Рабочая программа по направлению 140600 -«Электротехника, электромеханика и электротехнологии» для специальности 140601- электромеханика
| Вид материала | Рабочая программа |
- Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление, 701.29kb.
- Программа вступительных испытаний в магистратуру направление подготовки, 125.53kb.
- Рабочая программа для студентов специальности 140601 «Электромеханика» Института дистанционного, 187kb.
- Основная образовательная программа высшего профессионального образования Направление, 191.92kb.
- Методические указания к выполнению расчётно графической работы №1 для студентов специальности, 243.93kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины Материаловедение. Технология конструкционных материалов, 741.24kb.
- Задачи вступительного экзамена, 103.15kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 09. 12 «Силовая электроника», 470.67kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 09. 12 «Силовая электроника», 113.5kb.
- Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования направление, 331.22kb.
Рабочая программа учебной дисциплины | | Ф ТПУ 7.1-21/01 |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Томский политехнический университет»
Электротехнический институт
Утверждаю:
Директор ЭЛТИ
_______________ А.П. Суржиков
«____»_______ 2009
Методы испытаний и диагностики
электрических машин
Рабочая программа по направлению 140600 –« Электротехника, электромеханика и электротехнологии» для специальности 140601- Электромеханика (на базе среднего профессионального образования)
Электротехнический институт
Обеспечивающая кафедра – Электрические машины и аппараты (ЭМА)
Курс – четвёртый
Семестр –седьмой
Учебный план набора 2006
Распределение учебного времени
Лекций – 36 часов
Лабораторные занятия – 36часов
Всего аудиторных занятий – 72 часа
Самостоятельная (внеучебная) работа – 90 часов
Общая трудоемкость – 162 часа
Экзамен в седьмом семестре
2009
Аннотация
Методы испытаний и диагностики электрических машин
140600 (с) –140601(с)
Каф. ЭМА ЭЛТИ
Доценты: к.т.н. Попов Виталий Иванович, к.т.н. Цукублин А.Б.
Тел. (3822) 653453, e-mail: rapoport@ ema. b8. tpu. edu. ru.
Цель: изучение студентами методов испытаний электрических машин, а также основ теории технической диагностики, методов и средств измерения диагностических параметров электрических машин, особенностей диагностирования отдельных типов электрических машин как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации. Мониторинг электрических машин в процессе эксплуатации.
Содержание: Методы испытаний электрических машин, задачи технической экспертизы, методы и средства диагностирования, функциональное диагностирование, прогнозирование ресурса электрических машин различных типов по результатам тестового диагностирования.
Курс 4 (7сем.- экзамен).
Всего 162ч, в т.ч. лк-36 ч, лб-36 ч.
Предисловие
1.Рабочая программа составлена на основании:
- ГОС ВПО по направлению 140600 « Электротехника, электромеханика, электротехнологии » №217 тех/маг, утвержденного 27.03.2000 г.
- ОС ТПУ по направлению 140600 « Электротехника, электромеханика, электротехнологии » , утвержденного 2000 г.
Рассмотрена и одобрена на заседании обеспечивающей кафедры электрических машин и аппаратов 31.08.09 протокол №.1
- Разработчики: доценты кафедры ЭМА _______________ А.Б.Цукублин
В.И.Попов
3. Зав. обеспечивающей кафедры ЭМА ______________ О.Л.Рапопорт
4. Рабочая программа согласована И соответствует действующему плану.
Зав. выпускающей кафедры ЭМА __________ О. Л. Рапопорт
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
- . Цели преподавания дисциплины
Целью преподавания дисциплины является знакомство студентов с методами и средствами определения технического состояния электрических, машин путем проведения их испытаний, с методами проектирования диагностических средств и организации мониторинга электрических машин. Большое внимание в курсе уделяется основам теории технической диагностики, тестовому диагностированию и прогнозированию ресурса электрических машин различных типов. Знание подобных проблем электромашиностроения необходимо специалистам по электрическим машинам.
Дисциплина «Методы испытаний и диагностики электрических машин» объединяет ранее полученные знания из дисциплин «Электрические машины», «Технология производства электрических машин», «Электротехническое материаловедение», «Метрология, стандартизация и сертификация » в единое целое, необходимое для понимания сущности методов и средств технической диагностики. В результате изучения дисциплины «Методы испытаний и диагностики электрических машин» будущие специалисты приобретают знания, умения и определенный опыт, необходимые для дальнейшей инженерной деятельности.
Цель обучения - сформировать профессиональные знания в области испытаний и технической диагностики электрических машин, ознакомить будущих специалистов-электромехаников с методами и средствами диагностирования электрических машин, с особенностями прогнозирования их работоспособности.
После изучения дисциплины студенты должны
иметь представление:
- о связи дисциплины с другими дисциплинами учебного плана по данной специальности;
- о месте и необходимости проведения испытаний и диагностирования электрических машин;
- об основных методах испытаний и диагностики электрических машин;
- о задачах технической диагностики и методах их реализации.
знать:
- принципы построения диагностических моделей сложных объектов;
- физические явления в электрических машинах, приводящие
к нарушению нормального режима функционирования;
- методы и средства испытаний электрических машин и их технической
диагностики
уметь:
-выбирать методы и средства диагностирования электрических машин разных типов;
-выбирать и рассчитывать средства измерения электромагнитных величин и параметров электрических машин;
- анализировать и описывать математически функциональные схемы диагностирования электрических машин.
иметь опыт (владеть)
- организации работ по испытаниям и диагностированию электрических машин;
- работы со справочной литературой, стандартами и другими нормативными материалами по испытаниям и диагностике электрических машин.
Изучение дисциплины базируется на знаниях общей теории электрических машин и метрологии, технологии изготовления, ремонта и эксплуатации электрических машин.
1.2. Задачи изложения и изучения дисциплины
Для достижения целей при аудиторной и самостоятельной работе студентов используется полный набор методического материала: лекции, методические разработки и контрольные задания для проверки знаний студентов, методические разработки по лабораторным работам, методические разработки и контрольные задания для самостоятельной работы студентов.
Особую значимость в достижении цели обучения приобретает лабораторный практикум и практические занятия, где студенты приобретают навыки самостоятельной работы с диагностическими приборами, практически изучают методы диагностики электрических машин.
Для закрепления теоретических знаний, полученных на лекциях,
предусмотрено самостоятельное выполнение домашних заданий.
2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
2.1 Содержание лекционных занятий.
2.1.1 Введение.(2 час.)
Общие понятия и определения. Терминология. Понятия об испытаниях и технической диагностике. Положения ГОСТ. Состав диагностических процессов. Мониторинг. Основные понятия.
2.1.2. Общие методы испытаний электрических машин (12 час.)
Виды и краткая характеристика испытаний электрических машин. Метрологическое обеспечение испытаний. Требования к измерительным приборам. Методы измерения электрических величин: тока, напряжения, мощности, энергии, коэффициента мощности, коэффициента полезного действия, интенсивности искрения. Измерение неэлектрических величин. Методы определения температуры, частоты вращения, механического момента вращения на валу, расхода охлаждающего газа, момента инерции вращающихся частей. Методы нагружения электромеханических устройств. Методы непосредственной нагрузки без отдачи и с отдачей энергии в сеть, методы взаимной нагрузки, методы косвенной нагрузки.
Основные виды испытаний электротехнического оборудования. Приемо-сдаточные испытания, приемочные испытания, периодические и типовые испытания, испытания на надежность.
Испытания отдельных видов электрических машин Испытания силовых трансформаторов, испытания асинхронных машин, особенности испытаний синхронных машин большой мощности, испытания машин постоянного тока, машин малой мощности и микромашин.
Автоматизация испытаний. Автоматические испытательные комплексы
2.1.3. Математические модели объектов диагноза(2 час )
Некоторые понятия теории вероятности и математической статистики. Непрерывные объекты диагноза. Построение логических моделей непрерывных объектов. Анализ логических моделей. Построение таблиц функциональных неисправностей. Контрольные точки. Графы причинно-следственных связей. Построение различающих совокупностей контрольных точек. Физические методы диагноза технического состояния объекта.
- Электрические машины как объект диагностики (8 час.)
Общие положения. Структурная схема обобщенной электрической машины. Характеристики элементов электрических машин. Особенности неисправностей отдельных типов электрических машин. Контроль технического состояния трансформаторов. Асинхронный двигатель как объект диагностирования. Структурная схема асинхронного двигателя. Наиболее часто встречающиеся физические неисправности связей элементов двигателя. Машина постоянного тока. Основные элементы и схемы машины и схемы их функционального диагноза. Диагностика коммутационных процессов. Таблицы функциональных неисправностей. Синхронные машины. Особенности технического диагностирования синхронных машин разных мощностей. Основные элементы синхронных машин. Особенности неисправностей синхронных генераторов и синхронных двигателей. Влияние неисправностей синхронных машин на энергетическую систему. Структурная схема синхронной машины. Особенности диагностирования систем возбуждения синхронных машин в контактном и бесконтактном исполнениях.
- Методы и средства диагностирования (6 час ).
Существующие методы диагностики. Вибрационные методы диагностики. Вибрация, ее измерение и анализ. Источники вибрации в электрических машинах. Особенности вибрации отдельных типов электрических машин. Диагностика подшипников качения и скольжения. Особенности вибродиагностики электромагнитных систем отдельных типов электрических машин. Системы вибродиагностики, переносные и стационарные. Применяемое оборудование. Электромагнитные методы диагностирования электрических машин. Возможность диагностирования по анализу мгновенных значений электрических величин. Диагностирование по ваттметрограммам, по спектральному составу тока. Программно-аппаратные и программные комплексы для диагностики электромеханических устройств. Датчики тока и мощности. Электростатическая и высокочастотная диагностика. Тепловизионное диагностирование электротехнического оборудования. Диагностирование изоляции электрических машин. Импульсные методы диагностирования изоляции. Оборудование для импульсных методов диагностики.
- Мониторинг и прогнозирование ресурса электрических машин (6 час)
Вероятностные математические модели работоспособности отдельных узлов электрических машин. Входные и выходные параметры моделей, методы их измерения. Программное обеспечение прогнозирования ресурса. Определение ресурса после ремонтно-восстановительных работ.
3 СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
3.1 ТЕМАТИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Количество часов
ауд. ср
1. Построение функциональной модели и определение
работоспособности трансформатора -4 ч. 2ч.
2. Диагностирование статора асинхронного двигателя - 4 ч. 2 ч.
3. Диагностирование к.з. и фазных роторов - 4 ч. 2 ч.
4. Проверка работоспособности двигателя постоянного тока - 4 ч. 2 ч. 5. Исследование и настройка коммутации двигателей
постоянного тока различных систем возбуждения - 4 ч. 2 ч.
6. Диагностирование подшипников качения двигателей
постоянного тока - 4 ч. 2ч.
7.Анализ работы испытательной станции в ручном и
автоматическом режимах - 4 ч. 2 ч.
8. Диагностирование якоря машины постоянного тока - 4 ч. 2 ч.
9. Диагностирование линии вала электромашинного агрегата - 4 ч. 2 ч.
4. ПРОГРАММА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Индивидуальная (внеаудиторная) работа студентов состоит в проработке лекционного материала, в подготовке к лабораторным занятиям, а также в изучении тем, выносимых на самостоятельную проработку, в выполнении домашних индивидуальных заданий.
Программа самостоятельной работы включает следующие пункты:
- Текущая проработка лекционного материала по учебникам
и конспектам - 50 часов
2. Самостоятельное изучение теоретических вопросов - 10 часов
3.Подготовка к лабораторным занятиям -18 часов
4.Подготовка к контрольным работам - 12 часов Итого: - 90часов.
Проработка и усвоение лекционного материала контролируется проведением контрольных работ и защитой домашних заданий предусмотренных рейтинг планом изучения дисциплины.
Лабораторные работы проводятся после распределения студентов учебных групп по бригадам (не более 3-4 человек). Выполнение лабораторной работы оценивается баллами (не более 40% полной оценки лабораторной работы). При этом принимается во внимание уровень знаний, к проведению исследований, а также практические умения, качество исследований и организованность при работе.
Подготовка к лабораторным занятиям предусматривает проработку теоретического материала по теме предстоящей лабораторной работы, изучение конструкции, принципа действия и основных характеристик исследуемой электрической машины, программы испытаний, осмысление практических действий при выполнении лабораторной работы на основании методических указаний к ней. Контроль качества подготовки к лабораторной работе осуществляется путём опроса студента и проверки рабочей тетради или заготовки отчета перед допуском его к испытательному стенду. После предоставления отчёта студент обязан защитить результаты и выводы по выполненной работе, при этом он имеет возможность повысить оценку проведенной работы до 100% отведенных для нее баллов.
4.1 РАЗДЕЛЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА САМОСТОЯТЕЛЬНУЮ ПРОРАБОТКУ
1. Импульсные приборы диагностики обмоток якорей электрических машин постоянного тока - 6час.
2. Приборы для испытаний высоковольтной изоляции катушек и секции электрических машин - 6 час.
Контроль качества проработки тем самостоятельной подготовки осуществляется путём оформления реферата
5. ТЕКУЩИЙ И ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Текущий контроль знаний студентов при изучении дисциплины проводится с целью проверки прочности усвоения материала и правильности понимания ими сущности рассматриваемых вопросов, а также с целью получения информации о возможно необходимой корректировке в изложении тех или иных тем и разделов.
Контроль результатов изучения дисциплины осуществляется с помощью рейтинговой 100-бальной системы оценки знаний студентов. Суммарный бал в соответствие с рейтинг планом складывается из баллов за выполнение лабораторных работ, контрольных работ, индивидуальных домашних заданий, за защиту отчётов, за экзамен. Рубежный контроль знаний проводится после изучения того или иного модуля (раздела) дисциплины, предусмотренного рейтинг планом. Студент допускается к экзамену, если он выполнил все виды работ по плану и набрал по текущему контролю не менее 36 баллов. Образцы контролирующих материалов приведены в приложении А.
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Учебно-методическое обеспечение теоретического раздела дисциплины (лекций) базируется на препарированных образцах машин и книгах издательств «Энергоатомиздат», «Энергия», имеющихся в научно-технической библиотеке ТПУ в достаточном количестве. При чтении лекции используются современные технические средства обучения.
6.1. ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Основная литература
6.1.1. Основная
- Биргер И. А. Техническая диагностика. –М.: Машиностроение, 1978. – 240 с.
- Болотин В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. –М.: Машиностроение, 1984. – 312 с.
- Вибродиагностика подшипниковых узлов электрических машин/ Марченко Б. Г., Мыслович М. В. – Киев: Наук. Думка, 1992. – 195 с.
- Герике Б. Л. Мониторинг и диагностика технического состояния машинных агрегатов Ч. 1: Мониторинг технического состояния по параметрам вибрационных процессов. –1999. – 188 с.
- Герике Б. Л. Мониторинг и диагностика технического состояния машинных агрегатов Ч. 2: Диагностика технического состояния на основе анализа вибрационных процессов. –1999. – 229 с
- Фирсатов В. Г., Застрогин Ю. Ф. Кулбянин А. З. Автоматизированные приборы диагностики и испытаний. –М.: Машиностроение, 1995
- Верзаков Г.Ф. и др. Введение в техническую диагностику. Под ре. К.Б.Карандеева. М. Энергия, 1968
- Основы технической диагностики. Под ред.П.П.Пархоменко. М.,Энергия, 1976
- Гольдберг О.Д. Испытания электрических машин. Учеб. для вузов по спец. « Электромеханика».-М.: Высш.шк.,1990.-255с
- Котеленец Н.Ф., Кузнецов Н.Л. Испытания и надежность электрических машин: Учеб. для вузов по спец. « Электромеханика».-М.:Высш.шк.,1988.-232с
- Жерве Г.К. Промышленные испытания электрических машин. Л., Энергия, 1968-575с.
6.2. Наглядные пособия
Препарированные специальные электрические машины.
Приложение А
ОБРАЗЦЫ ЕОНТРОЛИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ
 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» |  |
Направление 140600 « Электротехника, электромеханика и электротехнологии »
Профиль: Электромеханика
Дисциплина «Методы испытаний и диагностики электрических машин»
Экзаменационный билет №_1__ |
Курс Четвертый
| 1. Объясните задачу и этапы ее решения при прогнозировании ресурса электрической машины |
| 2. Вибрационная диагностика. Основные принципы диагностирования. |
| 3. Основные неисправности асинхронных электродвигателей |
| 4. Метрологическое обеспечение испытаний электрических машин. |
| |
| |
Составил: __________________ /Попов В.И./
| «Утверждаю» | «Согласовано» |
| Зав. кафедрой ЭМА | Директор ЭЛТИ |
| _____________ О.Л. Рапопорт | _____________ А.П. Суржиков |
| «____» ____________ 2009 г | «____» ____________ 2009 г |
| | ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» | |
Направление 140600 « Электротехника, электромеханика и электротехнологии »
Профиль: Электромеханика
Дисциплина «Методы испытаний и диагностики электрических машин»
Экзаменационный билет №_2__ |
Курс Четвертый
| 1. Охарактеризуйте предельное состояние электрической машины |
| 2. Контроль электрических машин по энергетическим параметрам. Общий подход, приведите примеры. |
| 3. Основные неисправности синхронных электродвигателей |
| 4 Методы нагружения электромеханических устройств при их испытании. |
| |
| |
Составил: __________________ /Попов В.И./
| «Утверждаю» | «Согласовано» |
| Зав. кафедрой ЭМА | Директор ЭЛТИ |
| _____________ О.Л. Рапопорт | _____________ А.П. Суржиков |
| «____» ____________ 2009 г | «____» ____________ 2009 г |
| | ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» | |
Направление 140600 « Электротехника, электромеханика и электротехнологии »
Профиль: Электромеханика
Дисциплина «Методы испытаний и диагностики электрических машин»
Экзаменационный билет №_3__ |
Курс Четвертый
| 1 Назначение и правила построения таблицы функций неисправностей. |
| 2. Вибродиагностика подшипников. Основные положения |
| 3. Неисправности коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока. |
| 4. Испытания силовых трансформаторов. |
| |
| |
Составил: __________________ /Попов В.И./
| «Утверждаю» | «Согласовано» |
| Зав. кафедрой ЭМА | Директор ЭЛТИ |
| _____________ О.Л. Рапопорт | _____________ А.П. Суржиков |
| «____» ____________ 2009 г | «____» ____________ 2009 г |
| | ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» | |
Направление 140600 « Электротехника, электромеханика и электротехнологии »
Профиль: Электромеханика
Дисциплина «Методы испытаний и диагностики электрических машин»
Экзаменационный билет №_4__ |
Курс Четвертый
| 1. Логическая модель объекта диагностирования. |
| 2. Тепловизионное диагностирование электрических машин. |
| 3. Неисправности электрических машин постоянного тока. |
| 4. Методы определения температуры частей электрической машины при её испытании. |
| |
| |
Составил: __________________ /Попов В.И./
| «Утверждаю» | «Согласовано» |
| Зав. кафедрой ЭМА | Директор ЭЛТИ |
| _____________ О.Л. Рапопорт | _____________ А.П. Суржиков |
| «____» ____________ 2009 г | «____» ____________ 2009 г |
| | ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» | |
Направление 140600 « Электротехника, электромеханика и электротехнологии »
Профиль: Электромеханика
Дисциплина «Методы испытаний и диагностики электрических машин»
Экзаменационный билет №_5__ |
Курс Четвертый
| 1. Цели и задачи диагностики. |
| 2. Определение исправности, работоспособности или правильности функционирования электрической машины при использовании таблицы функций неисправностей |
| 3. Неисправности электрических машин постоянного тока. |
| 4. Измерение неэлектрических величин при испытании электрической машины:частоты вращения, |
| механического момента на валу, момента инерции вращающихся частей, расхода хладагента. |
| |
Составил: __________________ /Попов В.И./
| «Утверждаю» | «Согласовано» |
| Зав. кафедрой ЭМА | Директор ЭЛТИ |
| _____________ О.Л. Рапопорт | _____________ А.П. Суржиков |
| «____» ____________ 2009 г | «____» ____________ 2009 г |
Дата разработки 25.07.09. Кафедра ЭМА ЭЛТИ
Попов В.И.