Комплекс образовательной профессиональной программы (опп) по специальности 220201 «Управление и информатика в технических системах» факультет автоматики и вычислительной техники
| Вид материала | Биография |
- Комплекс образовательной профессиональной программы (опп) по специальности 180305 «Корабельные, 458.44kb.
- Учебно-методический комплекс образовательной профессиональной программы (опп) 220201, 245.07kb.
- Рабочая программа для направления 550200 Автоматизация и управление Факультет автоматики, 182.53kb.
- Рабочая программа для направления 550200 «Автоматизация и управление» испециальности, 131.97kb.
- Учебный план профессиональной переподготовки по направлению 220200 «Автоматизация, 62.53kb.
- Комплекс образовательной профессиональной программы (опп) инженера по дисциплине «Экономика, 395.76kb.
- Комплекс образовательной профессиональной программы (опп) Экономист-менеджер По дисциплине, 564.27kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины " технические средства автоматизации и управления", 221.12kb.
- Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 04. 1 Теория автоматического управления, 494.24kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине опд. Ф. 01. 01 «Инженерная и компьютерная, 493.63kb.
Образовательная профессиональная программа (ОПП)
220201 «Управление и информатика в технических системах»
Факультет автоматики и вычислительной техники
Выпускающая кафедра по ОПП: кафедра Систем автоматического управления
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины Основы электромеханики и мехатроники
Кафедра систем автоматического управления
Форма обучения очная Срок обучения один семестр
Технология обучения стандартная Курс III Семестр 5
| Академические часы ___ | | | Зачетные единицы ___ | ||||
| Учебных занятий | - | 90 час. | | | Учебных занятий | - | 100 балл. |
| Из них: лекций практических лабораторных самостоятельных индивидуальных курсовая работа | - - - - - | 54 час. - час. 18 час. час. 18 час. ___час. | | | Из них: лекций практических лабораторных самостоятельных индивидуальных курсовая работа | - - - - - | 60 балл. - балл. 20 балл. балл. 20 балл. балл. |
| Промежуточный рейтинг-контроль (зачет) | _______ семестры | | | Промежуточный рейтинг-контроль (зачет) | ________ семестры | ||
| Итоговый рейтинг-контроль (экзамен) | 5 | | | Итоговый рейтинг-контроль (экзамен) | 5 | ||
Таганрог 2008
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта Российской Федерации образовательной профессиональной программы (ОПП)
Автоматизация и управление
индекс СД.Ф.02
Составитель
| Должность | Уч. степень | Звание | Ф.И.О. | Подпись |
| ст. препод. | | | Гура В.Д. | |
Рабочая программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры систем автоматического управления.
Зав. кафедрой САУ д.т.н. профессор Финаев В.И.
Согласовано с другими кафедрами и (или) структурными подразделениями:
(заполняется при необходимости)
| Название структурного подразделения | Подпись | Ф.И.О. руководителя |
| | | |
1. МЕСТО, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПРОГРАММЕ,
реализуемой в университете
1.1. Место дисциплины в реализации основных задач образовательной профессиональной программы (ОПП).
Знание основ электромеханики и мехатроники, средств и методов управления электромеханическими системами подготовит будущего специалиста к восприятию более сложных технических решений, позволит уверенно себя чувствовать в современном технологичном мире.
1.2. Место дисциплины в обеспечении образовательных интересов личности обучающегося студента по данной ОПП.
Выбор специальности по направлению “Автоматизация и управление” предполагает стремление будущего специалиста приобрести знания и умения в области техники, что на начальном этапе этого процесса и позволяет осуществить курс “Основы электромеханики и мехатроники”.
1.3. Место дисциплины в удовлетворении требований заказчиков выпускников университета данной ОПП.
Любые требования заказчика включают в себя умения и навыки работы с электромеханическими преобразователи энергии изучение основ которой входит в задачи курса “ Основы электромеханики и мехатроники ”.
1.4. Знания каких учебных дисциплин должны предшествовать изучению дисциплины в данной ОПП.
Математики, Физика, Механика.
1.5. Для изучения каких дисциплин будет использоваться материал дисциплины при реализации рассматриваемой ОПП.
Теория автоматического управления, Технические средства автоматизации и управления, Электромеханические и мехатронные системы
1.6. Цель преподавания дисциплины
Целью изучения курса является получение знаний о физических основах функционирования различных электронных приборов и устройств, об их свойствах и возможностях, приобретение умений грамотно использовать полученные знания при проектировании и эксплуатации отдельных узлов систем автоматического управления, навыков при выполнении исследовательских, регламентных и ремонтных работ.
1.7. Задачи изучения дисциплины
В соответствии с поставленной целью задачами изучения дисциплины являются:
изучение конструкции, принципов действия, параметров и характеристик электромеханических преобразователей;
знакомство с технологическими процессами изготовления электромеханических преобразователей;
изучение способов управления электромеханическими преобразователями;
приобретение навыков натурного и имитационного моделирования различных электромеханических преобразователей.
2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА.
УЧЕБНЫЙ МОДУЛЬ 1
Лекция 1. Цели и задачи курса. Предмет курса, содержание курса и его место в учебном процессе. Роль электромеханических преобразователей и мехатронных систем в развитии технического прогресса. Основные элементы конструкции и принцип действия электрических машин постоянного тока.
Лекция 2. Понятие об обмотках якоря. ЭДС обмотки якоря. Магнитная цепь при холостом ходе и при нагрузке. Продольная и поперечная реакции якоря.
Лекция 3. Основы теории коммутации машин постоянного тока. Способы улучшения коммутации.
Лекция 4. Электромагнитный момент машины постоянного тока.
Лекция 5. Генераторы независимого возбуждения и их основные характеристики: холостого хода, внешняя и регулировочная. Генераторы параллельного и смешанного возбуждения. Условия самовозбуждения. Переходные процессы и передаточная функция генераторов.
Лекция 6. Тахогенераторы, способы их возбуждения и особенности конструкции. Выходная характеристика и влияние на нее внешней нагрузки и переходного сопротивления контакта щетки-коллектор. Передаточная функция тахогенератора.
Лекция 7. Электромашинные усилители (ЭМУ), их классификация и назначение в системах автоматического управления.
Электромашинный усилитель с поперечным полем. Конструкция. Степень компенсации, статические характеристики. Коэффициент усиления по мощности.
Лекция 8. Переходные процессы в электромашинных усилителях; передаточная функция.
Лекция 9. Классификация двигателей постоянного тока. Способы пуска в ход и реверсирование. Схемы включения, рабочие и механические характеристики двигателей параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.
Лекция 10. Исполнительные двигатели (ИД) постоянного тока. Устройство, принцип действия, схемы включения и требования, предъявляемые к ИД. ИД с якорным и полюсным управлением. Механические и регулировочные характеристики
Лекция 11. Передаточная функция исполнительного двигателя постоянного тока. Электромеханическая постоянная времени. Малоинерционные ИД постоянного тока. Особенности их конструкции. Управление двигателями постоянного тока. Автоматизация пуска двигателя.
Лекция 12. Способы регулирования скорости вращения. Управление двигателем в системе генератор - двигатель. Управление двигателем в системе управляемый выпрямитель — двигатель. Тиристорное управление двигателем. Импульсное управление двигателем.
Лекция 13. Устройство, принцип действия и типы электрических машин переменного тока. Понятие об обмотках статоров. Соединение трехфазных обмоток в звезду и треугольник. ЭДС обмоток машин переменного тока. Намагничивающие силы однофазной, двухфазной и трехфазной обмоток статора. Вращающееся магнитное поле.
Всего лекций в модуле 1: 26 часов.
УЧЕБНЫЙ МОДУЛЬ 2
Лекция 14. Рабочий процесс при неподвижном и вращающемся роторе. Векторная диаграмма. Вращающий момент в зависимости от скольжения и сопротивления ротора. Режимы работы: двигатель, генератор, тормоз. Механические характеристики.
Лекция 15. Пуск в ход двигателей с фазным и короткозамкнутым ротором. Способы регулирования скорости вращения трехфазных асинхронных двигателей.
Лекция 16. Однофазные и конденсаторные асинхронные двигатели. Однофазный асинхронный двигатель с короткозамкнутыми витками на полюсах.
Лекция 17. Параметры асинхронных исполнительных двигателей. Условия получения вращающегося поля. Механические и регулировочные характеристики. Передаточная функция асинхронного исполнительного двигателя.
Лекция 18. Асинхронные исполнительные двигатели. Требования, предъявляемые к асинхронным исполнительным двигателям. Способы устранения самохода.
Лекция 19. Устройство, способы управления и схемы включения двухфазных асинхронных исполнительных двигателей.
Лекция 20. Устройство и принцип действия асинхронных тахогенераторов. Выходная характеристика тахогенератора, влияние на нее величины и характера нагрузки. Погрешности асинхронного тахогенератора. Передаточная функция.
Лекция 21. Устройство и классификация вращающихся (поворотных) трансформаторов. Синусно-косинусныс и линейные вращающиеся трансформаторы. Симметрирование вращающихся трансформаторов. Классы точности. Вращающийся трансформатор-построитель. Примеры применения в системах автоматики
Лекция 22. Устройство контактных и бесконтактных сельсинов. Работа сельсинов в индикаторном режиме. Классы точности сельсинов-датчиков и сельсинов-приемников. Статический и динамический синхронизирующие моменты. Сельсин-двигатель. Работа сельсинов в трансформаторном режиме. Дифференциальные сельсины.
Лекция 23. Устройство синхронной машины. Реакция якоря синхронной машины. Основные характеристики и векторные диаграммы синхронных генераторов. Синхронный тахогенератор. Способы пуска в ход синхронного двигателя.
Лекция 24. Характеристики синхронного двигателя. Реактивные однофазные и трехфазные синхронные двигатели. Редукторные реактивные двигатели. Гистерезисные двигатели.
Лекция 25. Синхронный двигатель с катящимся ротором. Шаговые двигатели. Области применения. Реверсивные и нереверсивные шаговые двигатели.
Лекция 26. Шаговые двигатели с одной, двумя, тремя и более обмотками управления. Режимы работы и характеристики шаговых двигателей.
Лекция 27. Обзор современных типов электромеханических преобразователей как элементов мехатронных систем.
Всего лекций в модуле 2: 28 часов.
Итого лекций: 54 часа.
3. ОСНОВНАЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
3.1. Основная литература
1. Каляева А. А., Мазур А. Я. Электрические машины. Минск: Высшая школа, 1971, 357 с.
2. Волков Н. И., Миловзоров В. П. Электромашинные устройства автоматики. М.: Высшая школа, 1986, 335 с.
3. Черныш П.И. Преобразование энергии в электромеханических системах. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2001. 202 с.
3.2. Дополнительная литература
1 Юферов Ф. М. Электрические машины автоматических устройств, М., «Высшая школа», 1976.
2. Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л., "Энергия, 1974. 840 с ил.
3. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. – М.: Энергия, 1980. – 928 с.
3.3. Учебно-методическая литература
1. Гура В.Д., Черныш П.И. Руководство к лабораторной работе "Исследование вращающихся трансформаторов" по курсу "Основы электромеханики и мехатроники". – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003. 16 с.
2. Гура В.Д., Черныш П.И. Руководство к лабораторной работе "Исследование сельсинов" по курсу "Основы электромеханики и мехатроники". – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003. 12 c.
3. Гура В.Д., Черныш П.И. Руководство к лабораторной работе "Исследование двигателя постоянного тока" по курсу "Основы электромеханики и мехатроники" – (готовится к изданию)
4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
Цель лабораторных занятий:
- систематизация навыков и умения работать с различными электромеханическими преобразователями;
- приобретение опыта сборки электрических схем и исследования свойств и характеристик электромеханических преобразователей.
Тематика лабораторных занятий
| № | Тема занятия | Часы |
| 1. | Вводное занятие. Знакомство с рабочим местом, лабораторными стендами, измерительными приборами. | 4 |
| 2. | Лабораторная работа № 1. Исследование вращающихся трансформаторов | 4 |
| 3. | Лабораторная работа № 2. Исследование сельсинов | 4 |
| 4. | Лабораторная работа № 3. Исследование двигателя постоянного тока | 4 |
| | ВСЕГО: | 16 |
5. КУРСОВЫЕ РАБОТЫ
Не предусмотрены.
6. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ
| № | Вид работы | Часов в неделю | Всего часов |
| 1. | Проработка лекций | 0,4 | 8 |
| 2. | Индивидуальные занятия | 0,5 | 10 |
| | ВСЕГО: | 1 | 18 |
7. ОБЩЕЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ВИДАМ ЗАНЯТИЙ
| СВОДНАЯ ТАБЛИЦАРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСОВ ПО ВИДАМ ЗАНЯТИЙ | |
| Виды занятий | Часы |
| Лекции (3 часа в неделю) | 54 |
| Лабораторные занятия (1 час в неделю) | 18 |
| Самостоятельная работа студентов | - |
| Индивидуальные занятия (1 час в неделю) | 18 |
| ВСЕГО | 90 |
Разработчик программы:
Гура В.Д., ст. преподаватель каф. САУ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Т
ехнологический институтФедерального государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Южный федеральный университет» в г. Таганроге
| | ««УТВЕРЖДАЮ» Декан ФАВТ _____________ Ю.М. Вишняков «_____» ________________ 2008 г. |