2 Робоча програма й методичні вказівки щодо вивчення тем дисципліни

2.1 Мета й завдання дисципліни, її місце в навчальному процесі

Метою вивчення дисципліни є набуття теоретичних та практичних знань, вивчення особливостей тягових електричних машин та їх характеристик.

Предметом вивчення є тягові електричні машини для магістрального, внутрішньозаводського, кар’єрного, трамвайного, тролейбусного, електромобільного, підлогового та іншого електротранспорту.

Завданням вивчення дисципліни є пізнання:

- будови та принципів дії різних типів тягових електричних машин;

- призначення та фізичних явищ, які протікають в тягових електричних машинах у різних режимах роботи;

- основних характеристик тягових електричних машин.

В результаті вивчення курсу студенти повинні вміти:

- аналізувати процеси в тягових електричних машинах методами, які застосовуються для цієї мети;

- вибирати електричні машини за їхніми характеристиками для конкретних систем та обладнання;

- порівнювати різні системи високошвидкісної наземної тяги з лінійними тяговими двигунами та вибирати ті, які найкраще підходять за конкретними умовами.

Теоретичною базою курсу є загальний курс електричних машин, їх проектування та технологія виробництва.

При вивченні будови, принципу дії та характеристик різних типів тягових електричних машин, необхідні знання з інженерної графіки, фізики, хімії, електротехнічних матеріалів, математики, електричних апаратів, промислової електроніки, технічної механіки, основ метрології та електричних вимірювань, електротехніки.

2.2 Змістові модулі

Вступ. Визначення, різновиди й галузі застосування тягових електричних машин. Стан та перспективи розвитку цих машин.

Лекції – 2 години

Самостійна робота – 2 години

Рекомендована література: [1]

Характеристики та властивості колекторних тягових двигунів. Номінальні та граничні параметри. Магнітні характеристики. ККД та втрати потужності. Робочі характеристики. Принципи регулювання режимів роботи. Регулювальні та експлуатаційні властивості тягових двигунів. Характеристики в режимі електричного гальмування.

Лекції – 4 години

Самостійна робота – 4 години

Рекомендована література: [1], [2].

Особливості струмознімання в колекторних двигунах постійного струму. Вимоги до струмознімання. Вплив механічних збурень на роботу щіткового-колекторного апарату, процеси комутації та дугоутворення. Особливості струмознімання в тягових двигунах з компенсаційною обмоткою та безпазовими якорями.

Лекції – 4 години

Лабораторні роботи – 2 години.

Самостійна робота – 4 години

Рекомендована література: [1], [2].

Тягові двигуни пульсуючого струму. Особливості живлення тягових двигунів від випрямної установки електрорухомого складу. Магнітні поля в двигунах пульсуючого струму. Особливості комутаційного процесу й компенсації змінної складової реактивної ЕРС. Особливості розподілу напруги по колу колектора. Додаткові втрати в двигунах пульсуючого струму. Особливості роботи тягових двигунів при імпульсному регулюванні напруги якоря та збудження. Двигуни постійного струму з неявнополюсним статором.

Лекції – 4 години

Лабораторні роботи – 4 години.

Самостійна робота – 4 години

Рекомендована література: [1], [2], [3].

Деякі напрямки удосконалення конструкції та проектування колекторних машин постійного струму. Електрична машина з універсальним збудженням. Визначення розмахів пульсацій та середніх величин швидкості обертання, обертаючого моменту, магнітного потоку при імпульсному живленні тягового двигуна послідовного збудження. Визначення основних розмірів та електромагнітних навантажень. Аналітична апроксимація характеристик намагнічування сталі для машин постійного струму. Магнітні характеристики таких машин.

Лекції – 4 години

Лабораторні роботи – 4 години.

Самостійна робота –8 годин

Рекомендована література: [3].

Безколекторні тягові двигуни. Загальні порівняльні дані колекторних та безколекторних тягових двигунів. Вентильні тягові двигуни та електромагнітні процеси у них. Характеристики.

Живлення асинхронних тягових двигунів від напівпровідникових перетворювачів. Частотне регулювання. Електромагнітні процеси.

Лекції – 4 години

Лабораторні роботи – 7 годин.

Самостійна робота –8 годин

Рекомендована література: [1], [2].

Лінійні електричні двигуни. Особливості тягових лінійних двигунів. Класифікація лінійних електричних машин. Лінійні двигуни асинхронні, синхронні, постійного струму, універсальні, вентильні. Приклади використання лінійних електричних машин.

Лінійні асинхронні двигуни для високошвидкісного наземного транспорту. Кінцеві ефекти. Крайові та поверхневий ефекти. Особливості конструкції обмоток лінійних асинхронних двигунів. Нормальні сили.

Лекції – 4 години

Самостійна робота – 8 годин

Рекомендована література: [4], [5], [6].

Системи високошвидкісного наземного транспорту. Проблеми створення. Характеристики систем підвішування, тяги й гальмування. Визначення сили тяги потяга. Надпровідні магніти екіпажу.

Лекції – 4 години

Самостійна робота – 8 годин

Рекомендована література: [4].

Особливості розрахунку нестаціонарних процесів у обертових тягових електричних машинах. Характеристики неусталених процесів. Вплив вихрових струмів у магнітопроводах та індуктивності обмоток на протікання перехідних процесів у тягових машинах. Рівняння перехідних процесів. Комутація, робота додаткових полюсів, потенціальні умови на колекторі та дія компенсаційної обмотки при несталих процесах. Перехідні електромагнітні процеси в асинхронних тягових двигунах. Методи дослідження несталих процесів.

Лекції – 4 години

Самостійна робота – 5 годин

Рекомендована література: [1], [2].