины постоянного тока	Тестовый контр.
3. Трансформаторы	Опрос
4. Асинхронные машины	Тестовый контр.
5. Синхронные машины	Опрос
6. Коллекторные машины переменного тока.	Опрос
ИТОГО:

3. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА ДИСЦИПЛИНЫ

3.1.1. Общие сведения — (2 ч.)

Роль и значение электрических машин в современной электротехнике и энергетике электрических машин. Общие принципы устройства машин. Краткая история электрических машин [1, с.7 — 42].

3.1.2. Машины постоянного тока — (10 ч.)

Принцип действия машин постоянного тока. Основные элементы конструкции. Преобразование переменной ЭДС в постоянную при помощи коллектора. Магнитное поле машин при холостом ходе. Характеристика холостого хода. Работа машин под нагрузкой. Электромагнитный момент.

Процессы коммутации тока. Механические искрения щёток. Генераторы постоянного тока. Классификация. Энергетическая диаграмма генератора. Генератор с независимым возбуждением и его характеристики. Условия самовозбуждения генераторов.

Характеристики генераторов с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением.

Параллельная работа генераторов постоянного тока, условия включения на параллельную работу. Устойчивость работы генератора параллельного с сетью.

Двигатели постоянного тока. Классификация. Энергетическая диаграмма двигателя. Характеристики двигателей при различных методах возбуждения. Условия устойчивой работы двигателя. Пуск в ход и регулирование скорости вращения.

Тормозные режимы работы двигателей [1, с. 46 — 261].

3.1.3. Трансформаторы — (6 ч.)

Принцип действия, основные уравнения трансформатора, его векторные диаграммы. Ток холостого хода. Схемы замещения.

Изменение вторичного напряжения при нагрузке, к.п.д. трансформатора и его определение. Трёхфазные трансформаторы. Схемы и группы соединений.

Параллельная работа трансформаторов. Условия включения на параллельную работу.

Процессы, возникающие в обмотках трансформатора при перенапряжении в первичной сети. Изоляция обмоток в трансформаторах. Особенности нагрева и способов охлаждения трансформаторов. Контроль за температурой и защита трансформаторов от перегрева. Конструкция современных трансформаторов [1, с. 334-523].

3.1.4. Асинхронные машины — (8 ч.)

Принцип действия асинхронного двигателя. Основные элементы конструкции. Основные уравнения для цепей статора и ротора. Векторные диаграммы. Схемы замещения асинхронной машины (Т — образная, Г — образная). Энергетическая диаграмма.

Электромагнитный момент асинхронной машины.

Круговая диаграмма асинхронной машины. Механическая характеристика асинхронного двигателя. Устойчивость работы.

Пуск в ход трёхфазных асинхронных двигателей. Пуск двигателя с короткозамкнутым ротором. Двигатели с контактными кольцами. Двигатели с улучшенными пусковыми характеристиками — с глубокими пазами на роторе и с двойной клеткой.

Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей путём изменения скольжения, частоты и числа полюсов. Генераторный режим асинхронной машины. Однофазный асинхронный двигатель.

3.1.5. Синхронные машины — (6 ч.)

Принцип действия синхронных машин. Векторные диаграммы трёхфазного синхронного генератора при симметричной нагрузке для неявнополюсных машин. Характеристики генераторов: внешняя, регулировочная и нагрузочная.

Параллельная работа синхронного генератора с сетью бесконечно большой мощности. Условия включения генератора на параллельную работу. Точная синхронизация и самосинхронизация. Условия включения генератора на параллельную работу. U — образные кривые.

Синхронный двигатель. Способы пуска в ход. Векторные диаграммы. U — образные кривые. Рабочие характеристики. Назначение в область применения вращающихся преобразователей.

Классификация.

3.1.6. Коллекторные машины переменного тока — (2 ч.)

Область применения коллекторных машин переменного тока. Однофазный коллекторный двигатель. Схема двигателя. Конструкция. Рабочие характеристики.

Коллекторный генератор. Каскадные соединения асинхронной машины с коллекторной для регулирования скорости вращения.

3.2. Лабораторные занятия, их наименования

и объём в часах

3.2.1.Исследование генераторов постоянного тока с независимым, параллельным и смешанным возбуждением — 4 час.

3.2.2.Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения — 2 час.

3.2.3.Исследование двигателя постоянного тока последовательного возбуждения — 2 час.

3.2.4.Исследование однофазного трансформатора — 2 час.

3.2.5.Маркировка зажимов трёхфазного трансформатора.

3.2.6.Параллельная работа трансформаторов.

3.2.7.Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутой обмоткой ротора — 4час.

3.2.8Исследование асинхронного двигателя с контактными кольцами -2час.

3.2.9.Исследование синхронного двигателя — 6 час.

3.2.10.Исследование коллекторной машины — 4 час.

3.3. Перечень тем практических занятий

3.3.1.Расчёт магнитной цепи машин постоянного тока (МПТ).

3.3.2.Расчёт шагов и схемы простых петлевых и волновых обмоток якоря, числа параллельных ветвей простых обмоток.

З.З.З.ЭДС обмотки якоря и электромагнитный момент МПТ.

3.3.4.Основные характеристики генераторов постоянного тока (ГПТ).

3.3.5.Способы регулирования скорости МПТ.

3.3.6.Потери мощности в МПТ, зависимость КПД от загрузки.

3.3.7.Параллельная работа ГПТ, условия включения на параллельную работу.

3.3.8.Пуск в ход двигателей постоянного тока (ДПТ). Прямой пуск, реостатный пуск и от пониженного напряжения.

3.3.9.Рабочие характеристики ДПТ с различными способами возбуждения.

3.3.10.Способы улучшения коммутации в МПТ.

3.3.11.Принцип расчёта магнитной цепи трансформатора.

3.3.12.Схемы замещения и векторные диаграммы трансформаторов.

3.3.13.Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов.

3.3.14.Уравнения напряжений обмоток.

3.3.15.Определение параметров схемы замещения по результатам опытов холостого хода и короткого замыкания.

3.3.16.Последствия нарушений условий параллельной работы трансформаторов.

3.3.17.Приведение обмоток асинхронных машин (AM). Векторные диаграммы АД.

3.3.18.Зависимость электромагнитного момента AM от скольжения. Формула Клосса.

3.3.19.Основные способы пуска АД, устойчивость работы.

3.3.20.Рабочие характеристики, тормозные режимы работы АД.

3.3.21.Регулирование скорости АД.

3.3.22.Пуск в ход однофазных АД.

3.3.23.Основные характеристики синхронных машин (СМ).

3.3.24.Параллельная работа СГ с сетью большой мощности. Включения СГ на параллельную работу методом точной и грубой синхронизации.

3.4. Курсовая работа, расчетно-графические и контрольные работы

Студенты дневной формы обучения выполняют три расчетно-графические работы (расчёт машин постоянного тока, асинхронных машин и трансформаторов).

Студенты заочной формы обучения по специальности 180400 выполняют две контрольные работы по изучаемому курсу.

При выполнении курсовых работ каждому студенту дневной и заочной формы обучения выдаётся индивидуальное задание (расчёт двигателя постоянного тока, асинхронного двигателя или трансформатора).

3.5 Самостоятельная работа

3.5.1. Магнитная цепь электрических машин. Магнитная цепь машин постоянного тока, асинхронных и синхронных машин.

3.5. 2. Обмотка барабанного типа. Простые петлевая и волновая обмотки. Понятие сложных (многоходовых) обмоток. Условие симметрии обмотки.

Уравнительные соединения. Комбинированная (лягушечья) обмотка. Выбор типа обмотки. Построение схемы развёртки.

3.5.3. Выбор главных размеров асинхронных машин. Определение длины, диаметра и высоты оси вращения. Шкала нормализованных высот осей вращения и диаметров статора.

3.5.4.Расщёт параметров схемы замещения асинхронных машин. Методы расчёта активных и индуктивных сопротивлений обмоток статора и ротора. Влияние конструкции статора и ротора на индуктивные сопротивления обмоток. Зависимость параметров от насыщения магнитной цепи и вытеснения тока.

4. Информационно-методическое обеспечение дисциплины

4.1. Литература (основная)

4.1.1.Костенко М. П., Пиотровский Л. М. Электрические машины. Л.: Энергия. 4.1, 1972, 4 П, 1973.

4.1.2.Вольдек А. Н. Электрические машины: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергия, 1978.

4.2. Литература (дополнительная)

4.2.1.Брускин Д. Э., Зорохович А. Б., Хвостов В. С., Электрические машины: Учебник для вузов — 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа. 4. 1 иП, 1987.

4. 2. 2. Копылов И. П. Электрические машины: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздан, 1986.

4. 2.3. Асинхронные двигатели серии 4 А. Справочник / А. Э. Кравчук и др. -М.: Энергоатомиздан, 1986.

4. 2. 4. Элементы и устройства автоматики / В. С. Подлипенский, Ю. А. Сабинин, Л. Ю. Юрчик; Под ред. Ю. А. Сабинина; Учебник для вузов. -Спб.: Политехника, 199%. -472с.: ил.

4.3. Методическое обеспечение

4. 3.1. Методические указания к лабораторным работам по пункту 3.2. (в среднем по 5 экз. на каждую работу).

4. 3.2. Плакаты «Электрические машины» — 30шт.

4. 3.3. Учебный фильм «Ремонт электрических машин».

Воспользуйтесь поиском по сайту:

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2023 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.007 с) .

Источник: studopedia.org

Рабочая программа курса «Электрические машины» (Общие методические указания. Тематический план. Методические указания по выполнению контрольной работы)

Дисциплина «Электрические машины» должна быть изучена наиболее полно, так как она является одной из основных специ­альных дисциплин для инженеров электриков. При изучении этой дисциплины студенты знако­мятся с основами теории, рас­чета и испытанием электрических машин и трансформаторов. Без ясного понимания физического смысла явлений, проис­хо­дящих в электрических машинах и трансформаторах при их ра­боте, невозможны грамотная эксплуатация и обслуживание электрооборудования.

Изучение дисциплины ведется на основе знаний, полученных по дисцип­линам «Математика», «Физика», «Инженерная гра­фика», «Техниче­ская механика», «Электротехника», «Материа­ловедение».

В свою очередь, она является базовой для изучения дисцип­лин «Элек­трический привод», «Автоматизированный привод», «Техническое обслуживание и ремонт электрооборудования», «Эксплуатация электрооборудования».

Студенты должны самостоятельно работать над учебным ма­териалом.

В результате изу­чения дисциплины студенты должны:

— освоить классификацию, устройство, принцип работы элек­трических машин и трансформаторов, их назначение и область применения, основные характеристики и параметры;

— научиться определять электрические параметры электриче­ских машин экспериментальным путем, определять расчетным путем основные пара­метры электрических машин, строить ме­ханиче­ские характеристики электри­ческих двигателей.

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Методические указания и задания к контрольной работе по дис­цип­лине «Электрические машины» составлены в соответст­вии с действующей программой по этой дисциплине.

Учебным планом предусматривается одна домашняя кон­троль­ная ра­бота. Прежде чем приступить к ее выполнению, не­обхо­димо изучить весь программный материал дисциплины со­гласно тематическому плану.

При выполнении контрольной работы необходимо выпол­нять следую­щие требования:

1. Задания контрольной работы разработаны по десятивари­антной сис­теме. Выполняемый вариант должен соот­ветствовать последней цифре учеб­ного шифра студента. Сту­дент, номер шифра которого заканчивается 0, выполняет вари­ант 10. Ра­бота, выполненная не по своему варианту, не учи­тыва­ется и воз­вращается студенту без оценки;

2. Выполнение работы следует начинать с изучения ме­то­дических указаний;

3. Вопросы контрольной работы должны быть переписаны полностью, по порядку. На каждый вопрос тут же дается ответ;

4. Ответ должен быть кратким, но достаточно полным, кон­спективно от­ражать материал, изложенный в рекомендуемой литературе;

5. При выполнении расчетов необходимо приводить фор­мулу, а затем вычисления в развернутом виде, обязательно ука­зывать размерность полу­чаемых величин;

6. Чертежи, схемы, графики, эскизы следует выполнять в соот­ветствии с требованиями ЕСКД;

7. В тетради для выполнения работ следует оставлять поля для замеча­ний;

8. На обложке тетради должны быть указаны наименование дисцип­лины, фамилия и инициалы студента, номер группы, шифр, а также почто­вый адрес студента;

9. В конце работы следует указать литературу, которой пользо­вался сту­дент, проставить дату выполнения работы и подпись;

10. Если были допущены недочеты и ошибки, то после возвра­щения кон­трольной работы следует выполнить все указа­ния преподавателя, сделан­ные в рецензии. Доработку сделать в той же тетради после замечаний преподавателя.

Для успешной сдачи экзамена по дисциплине «Электрические ма­шины» рекомендуем ответить на вопросы, предложен­ные в разделе «Во­просы для самоконтроля».

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Введение

Раздел 1. Трансформаторы

1.1. Назначение, устройство, принцип действия трансформатора.

1.2. Холостой ход, короткое замыкание, работа трансформатора под на­грузкой.

1.3. Трехфазные трансформаторы.

1.4. Специальные трансформаторы.

Раздел 2. Машины переменного тока

2.1. Устройство и принцип действия асинхронного двигателя.

2.2 Рабочие характеристики, электромагнитный момент и механиче­ские характеристики асинхронного двигателя.

2.3. Пуск и регулирование частоты вращения асинхронного двигателя.

2.4. Устройство и принцип действия синхронного генератора.

Раздел 3. Машины постоянного тока

3.1. Устройство и принцип действия машин постоянного тока.

3.2. Генераторы постоянного тока.

3.3. Двигатели постоянного тока.

3.4. Пуск и регулирование частоты вращения машин постоянного тока.

ТЕМАТИКА ОБЗОРНЫХ ЛЕКЦИЙ

1. Роль электрических машин и трансформаторов в развитии народного хозяйства.

2.Устройство и принцип действия трансформатора.

3. Режимы работы трансформатора.

4. Устройство и принцип действия асинхронных машин.

5. Электромагнитный момент и рабочие характеристики асинхронного двигателя.

6. Пуск и регулирование частоты вращения асинхронных двигателей.

7. Устройство и принцип действия синхронных машин.

8. Устройство и принцип действия машин постоянного тока.

9. Рабочие и механические характеристики двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.

10. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока па­раллельного и последовательного возбуждения.

11. Генераторы постоянного тока.

ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1.Исследование однофазного трансформатора.

2.Исследование трехфазного асинхронного двигателя с ко­роткозамкну­тым ротором.

3.Исследование трехфазного асинхронного двигателя в од­нофазном ре­жиме.

4.Исследование двигателя постоянного тока.

Источник: vunivere.ru

Рабочая программа дисциплины электромеханика

Профиль подготовки: Электроснабжение сельского хозяйства.

Квалификация (степень) выпускника инженер

Форма обучения очная

Г. Ставрополь – 2011 г.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

– 140211.65 «Электроснабжение» (квалификация (степень) «инженер»), утверждённого приказом Министерства образования и науки Российской Федерации № от ___________ г. и Основной образовательной программой Ставропольского государственного аграрного университета по данному направлению подготовки.

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

• значение электрических машин для электрификации и автоматизации сельского хозяйства;
• общие вопросы теории электромеханического преобразования энергии;
• конструктивные исполнения, параметры и режимы работы электрических машин, основные характеристики электрических двигателей, генераторов и преобразователей, эксплуатационные требования к ним;
• тенденции развития электрических машин.

• подключать и испытывать электрические машины и трансформаторы;
• рассчитывать, измерять и анализировать параметры и основные характеристики электрических машин и трансформаторов применительно к потребностям агропромышленного комплекса

1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

1. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «Электрические машины»

• значение электрических машин для электрификации и автоматизации сельского хозяйства;
• общие вопросы теории электромеханического преобразования энергии;
• конструктивные исполнения, параметры и режимы работы электрических машин, основные характеристики электрических двигателей, генераторов и преобразователей, эксплуатационные требования к ним;
• тенденции развития электрических машин.

• подключать и испытывать электрические машины и трансформаторы;
• рассчитывать, измерять и анализировать параметры и основные характеристики электрических машин и трансформаторов применительно к потребностям агропромышленного комплекса

Источник: studfile.net