- •Электрические машины
- •I «Техника и технологии» Учебная программа (рабочий вариант) для специальности
- •II. Содержание учебного материала
- •Раздел 1. Трансформаторы.
- •Тема 1.1. Трансформаторы общего применения.
- •Раздел 2. Асинхронные электрические машины.
- •Тема 2.1. Общие вопросы теории бесколлекторных машин переменного тока.
- •Тема 2.2. Трехфазные асинхронные электрические машины.
- •Тема 2.3. Однофазные асинхронные двигатели.
- •Раздел 3. Синхронные электрические машины.
- •Тема 3.1. Общие вопросы теории электрических машин переменного тока.
- •Тема 3.2. Синхронные генераторы.
- •Тема 3.3. Синхронные двигатели.
- •Раздел 4. Электрические машины постоянного тока.
- •Тема 4.1. Общие вопросы теории электрических машин постоянного тока.
- •Тема 4.2. Генераторы постоянного тока.
- •Тема 4.3. Коллекторные двигатели постоянного тока.
- •Тема 4.4. Нагревание и охлаждение электрических машин.
- •III. Учебно-методическая карта
- •IV. Информационная часть
- •4.1. Литература
- •4.2. Перечень лабораторных занятий
- •4.3. Перечень практических занятий
- •4.4. Тематика реферативных работ
- •4.5. Список компьютерных программ
- •4.6. Перечень наглядных пособий и оборудования
- •4.7. Перечень Плакатов
- •4.8. Перечень Схем
- •4. 9. Перечень Макетов и разрезов
- •С другими дисциплинами специальности
Тема 4.3. Коллекторные двигатели постоянного тока.
Основные понятия. Режимы работы двигателя постоянного тока и их особенности. Двигатель параллельного возбуждения. Двигатель последовательного возбуждения. Двигатель смешанного возбуждения. Пуск двигателя. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока. Рекуперативное торможение. Динамическое торможение. Потери и КПД двигателей постоянного тока. Построение механической характеристики. Построение рабочих характеристик. Машины постоянного тока единой серии П. Машины постоянного тока серии 2П.
Тема 4.4. Нагревание и охлаждение электрических машин.
Основные понятия. Номинальные режимы работы электрических машин. Охлаждение электрических машин. Охлаждение трансформаторов.
Заключение.
Современные достижения электромашиностроения.
Перспективы развития электромашиностроения.
курсовой проект.
Курсовое проектирование проводится с целью привития практических навыков по расчету элементов авиационных электрических машин и проверки полученных результатов на соответствие техническому заданию. На его выполнение выделяется 16 часов в сетке расписания. Задания и методические указания на курсовое проектирование сформулированы в учебном пособии для курсового проектирования [5].
9
III. Учебно-методическая карта
Номер раздела, темы, занятия |
Название раздела, темы, занятия; перечень изучаемых вопросов
|
Количество аудиторных часов |
Материальное обеспечение занятия (наглядные, методические пособия и др.) |
Литература |
Формы контроля знаний |
|||
лекции |
практические (семинарские) занятия |
лабораторные занятия |
управляемая (контролируемая) самостоятельная работа студента |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Введение (2 ч.)
|
2 |
|
|
|
Плакаты |
[1-3] |
|
1. |
Трансформаторы (24 ч.) |
14 |
6 |
4 |
|
|
|
|
1.1. |
Трансформаторы общего применения (24 ч.) |
14 |
6 |
4 |
|
|
|
|
1.1.1. |
Принцип действия трансформатора
|
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
1.1.2. |
Устройство трансформаторов 1. Конструкция основной части трансформаторов и ее особенности 2. Конструкция неактивных частей трансформаторов |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
1.1.3 |
Устройство трансформаторов 1. Системы охлаждения трансформаторов 2. Обозначение трансформаторов |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
1.1.4. |
Основные уравнения трансформатора
|
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
1.1.5. |
Схемы замещения трансформаторов 1. Приведение вторичной обмотки трансформатора к первичной 2. Схема замещения трансформатора |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
1.1.6. |
Векторная диаграмма трансформатора 1. Определение параметров схемы замещения трансформатора 2. Векторная диаграмма трансформатора |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
1.1.7. |
Работа трансформатора под нагрузкой
3. Энергетическая диаграмма |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
1.1.8. |
Изучение особенностей регулирования напряжения в трансформаторах 1. Принцип регулирования напряжения 2. Выполнение регулировочных ответвлений 3. Переключение ответвлений под нагрузкой (РПН) |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
1.1.9. |
Переходные процессы в трансформаторах 1. Переходные процессы при включениях трансформатора 2. Переходные процессы при внезапном КЗ 3. Перенапряжение в трансформаторах и защита от него |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
1.1.10. |
Параллельная работа и регулирование напряжения трансформаторов 1. Группа соединения обмоток 2. Особенности параллельной работы трансформаторов |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
1.1.11. |
Исследование характеристик трансформатора 1. Определение параметров схемы замещения трансформатора при помощи опытов ХХ и КЗ 2. Построение нагрузочной и рабочих характеристик трансформатора |
|
|
2 |
|
Simulink Matlab |
[4] |
Зачет |
1.1.12. |
Исследование характеристик трансформатора 1. Построение нагрузочной и рабочих характеристик трансформатора |
|
|
2 |
|
Simulink Matlab |
[4] |
Зачет |
2. |
Асинхронные электрические машины (32 ч.) |
16 |
10 |
|
6 |
|
|
|
2.1. |
Общие вопросы теории бесколлекторных машин переменного тока (2 ч.) |
2 |
|
|
|
|
|
|
2.1.1. |
Особенности работы и устройства бесколлекторных машин переменного тока 1. Принцип действия синхронного генератора 2. Принцип действия асинхронного двигателя 3. Принцип выполнения обмоток статора |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
2.2. |
Трехфазные асинхронные электрические машины (20 ч.) |
12 |
8 |
|
|
|
|
|
2.2.1. |
Режимы работы и особенности устройства асинхронной машины 1. Режимы работы асинхронной машины 2. Основные конструктивные элементы асинхронных двигателей и их особенности 3. Магнитная цепь асинхронной машины |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
2.2.2. |
Рабочий процесс трехфазного асинхронного двигателя 1. Уравнения ЭДС, МДС и токов 2. Физические процессы в асинхронной машине при заторможенном и вращающемся роторе |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
2.2.3. |
Изучение конструкции трехфазных асинхронных двигателей 1. Конструкция ротора 2. Конструкция статора |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
2.2.4. |
Схема замещения асинхронной машины 1. Приведение параметров обмотки ротора к обмотке статора 2. Схема замещения асинхронного двигателя 3. Векторная диаграмма асинхронного двигателя 4. Круговая диаграмма асинхронного двигателя |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
2.2.5. |
Характеристики асинхронного двигателя 1. Потери и КПД асинхронного двигателя 2.Электромагнитный момент и механические характеристики асинхронного двигателя 3. Рабочие характеристики асинхронного двигателя |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
2.2.6. |
Пуск асинхронных двигателей 1. Пуск двигателя с фазным ротором 2. Пуск двигателя с КЗ ротором 3. Особенности КЗ асинхронных двигателей с улучшенными пусковыми свойствами |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
2.2.7. |
Изучение особенностей работы и устройства асинхронных короткозамкнутых двигателей с улучшенными пусковыми характеристиками 1. Глубокопазные двигатели 2. Двухклеточные двигатели 3. Разновидности асинхронных двигателей с вытеснением тока |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
2.2.8. |
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей 1. Регулирование частоты вращения изменением скольжения 2. Регулирование частоты вращения нарушением симметрии подводимого напряжения 3. Регулирование частоты вращения изменением активного сопротивления в цепи ротора 4. Регулирование частоты вращения изменением частоты тока в статоре 5. Регулирование частоты вращения изменением числа полюсов обмотки статора |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
2.2.9. |
Изучение особенностей работы асинхронных двигателей при различных режимах работы 1. Работа трехфазных асинхронных двигателей при анормальных условиях 2. Несимметричные режимы работы асинхронных двигателей 3. Режимы холостого хода и короткого замыкания асинхронного двигателя |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
2.2.10. |
Изучение особенностей работы асинхронных двигателей при различных режимах работы 1. Режимы холостого хода и короткого замыкания асинхронного двигателя
|
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
2.3. |
Однофазные асинхронные двигатели (10 ч.) |
2 |
2 |
|
6 |
|
|
|
2.3.1. |
Однофазные и конденсаторные асинхронные 1. Принцип действия и пуск однофазного асинхронного двигателя 2. Асинхронные конденсаторные двигатели 3. Работа трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
2.3.2. |
Однофазный асинхронный двигатель 1. Конструкция однофазного асинхронного двигателя 2. Характеристики однофазного асинхронного двигателя 3. Конструкция асинхронного конденсаторного двигателя и его особенности |
|
|
|
4 |
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Опрос |
2.3.3. |
Основные типы серийных асинхронных двигателей и особенности их устройства 1. Особенности конструкции трехфазных асинхронных двигателей серии 4А 2. Двигатели основного исполнения 3. Электрические модификации двигателей |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
2.3.4. |
Особенности асинхронных двигателей промышленных установок 1. Асинхронные двигатели большой мощности 2. Асинхронные двигатели механизмов общепромышленного назначения |
|
|
|
2 |
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Опрос |
3. |
Синхронные электрические машины ( 28 ч.) |
12 |
8 |
4 |
4 |
|
|
|
3.1. |
Общие вопросы теории электрических машин переменного тока (4 ч.) |
4 |
|
|
|
|
|
|
3.1.1. |
Общие сведения о синхронных машинах 1. Принцип действия синхронной машины 2. Особенности устройства синхронных машин и их типы 3. Способы возбуждения синхронных машин |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
3.1.2. |
Принципы выполнения обмоток статора
3. Зубцовые гармоники ЭДС |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
3.2. |
Синхронные генераторы ( 20 ч.) |
6 |
8 |
4 |
2 |
|
|
|
3.2.1. |
Особенности работы и конструкции синхронных генераторов
|
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
3.2.2. |
Особенности конструкции синхронных генераторов
|
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
3.2.3. |
Особенности конструкции синхронных генераторов 1. Особенности конструкции и устройства синхронных генераторов большой мощности |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
3.2.4. |
Работа синхронного генератора под нагрузкой 1. Магнитное поле синхронного генератора 2. Реакция якоря |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
3.2.5. |
Характеристики синхронного генератора 1. Уравнение ЭДС синхронного генератора 2. Характеристики синхронного генератора |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
3.2.6. |
Определение потерь и КПД синхронных машин 1. Определение основных и добавочных потерь синхронного генератора 2. Расчет КПД 3. Построение энергетической диаграммы синхронного генератора |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
3.2.7. |
Исследование синхронного генератора переменного тока 1. Построение угловой характеристики генератора |
|
|
2 |
|
Simulink Matlab |
[4] |
Зачет |
3.2.8. |
Исследование синхронного генератора переменного тока 1. Построение внешних и рабочих характеристик генератора при различных характеристиках нагрузки |
|
|
2 |
|
Simulink Matlab |
[4] |
Зачет |
3.2.9. |
Параллельная работа синхронных генераторов 1. Условия включения генераторов на параллельную работу 2. Включение генератора на параллельную работу с сетью 3. Регулирование активной и реактивной мощностей |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
3.2.10. |
Характеристики синхронного генератора 1. Угловые характеристики мощности 2. U-образные кривые синхронного генератора
|
|
|
|
2 |
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Опрос |
3.3. |
Синхронные двигатели (4 ч.) |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
3.3.1. |
Общие вопросы теории синхронных двигателей
|
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Опрос |
3.3.2. |
Пуск синхронных двигателей
|
|
|
|
2 |
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Опрос |
4. |
Электрические машины постоянного тока (42 ч.) |
18 |
20 |
2 |
2 |
|
|
|
4.1. |
Общие вопросы теории электрических машин постоянного тока (14 ч.) |
10 |
2 |
|
2 |
|
|
|
4.1.1. |
Принцип действия, особенности устройства машин постоянного тока
|
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
4.1.2. |
Обмотки якоря машины постоянного тока
2. Волновые обмотки якоря |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
4.1.3. |
Комбинированная обмотка машины постоянного тока 1. Уравнительное соединение обмоток якоря машины постоянного тока 2. Комбинированная обмотка якоря машины постоянного тока |
|
|
|
2 |
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Опрос |
4.1.4. |
Уравнения ЭДС и электромагнитного момента машины постоянного тока
|
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
4.1.5. |
Магнитное поле машины постоянного тока
|
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
4.1.6. |
Коммутация в машинах постоянного тока
|
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
4.1.7. |
Основные способы улучшения коммутации 1. Причины неудовлетворительной коммутации и способы ее улучшения 2. Круговой огонь по коллектору 3. Радиопомехи от коллекторных машин и способы их подавления |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
4.2. |
Генераторы постоянного тока (8 ч.) |
2 |
6 |
|
|
|
|
|
4.2.1. |
Общие сведения о работе и конструкции генераторов постоянного тока
|
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
4.2.2. |
Изучение конструкции генераторов постоянного тока
|
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
4.2.3. |
Изучение конструкции генераторов постоянного тока 1. Бесколектроные генераторы постоянного тока |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
4.2.4. |
Параллельная работа генераторов постоянного тока 1. Условия включения генераторов постоянного тока на параллельную работу 2. Особенности работы генераторов при параллельной работе генераторов |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
4.3. |
Коллекторные двигатели постоянного тока (16 ч.) |
4 |
10 |
2 |
|
|
|
|
4.3.1. |
Особенности работы двигателей постоянного тока
2. Режимы работы двигателя постоянного тока и их особенности |
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
4.3.2. |
Характеристики двигателей постоянного тока 1. Двигатель параллельного возбуждения 2. Двигатель последовательного возбуждения 3. Двигатель смешанного возбуждения
|
2 |
|
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
|
4.3.3. |
Пуск и регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока 1. Пуск двигателя (особенности регулировочных способов)
|
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
4.3.4. |
Пуск и регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока 1. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
4.3.5. |
Торможение, потери и КПД двигателей постоянного тока 1. Рекуперативное торможения 2. Динамическое торможение |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
4.3.6. |
Торможение, потери и КПД двигателей постоянного тока 1. Потери и КПД двигателей постоянного тока |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
4.3.7. |
Исследование двигателя постоянного тока с независимым возбуждением 1. Построение механической характеристики 2. Построение рабочих характеристик |
|
|
2 |
|
Simulink Matlab |
[2-3] |
Зачет |
4.3.8. |
Основные типы серийно выпускаемых машин постоянного тока и особенности их конструкции 1. Машины постоянного тока единой серии П 2. Машины постоянного тока серии 2П |
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
4.4. |
Нагревание и охлаждение электрических машин (2 ч.) |
|
2 |
|
|
|
|
|
4.4.1. |
Процессы нагревания и охлаждения электрических машин и трансформаторов
|
|
2 |
|
|
Планшеты. Макеты и разрезы. Схемы. |
[2-3] |
Зачет |
4.5. |
Заключение (2 ч.) |
2 |
|
|
|
|
|
|
4.5.1. |
Современные состояние и перспективы развития электромашиностроения 1. Современные достижения электромашиностроения 2. Перспективы развития электромашиностроения |
2 |
|
|
|
|
[3-4] |
|
|
Курсовой проект (16 ч.) 1. Проектирование и расчет трансформаторов |
|
|
|
|
|
[5] |
Зачет |