Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СамарскИЙ государственнЫЙ УНИВЕРСИТЕТ путей сообщения»

Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ по дисциплине

«ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ НЕТЯГОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ»

для студентов специальностей

190901 «Системы обеспечения движения поездов»,

очной и заочной формы обучения

Составитель: Л. С. Лабунский

Самара 2014

УДК 621.38 (075.8)

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей» для студентов специальностей 190901 «Системы обеспечения движения поездов очной и заочной формы обучения [Текст] Составитель Л.С. Лабунский. - Самара: СамГУПС, 2014.- 61 с.

Утверждены на заседании кафедры 12 мая 2014 г., протокол №.9.

Печатается по решению редакционно-издательского совета университета.

Приведены методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов по рассматриваемой дисциплине.

В методических указаниях содержатся основные сведения о работе с пакетом программ схемотехнического моделирования «Electronics Workbench», о теории работы однофазных выпрямителей, примеры моделирования электронных схем, теоретические сведения и практические примеры испытаний и измерений сопротивления изоляции электрических сетей и электроустановок напряжением до и свыше 1000 В, сопротивления заземления, сопротивления петли «Фаза-нуль», приведены контрольные вопросы.

Составитель: Лабунский Леонид Сергеевич

Рецензенты: к.т.н., доцент СамГУПС Гаранин Максим Алексеевич;

.

Редактор: Егорова И.М.

Компьютерная верстка:

Подписано в печать _______ 2014 г. Электронное издание. Формат 60х90 1/16

Бумага писчая. Печать оперативная. Усл. п.л. 2,25.

Тираж 100 экз. Заказ №

 Самарский государственный университет путей сообщения, 2014

Введение

Для изучения дисциплины «Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей» требуется освоение дисциплин: «Теоретические основы электротехники», «Электроника», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Материаловедение». Приступая к изучению дисциплины, студент должен владеть методологией расчета и проектирования электронных схем, выбора электротехнических материалов, проведения электрических измерений. Цели освоения дисциплины – приобретение студентами теоретических знаний в области систем электроснабжения нетяговых потребителей железных дорог и метрополитенов, практических умений и навыков расчета систем электроснабжения.

Компетенции дисциплины:

ПК-12. Владение основами расчета и проектирования элементов и устройств различных физических принципов действия.

Знать последовательность и особенности расчета и проектирования системы электроснабжения нетяговых потребителей, схем внешнего электроснабжения, выбора электрооборудования для систем автоматики и телемеханики на станциях и перегонах; расчета систем освещения.

Уметь рассчитывать и проектировать системы электроснабжения нетяговых потребителей, схемы внешнего электроснабжения, источники питания аппаратуры СЦБ и связи.

Владеть методиками расчета и проектирования источников питания аппаратуры СЦБ и связи; расчета системы электроснабжения нетяговых потребителей и схем внешнего электроснабжения; расчета систем освещения, выбора электрооборудования для систем автоматики и телемеханики на станциях и перегонах.

ПК-24. Готовность к организации проектирования систем обеспечения движения поездов; умение разрабатывать проекты систем, технологических процессов производства, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта систем обеспечения движения поездов, средств технологического оснащения производства; готовность разрабатывать конструкторскую документацию.

Знать: последовательность, технологию и особенности разработки мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, в том числе с использованием компьютерных технологий.

Уметь: применять навыки проектирования системы электроснабжения нетяговых потребителей, схем внешнего электроснабжения, источников питания аппаратуры автоматики и телемеханики, разработки мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, в том числе с использованием компьютерных технологий.

Владеть: программными средствами расчета и моделирования работы системы электроснабжения нетяговых потребителей и процессов, протекающих в системе электроснабжения; программными средствами для расчета и разработки мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности.

Применение информационных технологий в учебном процессе позволяет существенно расширить количество лабораторных работ и ввести в процесс их выполнения элементы научного исследования.

Для дисциплины «Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей» применяется пакет программ «Electronics Workbench», который предназначен для моделирования и анализа электрических схем.

Программа «Electronics Workbench» позволяет моделировать аналоговые, цифровые и цифро-аналоговые схемы большой степени сложности. Имеющиеся в программе библиотеки включают в себя большой набор широко распространенных электронных компонентов. Параметры компонентов можно изменять в широком диапазоне значений. Простые компоненты представлены набором параметров, значения которых можно изменять непосредственно с клавиатуры, активные элементы описываются математической моделью, представляющей собой совокупность параметров и описывающей конкретный элемент или его идеальное представление. Модель выбирается из списка библиотек компонентов, параметры модели также могут быть изменены пользователем. В библиотеки компонентов программы входят пассивные элементы, транзисторы, управляемые источники, управляемые ключи, гибридные элементы, индикаторы, логические элементы, триггерные устройства, цифровые и аналоговые элементы, специальные комбинационные и последовательные схемы. Активные элементы могут быть представлены моделями как идеальных, так и реальных элементов. Возможно также создание своих моделей элементов и добавление их в библиотеки элементов.

Приборы позволяют производить измерения различных величин, задавать входные воздействия, строить графики. В программе используется большой набор приборов для проведения измерений: амперметр, вольтметр, осциллограф и др. Все приборы изображаются в виде, максимально приближенном к реальному, поэтому работать с ними просто и удобно. Результаты моделирования можно вывести на принтер или импортировать в текстовый или графический редактор для их дальнейшей обработки.

Сложные схемы занимают достаточно много места, изображение при этом стараются сделать более плотным, что часто приводит к ошибкам в подключении проводников к элементам цепи. «Electronics Workbench» позволяет разместить схему таким образом, чтобы были чётко видны все соединения элементов и одновременно вся схема целиком. Возможность изменения цвета проводников позволяет сделать схему более удобной для восприятия.

Можно отображать различными цветами и графики, что очень удобно при одновременном исследовании нескольких зависимостей. Интуитивность и простота интерфейса делают программу доступной любому, кто знаком с основами использования Windows.

Предлагаемые в методических указаниях лабораторные работы по исследованию полупроводниковых диодов и однофазных выпрямителей выполняются методом компьютерного моделирования. Исследуемые схемы могут быть спроектированы самостоятельно или взяты из типовых примеров.