Рабочая программа учебной дисциплины «автоматизированное проектирование электромеханических преобразователей» Цикл
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа учебной дисциплины "проектирование гэу" Цикл, 188.12kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины " гидропривод и гидропневмоавтоматика в системах, 187.84kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "современные проблемы науки и производства в энергетическом, 157.72kb.
- Учебно-методического комплекса (умк) Учебной дисциплины «Финансы и кредит» Проектирование, 424.52kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины (место, цели и задачи учебной дисциплины в общей, 498.45kb.
- Рабочая программа по дисциплине днм. 08 Автоматизированное проектирование систем, 250.12kb.
- Рабочая программа дисциплины проектирование орудий рыболовства профессиональный цикл,, 199.73kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "тепломассообмен" Цикл, 224.46kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "автоматизация электроэнергетических систем" Цикл, 179.92kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "перенапряжения и координация изоляции" Цикл, 232.54kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ (ИЭТ)
___________________________________________________________________________________________________________
Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника
Профиль(и) подготовки: Электрический транспорт
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Форма обучения: очная
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ»
| Цикл: | профессиональный | вариативная часть |
| Часть цикла: | вариативная | |
| № дисциплины по учебному плану: | ИЭТ; М.2. 5 | |
| Часов (всего) по учебному плану: | 144 | |
| Трудоемкость в зачетных единицах: | 4 | 1 семестр - 4 |
| Лекции | 36 час | 1 семестр |
| Практические занятия | | |
| Лабораторные работы | 18 | |
| Расчетные задания, рефераты | 60 час самостоят. работы | 1 семестр |
| Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего) | 90 час | |
| Экзамены | 1 семестр | |
| Курсовые проекты (работы) | 1 семестр | |
Москва - 2011
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является изучение методов проектирования электромеханических преобразователей (тяговых электрических машин) для электрического транспорта с применением программ автоматизированного проектирования и расчетов на персональных компютерах (например, в процессе подготовки выпускных квалификационных работ).
По завершению освоения данной дисциплины студент должен обладать следующими компетенциями:
- способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности, социальных условий деятельности (ОК-2);
- способностью использовать на практике навыки и умения в организации научно-исследовательских и научно-производственных работ (ОК-4);
- способностью использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности(ПК-2);
- способностью оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-8);
- готовностью использовать современные и перспективные компьютерные и информационные технологии (ПК-9);
Задачами дисциплины являются
- познакомить обучающихся с основами проектирования электромеханических преобразователей и инструментами компьютерного проектирования;
- обеспечить изучение физических процессов в тяговых электрических машинах в разных режимах работы электроподвижного состава;
- научить принимать и обосновывать конкретные решения в процессе проектирования электромеханических преобразователей для электрического транспорта.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина относится к дисциплинам вариативной части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю «Электрический транспорт» направления 140400 «Электроэнергетика и электротехника».
Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Основы электрического транспорта», «Теория электрической тяги», «Тяговые электрические машины», «Электрооборудование и системы управления электроподвижным составом».
Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы при выполнении научно-исследовательской работы (цикл М.3) и магистерской выпускной квалификационной работы по магистерской программе «Теория движения электроподвижного состава и проблемы оптимизации тягового оборудования и устройств электроснабжения транспортных систем».
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:
Знать:
- методы научного познания и творчества, роль научной информации в развитии науки
(ОК-8);
- методы анализа естественно-научной сущности проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-5);
- методы инженерного проектирования технических объектов (ПК-12);
- методы разработки технических заданий и средства автоматизации при проектировании и технологической подготовке производства (ПК-10);
Уметь:
- решать инженерно-технические и экономические задачи с применением средств прикладного программного обеспечения (ПК-19);
- применять методы анализа вариантов, разработки и поиска компромиссных решений (ПК-11);
- осуществлять маркетинг продукции и услуг в электроэнергетике и электротехнике
(ПК-34);
- проявлять инициативу, брать на себя ответственность за решения в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-5);
Владеть:
- способностью оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-8);
- способностью составлять практические рекомендации по использованию результатов научных исследований (ПК-40);
- способностью оценивать инновационные качества новой продукции (ПК-42);
- способностью к реализации различных форм учебной работы (ПК-51).
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.
| № п/п | Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | Всего часов на раздел | Семестр | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по разделам) | |||
| лк | пр | лаб | сам. | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | Условия работы и нагрузки тяговых машин. | 24 | 1 | 6 | | 8 | 10 | Тест на знание ограничений режимов работы |
| 2 | Электромагнитные расчеты. | 26 | 1 | 10 | | 6 | 10 | Контрольная работа |
| 3 | Алгоритмы автоматизированного проектирования. | 20 | 1 | 8 | | | 12 | Составление алгоритмов |
| 4 | Тепловые расчеты и охлаждение машин. | 18 | 1 | 6 | | 4 | 8 | Контрольная работа |
| 5 | Применение компьютерной техники для проектирования. | 18 | 1 | 6 | | | 12 | Составление программ расчета |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | Зачет | 2 | 1 | | | | 2 | |
| | Экзамен | 36 | | -- | -- | -- | 36 | |
| | Итого: | 144 | | 36 | | 18 | 90 | |
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения
4.2.1. Лекции
1. Условия работы и нагрузки тяговых машин.
Условия работы тяговых электрических машин, их нагрузки. Элементы теории магнитного поля, используемые при проектировании тяговых электродвигателей.
Основные программы расчета поля ТЭД методом конечных элементов.
Математическая модель поиска приемлемого варианта ТЭД при заданных условиях и ограничениях проектирования.
2. Электромагнитные расчеты.
Расчет диаметра якоря и коллектора, расчет активной длины якоря. Выбор типа обмотки. Определение числа пазов и параметров обмотки якоря. Выбор уравнительных соединений. Расчет лобовых частей ТЭД. Выбор формы и размеров паза якоря.
Расчет магнитной цепи ТЭД, межламельная ЭДС. Расчет реакции якоря. Расчет МДС и выбор числа пазов компенсационной обмотки, выбор сечения проводников. Типы катушек главного полюса. Выбор катушки главного полюса, ее расчет.
3. Алгоритмы автоматизированного проектирования.
Алгоритм автоматизированного размещения катушек главного и добавочного полюсов. Расчет добавочных потерь от коммутации и поперечного пазового поля.
Алгоритмы электромеханических характеристик ТЭД.
Особенности электромагнитного расчета ТЭД метрополитена, электропоездов, троллейбусов, мотор-колесных машин, тепловозов и электромобилей.
Коррекция электромагнитного расчета ТЭД. Особенности расчета ТЭД с беспазовым якорем.
Переходные процессы в ТЭД, влияние колебания напряжения в контактной сети на проектирование главных и добавочных полюсов. Круговой огонь на коллекторе и способы борьбы с ним.
4. Тепловые расчеты и охлаждение машин.
Задача теплового расчета и определения необходимого расхода охлаждающего воздуха. Виды вентиляции ТЭД и расчет аэродинамического сопротивления воздуховода. Применение независимой вентиляции. Расчет вентилятора ТЭД с самовентиляцией. Упрощенный тепловой расчет ТЭД, тепловые расчеты ТЭД с использованием эквивалентных тепловых схем, особенности применения ПЭВМ при тепловых расчетах.
Автоматизированный расчет механических узлов ТЭД, выбор типа подшипников.
Проектирование асинхронных тяговых двигателей. Коэффициент мощности и искажения. Оптимальное векторное регулирование АТД.
5. Применение компьютерной техники для проектирования.
Применение ПК для расчета электромеханических и тяговых характеристик тяговых машин.
Автоматизированный выбор основных размеров тяговых электродвигателей.
Тяговый привод с рекуперацией с учетом основных типов ограничений при проектировании ТЭД: электромагнитные, тепловые, механические и пространственные ограничения.
Автоматизированное определение параметров обмотки якоря, расчет параметров оптимального паза якоря.
Автоматизированный расчет проводимостей паза, реактивной ЭДС.
Проектирование главных и добавочных полюсов, решение задачи размещения в среде AutoCAD.
Автоматизированный расчет коммутационных потерь и потерь от пазового поля, добавочных потерь.
4.2.2. Практические занятия.
Практические занятия учебным планом не предусмотрены.
4.3. Лабораторные работы
- Определение характеристик тяговой машины последовательного возбуждения методом возвратной работы.
- Определение характеристик тяговой машины смешанного возбуждения методом возвратной работы.
- Нагревание тяговой машины с самовентиляцией.
4.4. Расчетные задания
Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы
Темы курсовых проектов предусматривают расчет основных параметров и характеристик тяговой машины (постоянного тока, асинхронной или индукторной) и ее проектирование на персональном компьютере с выполнением чертежей (продольный и поперечный разрезы, конструкция одного из элементов).
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием электронных презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат большое количество диаграмм, структурных схем и фотоматериалов.
Самостоятельная работа включает подготовку к практическим занятиям, тестам и контрольным работам, оформление реферата и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету и экзамену.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, презентация реферата.
Аттестация по дисциплине – зачет или экзамен (устный).
Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на экзамене.
В приложение к диплому вносится оценка за 1 семестр.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Литература:
а) основная литература:
- Чуприн А.Н. AutoCAD 2002. Лекции и упражнения. СПб.: «ООО ДиаСофтЮП», том 1, 2, 2001г. и 2002 г.
- Захарченко Д.Д., Ротанов Н.А. Тяговые электрические машины, Москва: Транспорт, 1991
б) дополнительная литература:
1. Автоматизированное проектирование электрических машин на ПЭВМ. / Е.М.Лопухина и др. – Москва, МЭИ, 1992
7.2. Электронные образовательные ресурсы:
а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
www.mintrans.ru; www.bizeducation.ru; www.ej.kubagro.ru;
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и профилю «Электрический транспорт».
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:
к.т.н., доцент Слепцов М.А.
"УТВЕРЖДАЮ":
И.о. зав. кафедрой Электрического транспорта
к.т.н., доцент Глушенков В.А.