Программа по специальности «Электромеханик»
| Вид материала | Программа |
- Дону Технический Университет Факультет: Сельскохозяйственные машины. Кафедра: Автоматизация, 41.16kb.
- Учебная программа для специальности: 1-31 03 06 Экономическая кибернетика (код специальности), 177.23kb.
- Учебная программа для специальности: 1-31 03 06 Экономическая кибернетика (код специальности), 187.17kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «Управленческое консультирование» для специальности, 186.15kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 08. 00. 05 «Экономика и управление, 739.49kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 08. 00. 05 «Экономика и управление, 278.46kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 08. 00. 05 «Экономика и управление, 341.29kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 08. 00. 05 «Экономика и управление, 389.72kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 08. 00. 05 «Экономика и управление, 1873.98kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 08. 00. 05 «Экономика и управление, 322.08kb.
Программа по специальности «Электромеханик»
для подготовки специалистов по дистанционной технологии
1. «Основы автоматизации»
1. Основные понятия и определения.
Объект управления, автоматическое регулирование и автоматическое управление, система автоматического регулирования САР. Входные, выходные и управляемые переменные. Разомкнутые и замкнутые системы регулирования. Обратная связь: основная, местная. Условие автоматического регулирования. Отличие систем регулирования от систем управления.
2. Автоматическое регулирование
Режимы работы систем автоматического регулирования: статический и динамический режимы САР. Понятие о звене САР. Линейные и нелинейные САР.
Коэффициент усиления звена., статическая ошибка. Устойчивость САР. Время переходного процесса, перерегулирование, колебательность САР.
3. Принципы и законы регулирования.
Регулирование по отклонению, регулирование по возмущению. Комбинированное регулирование.
4. Классификация систем автоматического управления
Статические и астатические САУ. системы автоматической стабилизации, системы программного управления, следящие системы, линейные и нелинейные САУ. Непрерывные и дискретные САУ.
5. Типовые динамические звенья линейных САР
Апериодическое звено, Передаточная функция. Колебательное звено. Интегрирующее звено. Дифференцирующее звено. Усилительное звено. Звено с запаздыванием. Уравнения и функции, описывающие динамические звенья.
6. Устойчивость и качество САР. Анализ и синтез САР
Устойчивость замкнутой САР. Анализ устойчивости САР. Критерии устойчивости САР: критерий РАУСА ,критерий Гурвица. Частотные характеристики. Диаграмма Найквиста. Влияние обычной связи на нелинейность системы.
7. Автоматизация технологических процессов
Уровни автоматизации. Технические средства автоматизации. Датчики, преобразователи сигналов, регуляторы и устройства управления. Исполнительные механизмы, гидравлические и электрогидравлические регуляторы. Устройства и элементы пневмоавтоматики.
8. Определение понятия электропривод
Механика электропривода, виды моментов сопротивления, приведение моментов и сил сопротивления, инерционных масс, моментов инерции Уравнение движения электропривода.
9. Механические характеристики производственных механизмов
Электромеханические свойства электроприводов с двигателями постоянного тока: независимого, последовательного, параллельного и смешанного возбуждения.
10. Асинхронные двигатели. Механические характеристики, способы регулирования угловой скоростью
Асинхронный электропривод с фазным и короткозамкнутым ротором. Способы регулирования угловой скоростью Основные зависимости и формулы. Режимы работы, реверсирование двигателя, динамический, тормозной, рекуперативныхй режим. Способы управления и торможения асинхронным электроприводом.
11. Переходные процессы в электроприводах постоянного и переменного тока
Переходные процессы при «быстрых», «медленных» изменениях нагрузки, в двигательных, тормозных, режимах запуска. Переходные процессы в замкнутых и разомкнутых системах управления электроприводом.
12. Способы регулирования угловой частоты вращения двигателей
Наиболее перспективные и экономичные способы регулирования угловой скорости у электроприводов переменного и постоянного тока.
13. Выбор мощности электродвигателей
Режимы работы электродвигателей .Методики расчета мощности двигателя в различных режимах, нагрев и охлаждение, тепловой режим, метод эквивалентного тока, нагрузочные диаграммы.
14. Системы управления электроприводами
Разомкнутые и замкнутые системы автоматического управления. Типовые схемы разомкнутых и замкнутых систем управления.
2. Силовые преобразовательные устройства
1. Основные элементы силовой преобразовательной техники. Устройство и характеристики основных элементов силовой преобразовательной техники
Физические основы работы полупроводниковых приборов. Полупроводниковые диоды: принцип работы, устройство и классификация, основные характеристики, силовые полупроводниковые приборы. Транзисторы: классификация, устройство, схемы включения, принцип работы. Тиристоры.
2. Неуправляемые выпрямители
Классификация выпрямителей, схемы выпрямителей, основные соотношения между выходным (выпрямленным) и входным (переменным) напряжениями, анализ работы схем, внешняя характеристика
3. Управляемые выпрямители и инверторы, ведомые сетью.
Устройство, режимы работа и характеристики управляемых выпрямителей,
Основные элементы управляемого выпрямителя, функциональные возможности управляемых выпрямителей, анализ работы управляемого выпрямителя в инверторном и выпрямительном режимах, система импульсно-фазового управления (СИФУ), классификация и характеристики СИФУ, характеристики выпрямит
4. Автономные инверторы.
Автономные инверторы, преобразователи частоты с непосредственной связью, схемы (трехфазно-однофазная, трехфазная), анализ работы, достоинства и недостатки. Преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока: функциональная схема, принципиальные схемы на не полностью управляемых тиристорах, принудительная коммутация, преобразователи частоты на полностью управляемых элементах (транзисторах и запираемых тиристорах), сравнительная оценка различных типов преобразователей.
5. Импульсные регуляторы постоянного напряжения.
Принцип работы, классификации, способы регулирования (широтно-импульсное, частотно-импульсное, широтно - частотное) нереверсивные регуляторы, реверсивные регуляторы, регуляторы на незапираемых тирисмторах, принудительная коммутация, импульсные регуляторы на полностью управляемых элементах, сравнительная оценка, области применения.
6. Регуляторы переменного напряжения.
Области применения регуляторов переменного напряжения, классификация и схемы регуляторов (симметричные и несимметричные), схемы управления тиристорами, характеристики регуляторов, анализ работы регуляторов, характеристики регуляторов, достоинства и недостатки.
3. «Электрооборудование и электроснабжение»
1. Системы электроснабжения горных предприятий
Схемы внешнего электроснабжения шахт и рудников, ГПП ,ЦПП, подстанции энергосистемы (ПЭС), линии электропередач( кабельные и воздушные (ЛЭП), подстанции глубокого ввода (ПГВ), выбор напряжения питающих линий. Напряжения потребителей технологического комплекса поверхности и подземных энергопотребителей ,варианты схем внешнего электроснабжения рудников, Категории бесперебойности электроснабжения потребителей, схемы распределения электроэнергии. Подстанции на поверхности шахт и рудников устройство и комплектация .КРУ. РП, Электрические сети на поверхности и под землей.
2. Электрические нагрузки
Графики нагрузки предприятий. Максимальные нагрузки. Пиковые нагрузки. Методы расчетов по коэффициенту спроса и режиму работы предприятий. Вопросы улучшения потребляемой активной мощности. Компенсаторы реактивной мощности. Коэффициент мощности. Оплата за электроэнергию по двухставочному тарифу
3. Электробезопасность.
Условия и опасности эксплуатации электрооборудования. Факторы определяющие условия эксплуатации, случаи и причины возникновения травматизма обслуживающего персонала электрическим током. Воздействие электричества на организм человека, значение ощутимого тока, отпускающего тока, неотпускающего тока при разной частоте переменного тока.
Условия безопасности в электрических сетях с разным и режимами нейтрали. устройство сети с изолированной нейтралью, устройство сети с заземленной нейтралью. Сравнение условий электробезопасности в сетях с изолированной и заземленной нейтралью.
Меры защиты от поражения электрическим током. Устройство защитного заземления и защитных отключений на руднике. Реле утечки типа УАКИ,АЗАК, АЗШ, и т.д..,
4 Электрические подземные подстанции
Основное электрооборудование подземных подстанций (передвижные и стационарные подземные подстанции). Комплектные распределительные устройства типа КРУ, КРУН-6:, ВЯП-6, ЯВ-6400,КРУВ-6. Устройство и назначение шахтных стационарных и передвижных подстанций типа :ТСВ, ТСП, ТСШВ .Преобразовательные подстанции типа АТП и АТПШ. Распределительные подземные пункты РПП, участковые подземные подстанции УПП
5 Электрические сети в подземных выработках
Классификация подземных кабелей по напряжению, по конструкции, по назначению. Устройство бронированных, гибких и «особо-гибких» кабелей. Прокладка кабелей в подземных выработках Силовая распределительная кабельная сеть
6. Электрическая аппаратура
Рудничная аппаратура управления и защиты, условия и требования к эксплуатации Виды защит рудничной аппаратуры : от токов к.з., от перегрева, нулевая защита, от потери управляемости при замыкании жил управления. Пускатели ручного управления типа ПРВ, ПРШ,. Автоматические фидерные выключатели АФВ, Реверсивные и нереверсивные магнитные пускатели. Бесконтактные пускатели и магнитные станции управления
7. Особенности электроснабжения подземных горных работ
Требования к системам электроснабжения электроприемников 1 и 11 категорий Электроснабжение рудн6иков с обособленным питанием подземных электроприемников. Схема электроснабжения горных работ через ствол. Электроснабжение подземных горных работ через шурфы и скважины
4. «Автоматизированный электропривод типовых промышленных установок»
1. Состояние и перспективы развития современного электропривода
Структура современного автоматизированного электропривода. Элементная база
современного автоматизированного электропривода. Основные показатели, регулировочные свойства и энергетические показатели. Типы электроприводов с высокими регулировочными свойствами.
2. Электропривод буровых установок.
Анализ работы основных механизмов БУ глубокого бурения, режимы работы, требования к электроприводу, современные системы, удовлетворяющие требованиям
Основных механизмов БУ.
3. Электропривод спуско-подъемного аерегата
Анализ работы электропривода в режиме бурения и выполнения спускоподъемных операций, требования к электроприводу. Системы автоматизации работы БУ в режиме бурения.
4. Электропривод ротора
Режим бурения и его основные параметры. Анализ работы механизма вращения (ротора) установки ГБ. Требования к электроприводу, системы электроприводов, применяемых в механизмах вращения (электропривод по системе ТП-Д, электропривод по системе ТПЧ-АД))
5. Электропривод буровых насосов
Назначение, характеристики и мощность, характер работы и нагрузочные диаграммы, нерегулируемый электропривод буровых насосов, регулируемый электропривод буровых насосов, требования к электроприводу, системы электропривода, применяемые на буровых насосах.
6. Электропривод станков качалок
Общие сведения, особенности работы маховиковых механизмов, требования к электроприводу, регулируемые и нерегулируемые электроприводы.
7. Электропривод магистральных насосов.
Характеристики магистральных насосов, особенности работы и требования к электроприводам, нерегулируемый и регулируемый электропривод магистральных насосов, электропривод с вентильным двигателем, электропривод по системе ТПЧ-АД.
8. Электропривод стационарных установок.
Механические характеристики турбомеханизмов, особенности работы центробежных насосов и требования к их электроприводу, особенности работы турбокомпрессоров: Режим работы компрессорных станций (КС) на магистральных газопроводах переменный, т.е. изменяются количество перекачиваемого газа и давление на его приеме КС. Это обусловлено главным образом неравномерностью и случайным характером потребления газа. Кроме того, значительное влияние на изменение режима работы КС может оказать поэтапный ввод в эксплуатацию газопровода и соответствующее этому постепенное увеличение его мощности, а также изменение давления газа на приеме турбокомпрессора (ТК) вследствие изменения пластового давления и появления ответвлений к промежуточным потребителям.
Требования к их электроприводу, системы электропривода, удовлетворяющие требованиям турбомеханизмов.
5. «Ремонт машин и электромеханического оборудования»
1. Анализ работы электромеханического оборудования
Условия работы оборудования. Влияние степени интенсивного воздействия разрушающих факторов технологического процесса. Соблюдение правил технической эксплуатации. Обеспечение своевременного выполнения ППР, материально-техническая подготовка, совершенствование действующего оборудования, повышение его технических показателей и эксплуатационной надежности.
2. Износ машин и оборудования.
Износ деталей и виды износа. Допустимый и предельный износ деталей. Общие сведения о выборе желательного вида износа. Основные факторы, влияющие на износ деталей.
3. Современные системы ремонта машин и оборудования, агрегатный метод ремонта.
Особенности системы организаций обслуживания и ремонта горного оборудования. Виды ремонта горного оборудования. Состав системы ППР. Сущность и содержание системы технического обслуживания и ремонта оборудования (система ТО и Р). Агрегатный метод ремонта.
4. Понятие о ресурсе, методы расчета ресурса. Разработка ремонтных нормативов машин и агрегатов при АМР.
Постановка задач. Затраты на замену. Эксплуатационные затраты. Дополнительные капитальные вложения в промышленность и ремонтную базу. Сумма суммарных приведенных затрат. Характер исходной информации и последовательность формирования расчетных зависимостей. Алгоритм оптимизации и вычисления числа ремонтов при оптимальных значениях характеристик управления периодичностью ремонта и замены.
5. Ремонтные базы, общие сведения, классификация.
Разновидности ремонтных баз. Классификация ремонтных баз. Основные цеха входящие в состав ремонтных баз. Определение основных параметров ремонтной базы. Компоновка ремонтной базы.
6. Проектирование ремонтного производства рудника ПСВ. Последовательность проектирования ремонтных мастерских, режим работы мастерской и фонд времени, календарное планирование загрузки мастерских.
Исходные данные для проектирования ремонтных баз. Определение основных параметров ремонтной базы. Компоновка ремонтной базы. Расчет отопления, освещения, вентиляции, электроэнергии и воды. Технико-экономические показатели ремонтной базы.
7. Технологические способы применяемые при восстановлении деталей.
Способы восстановления деталей. Восстановления изношенных деталей механической обработкой, электродуговой и газовой сваркой и наплавкой, металлизацией. Ремонт деталей электролитическим способом. Электрофизические способы восстановления и обработки деталей. Ремонт деталей паянием и склеиванием. Ремонт деталей нанесением полимерных материалов.
8. Проектирование технологических процессов восстановления деталей.
Проектирование технологического маршрута восстановления деталей. Технологические критерии. Критерий долговечности. Технико-экономические критерии. Выбор способа восстановления деталей и разработка технологического процесса их ремонта.
9. Выбор методов организации и управления электромеханической службой на основе общих принципов построения.
Организация ремонта горных машин. Основные понятия и определения. Системы организации ремонта. Управление электромеханической службой горных предприятий.
10. Методы планирования ремонтов, составление сетевого графика ремонта.
Подготовка и планирование ремонтов. Методы планирования ремонтов. Сетевое планирование и управление при производстве ремонтных работ.
11. Подготовка оборудования к ремонту, выводу из ремонта. Унификация оборудования.
Сдача горных машин в ремонт. Демонтаж машин. Приемка машин в капитальный ремонт. Доставка машин на ремонтные базы. Разборка машин. Мойка и дефектация деталей и узлов. Особенности сборки машин после ремонта. Испытание машин. Унификация элементов РЭМ и оборудования.
12. Планово предупредительные ремонты электромеханического оборудования, виды ППР. Составление месячных и годовых графиков ППР.
Система планово-предупредительного ремонта ППР. Состав ППР. Виды ППР.
13. Оперативное управление электромеханической службы, нормы расхода материалов.
Структура управления энергомеханической службой шахты. Управление энергомеханической службой горных предприятий. Организация ремонтной службы предприятий. Расчет трудовых и материальных затрат.
14. Разработка системы снабжения ремонтных подразделений запасными частями, расчеты по выбору оборудования.
Цехи по производству запасных частей и сменного оборудования. Планирование и оформление заказов на производство РЭМ. Расчет потребности в запасных частях. Складирование и учет запасных частей.
6. «Материаловедение и технология конструкционных материалов»
1. Основы конструкционного и электротехнического материаловедения; агрегатные состояния.
Роль материалов в развитии электро - и радиотехники. Строение материалов. Агрегатные состояния веществ. Кристаллические и аморфные тела. Элементы кристаллографии. Типы химической связи. Ковалентные кристаллы. Ионные кристаллы. Молекулярные кристаллы. Металлические кристаллы. Полиморфизм. Фазовый состав сплавов. Твердые растворы. Промежуточные фазы. Структура неметаллических материалов. Строение полимеров. Строение стекла. Строение керамики.
2. Дефекты строения и их влияние на свойства материалов.
Дефекты строения в реальных кристаллах. Классификация дефектов. Точечные (нульмерные) дефекты. Линейные (одномерные) дефекты. Поверхностные (двумерные) дефекты. Объемные (трехмерные) дефекты. Свойства материалов. Механические свойства материалов. Методы определения механических свойств материалов. Механические статические испытания. Динамические испытания. Испытания на усталость. Физические свойства материалов. Влияние дефектов строения на механические свойства материалов. Влияние искажений кристаллической решетки на теплопроводность и электропроводность твердых тел.
3. Термическая обработка.
Сущность и назначение термической обработки. Фазовые превращения в сталях при термической обработке. Виды термической обработки. Отжиг. Отжиг 1-го рода. Диффузионный отжиг (гомогенизация). Рекристаллизационный отжиг. Отжиг 2-го рода. Полный отжиг. Неполный отжиг. Сфероидизирующий отжиг. Нормализация. Закалка. Способы закалки. Закалка в двух средах. Изотермическая закалка. Закалка с обработкой холодом. Закаливаемость и прокаливаемость стали. Отпуск. Старение. Общие закономерности химико-термической обработки сплавов. Цементация. Азотирование. Диффузионное насыщение деталей металлами.
4. Конструкционные материалы.
Общие требования, предъявляемые к конструкционным материалам. Конструкционная прочность материалов и критерии ее оценки. Классификация конструкционных материалов. Материалы, обеспечивающие жесткость, статическую и циклическую прочность. Материалы с особыми технологическими свойствами. Износостойкие материалы. Материалы с высокими упругими свойствами. Материалы с малой плотностью. Материалы с высокой удельной прочностью. Материалы, устойчивые к воздействию температуры и рабочей среды.
5. Металлы и сплавы.
Общие сведения о строении и свойствах металлов и сплавов. Классификация металлов. Строение и свойства металлов. Металлические сплавы, строение и свойства. Основные равновесные диаграммы состояния двойных сплавов. Сплавы, образующие гетерогенные структуры. Сплавы, образующие твердые растворы. Сплавы, образующие химические соединения. Сплавы с полиморфными превращениями компонентов. Строение и свойства железоуглеродистых сплавов. Строение и свойства железа. Компоненты и фазы в сплавах железа с углеродом.
6. Разработка деталей электротехнического оборудования. Проводниковые, полупроводниковые, диэлектрические и магнитные электротехнические материалы.
Классификация материалов, используемых в электро - и радиотехнике. Проводниковые материалы. Основные свойства проводников. Общие сведения и классификация. Проводниковые материалы высокой проводимости. Медь и ее сплавы. Алюминий и его сплавы. Сверхпроводники. Криопроводники. Углеграфитовые материалы. Контактные материалы. Припои. Материалы высокого сопротивления. Резистивные материалы. Сплавы для термопар. Полупроводниковые материалы. Общие сведения и классификация полупроводниковых материалов. Элементарные полупроводники. Полупроводниковые химические соединения. Диэлектрические материалы. Классификация диэлектриков. Газообразные диэлектрики. Жидкие диэлектрики. Активные диэлектрики. Сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, жидкие кристаллы. Пластические массы и полимерные пленки. Каучуки и резины. Электроизоляционное стекло. Керамические диэлектрики. Магнитные материалы. Основные сведения о магнитных свойствах и классификация магнитных материалов. Магнитомягкие материалы. Железо. Кремнистая электротехническая сталь. Пермаллои. Альсиферы. Магнитотвердые материалы. Магнитотвердые ферриты. Легированные стали, закаленные на мартенсит.
7. Природные, искусственные и синтетические материалы, классификация материалов по агрегатному состоянию, химическому составу, функциональному назначению; связь химического состава материалов с их свойствами, зависимость свойств от внешних условий.
Агрегатные состояния веществ. Твердое состояние вещества. Кристаллические вещества. Аморфные вещества. Стеклообразное состояние вещества. Жидкое состояние вещества. Нормальные жидкости. Жидкие кристаллы. Газообразное состояние вещества. Плазма. Природные материалы. Искусственные материалы. Композиционные материалы. Композиты с металлической матрицей. Композиты с неметаллической матрицей. Порошковые материалы. Полимерные материалы. Пластические массы. Термопласты. Реактопласты. Резиновые материалы. Клеящие материалы и герметики. Неорганические материалы. Неорганические стекла. Стеклокристаллические материалы. Керамические материалы.
8. Технологии получения и применения электротехнических материалов, как компонентов электроэнергетического, электротехнического и радиоэлектронного оборудования
Способы получения монокристаллов. Нормальная направленная кристаллизация. Зонная плавка. Способ Чохральского. Эпитаксия. Способы получения поликристаллического слитка. Способы разливки жидкого металла. Непрерывное литье заготовок. Методы модифицирования. Суспензионное литье. Применение ультрадисперсных порошков тугоплавких соединений. Порошковая металлургия. Способы получения аморфных структур. Методы закалки из жидкого состояния. Способы получения нанокристаллических материалов. Методы синтеза нанопорошков. Получение компактных нанокристаллических материалов.
9. Связь параметров, характеризующих свойства электротехнических материалов, с параметрами электроэнергетического, электротехнического и радиоэлектронного оборудования.
Физические процессы в металлических проводниках. Эмиссионные и контактные явления в металлах. Тепловые и механические свойства металлических проводников. Основные параметры полупроводников. Собственные и примесные полупроводники. Виды примеси. Электропроводность полупроводников. Терморезисторы. Фотопроводимость. Фоторезисторы. Вентильные свойства полупроводников. Варикапы. Стабилитроны. Электропроводность диэлектриков. Механические и физико-химические свойства диэлектриков. Основные сведения о магнитных свойствах материалов. Диамагнетизм, парамагнетизм, ферромагнетизм, ферримагнетизм. Магнитные свойства ферромагнетиков.
7. «Механизмы и приводы электротехнологических установок»
1. Механика электроприводов
Механика электропривода, уравнение движения, механические характеристики, приведение моментов и моментов инерции, структурная схема (см.рисунок), основные элементы электропривода, их функциональное назначение, принцип работы и характеристики.
2. Электромеханические и регулировочные свойства электродвигателей
Электромеханические и механические характеристики двигателей постоянного тока независимым и последовательным возбуждением, механические характеристики асинхронных двигателей при работе в двигательном и тормозных режимах, механическая и угловая характеристика синхронного двигателя.
3. Регулирование частоты вращения электродвигателей
Показатели регулирования. Способы регулирования частоты вращения двигателей постоянного и переменного тока, Нерегулируемый электропривод, Регулируемый электропривод. Средства регулирования .
4. Переходные процессы в электроприводах
Электромагнитные переходные процессы, электромеханические переходные процессы, тепловые переходные процессы.
5. Автоматическое управление электроприводами
Разомкнутые системы автоматического управления (электропривод с реостатным управлением). Замкнутые системы автоматического управления: электропривод постоянного тока (системы Г-Д, ТП-Д); электропривод переменного тока ( системы АВК, ТПЧ-АД, ТРН-АД, каскадные схемы электроприводов)
6. Выбор мощности двигателей
Тепловые режимы электродвигателей, нагрузочные диаграммы и типовые режимы работы электродвигателей, выбор мощности двигателей при продолжительном режиме работы, выбор мощности двигателей при повторно-кратковременном и кратковременном режиме работы.
7. Электроприводы промышленных установок
Электропривод грузоподъемных машин; электропривод вентиляторных, компрессорных и насосных установок, электропривод станков.
8. Состояние и перспективы развития электропривода.
Современная элементная база автоматизированного электропривода, основные направления развития автоматизированного электропривода постоянного и переменного тока, компьютерное управление электроприводами.
8. «Электрические машины и аппараты, электронные аппараты»
1. Общие вопросы электромеханического преобразования энергии.
Основные виды энергии, первичные энергоресурсы; сравнительная оценка различных видов энергии по их роли, качеству, основному назначению, возможностям получения, использования, транспортировке, аккумулированию, экологичности, надежности и безопасности; основные структурные схемы устройств преобразования энергии первичных источников в электрическую; электроэнергия как способ передачи информации. Физические законы, лежащие в основе работы электрических машин; основные характеристики электрических двигателей, генераторов и преобразователей: эксплуатационные требования к ним, тенденции их развития; особенности сравнительного анализа устройств с устройствами, основанными на использовании иных физических эффектов и законов; Устройства преобразования электрической энергии: назначение, классификация, структурные схемы, краткая характеристика. Основные законы и соотношения. Связь между электрической и механической частями электромеханического преобразователя энергии (ЭМПЭ). Электромагнитные (пондеромоторные) силы. Потенциальная природа электрического и магнитного полей. Функция состояния. Баланс энергии. Энергия и коэнергия в нелинейных системах. Аналогия между электрическими и механическими системами, функция Лагранжа, уравнение Лагранжа-Эйлера, принцип Гамельтона.
2. Трансформаторы; асинхронные и синхронные машины; машины постоянного тока; специальные электрические машины.
Конструктивные исполнения, параметры и режимы работы электрических машин; физические процессы в электроприводах с машинами постоянного тока, асинхронными и синхронными машинами; Трансформаторы. Конструкция и принцип действия. Типы трансформаторов. Уравнения МДС и напряжений, векторные диаграммы, схемы замещения. Трехфазный трансформатор. Холостой ход трансформаторов. Работа при нагрузке. Уравнения напряжений, векторная диаграмма, схема замещения. Опыты холостого хода и короткого замыкания. Потери энергии, энергетическая диаграмма и К.П.Д. трансформаторов. Асинхронные машины. Уравнения напряжений, электромагнитный момент, схема замещения. переходные индуктивности, анализ установившегося режима работы, механическая характеристика, пуск АД, регулирование скорости вращения, специальные асинхронные двигатели. Синхронные машины. Принцип действия и особенности конструкции синхронных машин. Турбогенераторы и гидрогенераторы. Уравнение напряжений машины, индуктивные параметры, потокосцепления, электромагнитный момент. Схема замещения, характеристики машины. Статическая и динамическая устойчивость СМ. Способы пуска синхронных двигателей, понятие переходных индуктивностей, специальные СМ. Электрические машины постоянного тока. Назначение, области применения, конструкция и принцип действия. Обмотки машин постоянного тока. Уравнения напряжений и электромагнитного момента машин постоянного тока. Коммутация машин, способы её улучшения. Дополнительные полюса и компенсационная обмотка. Машина постоянного тока как физический аналог синхронной машины. Электрические машины специального назначения. Крановые и металлургические двигатели. Тяговые электрические машины. Экскаваторные электрические машины. Судовые электрические машины. Двигатели постоянного тока для широкорегулируемых электроприводов, промышленных роботов и следящих систем. Взрыве защищенные электрические машины. Машины специальных исполнений. Автотракторные электрические машины. Двигатели для ручных электрических машин и сельскохозяйственных механизмов. Электрические машины для бытовой техники и электрифицированных игрушек.
3. Выбор, применение и эксплуатация электрических машин.
Оценки основных технико-эксплуатационных свойств электрических машин; надежность электрических машин, классификация испытаний и ремонтов; методы монтажа, эксплуатации, организации ремонтного производства, способы механического и обмоточного ремонта, сборки и испытаний изделий после ремонта; разработка специального оборудования и методов испытаний изделий в статических и переходных режимах. Эксплуатация электрических машин. Основные задачи эксплуатации. Хранение электрических машин. Условия хранения электрических машин. Классификация помещений с электроустановками и размещение электрооборудования. Выбор электродвигателей. Выбор электродвигателей по роду тока, конструктивному исполнению, классу вибрации и уровню шума. Выбор электродвигателей по мощности. Выбор электродвигателей для различных режимов работы. Основные причины отказов электрических машин. Виды неисправностей и причины их появления. Выбор защиты электродвигателей.
4. Электрические и электронные аппараты, как средство управления режимами работы, защиты и регулирования параметров технических систем.
Электрический аппарат как средство управления режимами работы, защиты и регулирования параметров системы; электромеханические аппараты автоматики, управления, распределительных устройств и релейной защиты; Основы теории электрических аппаратов: :электромагнитное поле в электрических аппаратах; магнитные цепи; электромагнитные силы; электромагниты; электродинамические и индукционные явления; источники теплоты и тепловые явления в электрических аппаратах; переходные тепловые режимы; нагрев и охлаждение токоведущих частей; электрические контакты; процессы коммутации электрического тока; низкотемпературная плазма и электрическая дуга отключения; восстанавливающееся напряжение на коммутирующем элементе и его восстанавливающаяся прочность.
5. Физические явления в электрических аппаратах.
Определение конструктивных размеров, параметров, характеризующих физико-механические и физико-химические, электрические, тепловые, оптические свойства, параметров, определяющих радиационные превращения в материалах и изделиях, других параметров. Основы расчета электродинамических сил. Методы расчета электродинамических сил. Электродинамические силы между параллельными проводниками. Электродинамические силы между взаимно перпендикулярными проводниками. Электродинамические силы в кольцевом витке и между кольцевыми витками. Электродинамические силы в проводниках переменного сечения. Силы взаимодействия между проводником с током и ферромагнитной массой. Электродинамические силы при переменном токе. Механический резонанс. Основы тепловых расчетов. Потери в деталях электрических аппаратов. Отдача теплоты нагретым телом. Нагрев и охлаждение однородного проводника во времени при продолжительном режиме работы. Нагрев и охлаждение однородного проводника при кратковременной нагрузке. Нагрев и охлаждение однородного проводника при повторно-кратковременной нагрузке. Нагрев однородного проводника при коротком замыкании. Нагрев проводника переменного сечения. Нагрев катушек. Допустимая температура нагрева частей аппаратов. Термическая стойкость. Жидкостное (водяное) охлаждение в электрических аппаратах. Основы теории горения и гашения электрической дуги. Процессы в дуговом промежутке. Вольт-амперные характеристики дуги. Условия гашения дуги постоянного тока. Сопротивление и мощность дуги. Энергия, выделяемая в дуге. Особенности горения и гашения дуги переменного тока. Некоторые особенности гашения дуги переменного тока повышенной частоты. Способы гашения электрической дуги. Гашение открытой дуги в магнитном поле. Гашение дуги в продольных щелях. Способы возбуждения магнитного поля дугогашения. Пламя дуги и борьба с ним. Допустимая частота отключений аппаратов с закрытыми камерами. Газодинамические явления в закрытых дугогасительных камерах. Гашение дуги высоким давлением. Гашение электрической дуги в масле. Гашение электрической дуги воздушным дутьем. Гашение дуги в дугогасительной решетке. Бездуговая коммутация цепей переменного тока. Потоки плазмы и гашение электрической дуги.
6. Электрические контакты; термическая и электродинамическая стойкость электрических аппаратов.
Электрические контакты. Материалы и конструкции контактов. Параметры контактных конструкций. Контактное сопротивление. расчёт сильноточных и слаботочных контактов. Нагрев контактов и токоведущих частей электрических аппаратов в установившемся режиме и при коротком замыкании. Термическая стойкость аппаратов. Износ контактов и факторы, влияющие на износ. Переходное сопротивление контакта. Температура площадки контактирования. Особенности работы контактов при жидкостном охлаждении. Работа контактных систем в условиях короткого замыкания. Способы компенсации электродинамических сил в контактах.
7. Электромеханические аппараты автоматики, управления распределительных устройств и релейной защиты.
Плавкие предохранители, типы и конструкция. Характеристики отключения электрической цепи. Выбор плавких предохранителей. Контакторы, пускатели (контактные и бесконтактные). Реле защиты и автоматики, их основные характеристики. Электрические муфты управления. Конструкции муфт трения и сцепления. Передаваемый момент. Выбор муфт. Разъединители, отделители, короткозамыкатели, реакторы. Назначение и устройство. Высоковольтные выключатели, устройство, назначение и области применения. Поляризованные, магнитоэлектрические, электродинамические и индукционные системы. Поляризованные электромагнитные системы. Магнитоэлектрические системы. Электродинамические системы. Индукционные системы. Высоковольтные аппараты распределительных устройств. Разъединители, отделители и короткозамыкатели. Разъединители. Отделители и короткозамыкатели. Высоковольтные выключатели. Масляные баковые выключатели. Маломасляные выключатели. Воздушные выключатели. Автопневматические выключатели. Автогазовые (газогенерирующие) выключатели. Выключатели со сжитым элегазом. Электромагнитные выключатели. Вакуумные выключатели. Токоограничивающие реакторы. Разрядники. Токоограничивающие реакторы. Разрядники. Аппараты низкого напряжения. Неавтоматические выключатели. Рубильники и переключатели. Пакетные выключатели и переключатели. Предохранители. Назначение и принцип работы. Конструкции предохранителей низкого напряжения. Конструкции предохранителей высокого напряжения. Предохранитель-выключатель. Низковольтные выключатели. Выключатели нормальные и с выдержкой времени. Токоограничивающие автоматические выключатели. Выключатели гашения магнитного поля.
8. Электронные и микропроцессорные аппараты.
Используемые средства измерений, микpопpоцессоpы и информационно-измерительные системы; особенности автоматизированных средств контроля и управления параметрами технологий; понятия и классификация; основные характеристики; генератор постоянного тока; управляемые вентильные преобразователи; системы импульсно-фазового управления; расчет характеристик преобразователей; динамические свойства преобразователей; широтно-импульсные преобразователи; тиристорные регуляторы напряжения переменного тока; индуктивно-емкостные преобразователи; источник тока на базе вентильного преобразователя; вентильные преобразователи частоты; аналоговые регуляторы; датчики; управляющие элементы дискретного действия; сумматоры, триггеры, счетчики, регистры, распределители импульсов; шифраторы и дешифраторы; преобразователи кодов, селекторы, запоминающие устройства, цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи; технологические датчики систем автоматизации технологических процессов; классификация аппаратных и программных средств микропроцессорных систем управления; кросс-средства персонального компьютера; этапы разработки программного обеспечения; характеристика неперемещающего ассемблера; характеристика микроассемблера; характеристика перемещающего кросс-ассемблера; структуры привода с цифровыми микропроцессорными регуляторами; программная реализация регуляторов; перспективные типы микропроцессоров и однокристальных микро-ЭВМ; использование битового процессора; построение микропроцессорных управляющих устройств; системы транспьютерного управления электроприводами; кросс-языки высокого уровня; интерфейс микропроцессорных систем управления; стандарты средств связи цифровых микропроцессорных систем управления с программируемыми контроллерами и управляющими ЭВМ; примеры реализации систем. Резисторы, реостаты, контроллеры. Резисторы и ящики резисторов. Реостаты. Контроллеры. Командоаппараты. Контакторы электромагнитные. Контакторы постоянного тока. Контакторы ускорения постоянного тока. Контакторы переменного тока промышленной частоты. Контакторы переменного тока повышенной частоты. Реле контактные. Электромагнитные реле. Поляризованные электромагнитные реле. Индукционные реле. Тепловые реле. Реле времени электродвигательные. Комплектные устройства. Низковольтные комплектные устройства. Комплектные распределительные устройства высокого напряжения. Бесконтактные элементы схем автоматики. Усилители. Магнитные усилители. Электронные и транзисторные усилители. Тиристоры. Бесконтактные коммутационные устройства. Принцип построения реле. Реле на магнитных усилителях. Электронные и полупроводниковые реле. Логические операции и логические элементы. Магнитные логические элементы. Транзисторные логические элементы. Принципы создания бесконтактных коммутаторов. Транзисторные устройства коммутации и защиты сетей постоянного тока. Тиристорные коммутаторы цепей переменного тока.
9. Физические явления в электронных аппаратах.
Расчет магнитных цепей. Элементы магнитной цепи. Расчет магнитных цепей при постоянном токе без учета потоков рассеяния. Расчет магнитных цепей с учетом потоков рассеяния. Расчет магнитных цепей при переменном токе. Катушки электромагнитов. Основы расчета систем с постоянными магнитами. Электромагнитные механизмы. Энергия магнитного поля и индуктивность системы. Работа, производимая якорем при перемещении. Вычисление сил и моментов электромагнита. Электромагниты переменного тока. Короткозамкнутый виток. Статические тяговые характеристики электромагнитов и механические характеристики аппаратов. Динамические характеристики электромагнитов. Уравнение движения подвижной системы. Замедление и ускорение действия электромагнита. Тормозные устройства.
10. Гибридные электрические аппараты.
Коллекторные машины переменного тока. Многофазные коллекторные машины и каскады. Применение коллекторных машин переменного тока. Трехфазные коллекторные двигатели. Каскады асинхронных двигателей с коллекторными машинами переменного тока. Однофазные коллекторные двигатели. Однофазные двигатели с последовательным возбуждением. Репульсионные двигатели. Исполнительные двигатели автоматических устройств. Асинхронные исполнительные двигатели. Исполнительные двигатели постоянного тока. Шаговые исполнительные двигатели. Тахогенераторы. Асинхронный тахогенератор. Синхронный тахогенератор. Тахогенератор постоянного тока. Поворотные трансформаторы. Устройство поворотных трансформаторов. Принцип действия поворотных трансформаторов. Электрические машины синхронной связи. Сельсины. Устройство сельсинов. Принцип действия сельсинов в индикаторном режиме. Принцип действия сельсинов в трансформаторном режиме.
11. Выбор, применение и эксплуатация электрических аппаратов.
Изучение свойств основных материалов, используемых при изготовлении как самих изделий, так и элементов технологического оборудования и оснастки; проектирование технологических линий и их технической эксплуатации; методы технических расчетов и разработки конструкций изделий применительно к прогрессивным технологиям.
Эксплуатация электрических машин. Основные задачи эксплуатации. Хранение электрических машин. Условия хранения электрических машин. Классификация помещений с электроустановками и размещение электрооборудования. Выбор электродвигателей. Выбор электродвигателей по роду тока, конструктивному исполнению, классу вибрации и уровню шума. Выбор электродвигателей по мощности. Выбор электродвигателей для различных режимов работы. Основные причины отказов электрических машин. Виды неисправностей и причины их появления. Выбор защиты электродвигателей.
9. «Испытание, эксплуатация и ремонт электромагнитных устройств и электромагнитных преобразователей»
1. Надежность изделий и систем, в которых они используются.
Показатели надежности элементов, изделий и систем и их количественное обоснование. Показатели надежности изделий с различными последствиями отказов. Распределение требований к уровням показателя надежности элементов изделия. Анализ надежности систем с разветвленной структурой. Модели анализа надежности неремонтируемых систем. Модели анализа надежности ремонтируемых систем. Модель анализа надежности резервной группы при произвольном распределении времени ремонта и неограниченном восстановлении. Модель надежности изделия, выполняющего случайные задания, учет резерва времени.
2. Классификация испытаний и ремонтов.
Классификация методов испытаний. Определительные испытания, виды стратегии определительных испытаний. Методы и практические приемы обработки информации: определение эмпирических законов распределений наработки до отказа, оценка параметров распределений и проверка статистических гипотез, определение параметров и характеристик надежности изделий. Система планово-предупредительного ремонта. Принципы организации ремонта на предприятии. Структура отдела главного механика. Основы организации ремонтно-механических и ремонтно-заготовительных цехов. Централизация ремонта в стране и зарубежный опыт ремонта. Основные правила эксплуатации оборудования. Технологический процесс ремонта. Типовые технологические процессы ремонта. Дефектация машин и деталей. Технологический процесс разборки машин. Инструмент и приспособления для проверок и ремонта. Методы ремонта деталей промышленного оборудования. Методы ремонта механизмов, узлов и деталей. Технологические процессы ремонта оборудования. Промышленные испытания электрических машин. Виды промышленных испытаний. Программы приемочных и приемосдаточных испытаний. Нормы и методы испытаний новых машин. Измерение сопротивления изоляции. Измерение сопротивления обмоток при постоянном токе. Испытание изоляции на электрическую прочность. Испытание междувитковой изоляции обмоток. Испытание на кратковременную перегрузку по току. Испытания при повышенной частоте вращения. Испытание на нагревание. Определение коэффициента полезного действия. Измерение вибрации и уровня шума. Характеристики и параметры электрических машин. Испытания на надежность. Задачи и методы испытаний. Контрольные испытания. Определительные испытания. Диагностика и прогнозирование технического состояния электрических машин. Выбор показателей работоспособности.
3. Методы монтажа, эксплуатации, организации ремонтного производства.
Организация монтажных работ промышленного оборудования. Фундаменты под оборудование. Такелажные работы при монтаже оборудования. Монтаж металлорежущих станков. Монтаж прессов и молотов. Монтаж литейного оборудования. Монтаж мостовых кранов. Испытание оборудования после монтажа. Планирование эксплуатационного обслуживания. Детерминированная модель замены оборудования. Модель замены оборудования, подверженного случайным отказам. Выбор стратегии и периодичности профилактического обслуживания. Стратегии простых и профилактических замен оборудования с марковским процессом износа. Стратегии групповых замен-профилактик. Планирование проверок исправности. Планирование проверок исправности хранимых изделий с учетом расхода технического ресурса. Проверки исправности изнашивающихся изделий. Применение марковских моделей с доходами к планированию эксплуатационного обслуживания. Организация и нормы ремонта электрических машин. Общие вопросы ремонта электрических машин. Объем работ по техническому обслуживанию и ремонту. Испытание электрических машин при ремонте. Организация электроремонтного производства. Технические условия и организация ремонта. Технические условия ремонта. Структура электроремонтного предприятия. Монтаж силового электрооборудования. Типы и конструкции электрических машин. Монтаж электрических машин небольшой мощности. Сведения по монтажу электрических машин больших мощностей. Монтаж пускорегулирующих аппаратов. Простейшие схемы включения в сеть электродвигателей. Неполадки в период пробного пуска электродвигателей и их устранение. Заземление в электросиловых установках. Указания по технике безопасности при монтаже электросиловых установок.
4. Пересчет изделий при ремонте, их модернизации, разборке и дефекации изделий.
Модернизация оборудования при ремонте. Основные направления модернизации. Примеры модернизации оборудования.
5. Способы механического и обмоточного ремонта, сборки и испытаний изделий после ремонта.
Разборка и сборка электрических машин. Разборка машин средней мощности. Разборка крупных машин. Сборка машин после ремонта. Основные сведения об изоляции и обмоточных проводах. Обмоточные провода. Лакоткани. Электрокартон. Пленкоэлектрокартон. Ленты. Миканиты. Ремонт статорных обмоток машин переменного тока. Число пар полюсов. Шаг витка. Число фаз обмотки. Трехфазная обмотка. Число пазов на полюс—фазу. Полюсная группа. Соединение полюсных групп. Обмотки с дробным числом пазов на полюс—фазу. Конструкция обмоток. Составление схемы обмоток. Соединение фаз обмотки. Обмотки многоскоростных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Обмотки однофазных асинхронных двигателей. Расчет числа витков и сечения проводников. Неисправности обмоток и их выявление. Способы выполнения обмоток. Всыпная обмотка. Протяжная обмотка. Шаблонная обмотка. Ремонт якорных и роторных обмоток. Ремонт обмоток возбуждения. Обмотки якорей. Выявление неисправностей обмотки. Изготовление якорных секций. Разметка якоря. Укладка секций в пазы. Пайка обмоток, коллекторов, бандажей. Ремонт роторных обмоток. Ремонт бандажей. Ремонт обмоток возбуждения. Сушка и пропитка обмоток. Нормы на сопротивление изоляции машин. Сушка горячим воздухом. Сушка током. Температура сушки. Контроль и время сушки. Пропитка обмоток. Лаки. Режимы сушки и пропитки. Сушильные печи. Компаундировка и вакуум-сушка. Ремонт коллекторов и щеткодержателей. Коммутация. Конструкция коллектора. Изготовление пластин. Сборка пластин. Сборка коллектора. Изоляционные конусы. Неисправности коллекторов и виды ремонта. Ремонт кольцевого коллектора (контактных колец). Ремонт щеткодержателей. Ремонт механических частей. Ремонт сердечников статора и ротора. Ремонт вала. Ремонт станин и подшипниковых щитов. Ремонт подшипников скольжения. Ремонт подшипников качения. Балансировка роторов
6. Разработка специального оборудования и методов испытаний изделий в статических и переходных режимах.
Испытание электрических машин. Виды испытаний. Проверка сопротивления изоляции. Измерение сопротивления обмоток. Проверка правильности маркировки выводных концов. Определение коэффициента трансформации. Опыт холостого хода. Испытание на повышенную скорость вращения. Испытание изоляции между витками обмоток. Опыт короткого замыкания. Испытание на нагревание. Испытание электрической прочности изоляции. Испытание деталей. Ориентировочное определение номинальных данных асинхронного двигателя.