Организация обучения в интерактивной форме

 

 

Наименование разделов и тем дисциплины	Лекции, час.	Практические занятия, час.	Всего, час.
Тема 1Машины постоянного тока	0,25		0,25
Тема 2Трансформаторы	0,5		1,25
Тема 3 Общие вопросы теории машин переменного тока	0,25		1,25
Тема 4 Асинхронные машины	0,5		1,5
Тема 5Синхронные машины	0,25		1,25
Тема 6 Специальные машины (микромашины)	0,25		0,25
Всего

III СОДЕРЖАНИЕ дисциплины (МОДУЛЯ) КУРСА

Введение

Содержание темы: Классификация электрических машин. Применение электрических машин в сельском хозяйстве. Краткие сведения по истории развития электромашиностроения и роли отечественных ученых в этом процессе. Современное состояние электромашиностроения в России. Отечественные и международные стандарты на электрические машины. Номинальные данные электрических машин и трансформаторов. Основные физические законы, на которых основаны принципы действия электрических машин.

Результат (Код компетенции): ОК-6, ОК-11

Тема 1 Машины постоянного тока

Содержание темы: Основные элементы устройства и принцип действия машин постоянного тока. Магнитная цепь машин постоянного тока. Понятие о расчете магнитной цепи, характеристика намагничивания, распределение индукции магнитного поля под полюсом при холостом ходе. Понятие об обмотках машин постоянного тока. Электродвижущая сила (ЭДС) обмотки. Реакция якоря в машинах постоянного тока при щетках, расположенных на геометрической нейтрали. Форма кривой индукции магнитного поля под полюсом. Понятие о размагничивающем действии поперечной реакции якоря. Реакция якоря при щетках, смещенных с геометрической нейтрали.

Влияние реакции якоря на работу машины. Понятие о коммутации в машинах постоянного тока. Прямолинейная, замедленная и ускоренная коммутация. Способы улучшения коммутации. Дополнительные полюса, компенсационная обмотка. Способы возбуждения машин постоянного тока. Процесс самовозбуждения генератора постоянного тока параллельного возбуждения. Электромагнитный момент, развиваемый якорем машины постоянного тока.

Характеристики генераторов постоянного тока с различными схемами

возбуждения: холостого хода, внешняя, регулировочная. Двигатели постоянного тока. Уравнение ЭДС, уравнение моментов. Пуск в ход двигателей параллельного и последовательного возбуждения. Основные характеристики двигателей параллельного, последовательного и смешанного возбуждения: рабочие, электромеханические, механические.

Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока. Естественная и искусственные механические характеристики. Области применения двигателей параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.

Результат (Код компетенции): ОК-11, ПК-9, ПК-12, ПК-50

Тема 2 Трансформаторы

Содержание темы: Устройство и принцип действия трансформаторов. Трансформаторы стержневые и броневые, трехфазные стержневые и групповые. Электротехническая сталь для магнитопроводов. Потери в стали и способы их снижения. Холоднокатанная сталь. Сборка магнитопровода. Обмотки трансформаторов. Понятие о конструкции обмоток трансформаторов. Системы охлаждения трансформаторов. Изоляционные материалы. Маркировка и ряд типоразмеров трансформаторов. Однофазный трансформатор.

Холостой ход трансформатора. ЭДС обмоток трансформатора. Коэффициент трансформации. Намагничивающий ток и ток холостого хода. Приведенный трансформатор. Векторные уравнения трансформатора. Уравнения магнитодвижущих сил и токов трансформатора. Т-образная схема замещения. Параметры приведенного трансформатора. Упрощенная схема замещения. Векторные диаграммы для Т-образной и упрощенной схемы замещения. Энергетический баланс трансформатора.

Опытное определение параметров схемы замещения на основании опытов холостого хода и короткого замыкания. Напряжение короткого замыкания, потери короткого замыкания. Эксплуатационные показатели трансформаторов. Изменение вторичного напряжения трансформатора в зависимости от степени его загрузки и характера нагрузки, внешняя характеристика трансформатора. КПД трансформатора, эксплуатационный КПД. Схемы и группы соединения трансформатора. Соединение обмоток трехфазного трансформатора в звезду, треугольник, зигзаг. Особенности

трансформатора со схемой соединения звезда-зигзаг с нулевым проводом. Группы соединения, рекомендуемые ГОСТом. Параллельная работа трансформаторов: условия включения, распределение нагрузки. Работа трехфазных трансформаторов при несимметричной нагрузке. Распределение нагрузки в первичной обмотке, искажение симметрии напряжений. Понятие о сопротивлении нулевой последовательности. Явления при намагничивании трансформаторов. Форма намагничивающего тока, магнитного потока и ЭДС при различных схемах соединения обмоток. Временные высшие гармоники магнитного потока и намагничивающего тока. Переходные процессы при включении ненагруженного трансформатора в сеть и при внезапных коротких замыканиях. Нагрев трансформатора. Трехобмоточные трансформаторы. Автотрансформаторы. Трансформаторы выпрямительных установок. Сварочные трансформаторы.

Результат (Код компетенции): ПК-9,ПК-12, ПК-14, ПК-49, ПК-50, ПК-51

Тема 3 Общие вопросы теории машин переменного тока

Содержание темы: Образование вращающегося магнитного поля. Частота вращения основной волны поля и высших гармонических составляющих. Принцип работы и устройства машин переменного тока. Принципы выполнения обмоток. ЭДС обмоток машин переменного тока. Методы улучшения формы ЭДС. Понятие о магнитодвижущей силе (МДС) обмоток. Схемы обмоток машин переменного тока.

Результат (Код компетенции): ПК-9,ПК-12, ПК-14, ПК-49, ПК-50, ПК-51

Тема 4 Асинхронные машины

Содержание темы: Конструкция асинхронного двигателя. Принцип работы. Серии асинхронных двигателей, номинальные данные, закрытое и защищенное исполнение. Асинхронная машина при неподвижном роторе: с разомкнутым ротором, в режиме фазорегулятора, в режиме индукционного регулятора. Асинхронная машина при вращающемся роторе: рабочий процесс асинхронного двигателя. Пространственная диаграмма МДС. Уравнение МДС и токов. Приведение вращающейся асинхронной машины к

неподвижному состоянию. Т-образная и Г-образная схемы замещения. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя. Общее выражение момента асинхронной машины. Механическая характеристика асинхронной машины. Расчетная формула момента асинхронной машины, формула Клосса. Рабочие характеристики асинхронного двигателя. Моменты высших гармонических составляющих магнитного поля.

Круговая диаграмма асинхронной машины: обоснование и методы ее построения. Анализ свойств асинхронной машины с помощью круговой диаграммы. Пуск трехфазных асинхронных двигателей, способы пуска. Асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми свойствами. Способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей изменением числа пар полюсов, частоты и скольжения. Работа асинхронных двигателей при условиях, отличных от номинальных: при напряжении и частоте отличных от номинальных, при несимметрии напряжения, при несимметрии обмотки ротора. Однофазные асинхронные двигатели. Трехфазный двигатель в одно фазном режиме. Асинхронная машина в режиме генератора. Асинхронный преобразователь частоты. Асинхронные машины в режиме

противовключения и динамического торможения. Понятие о переходных процессах в асинхронных двигателях.

Результат (Код компетенции): ПК-9,ПК-12, ПК-14, ПК-49, ПК-50, ПК-51

Тема 5 Синхронные машины

Содержание темы: Назначение, типы и устройство синхронных машин. Явнополюсные и неявнополюсные синхронные машины. Принцип действия синхронного генератора. Реакция якоря синхронного генератора при активной, индуктивной и емкостной нагрузках. Общий случай нагрузки. Реакция якоря явнополюсной синхронной машины. Теория двух реакций. Реакция якоря однофазного синхронного генератора.

Векторные диаграммы синхронного генератора. Магнитные потоки и ЭДС синхронного генератора. Уравнения равновесия ЭДС. Векторные диаграммы неявнополюсного и явнополюсного синхронного генераторов.

Параметры синхронного генератора. Характеристики синхронного генератора: холостого хода, короткого замыкания, нагрузочная, внешние и регулировочные. Отношение короткого замыкания. Параллельная работа синхронных генераторов с сетью большой мощности. Способы синхронизации.

Электромагнитная мощность, угловая характеристика, регулирование активной и реактив ной мощности. U-образные характеристики синхронного генератора. Несимметричные установившиеся режимы работы синхронного генератора. Понятие о сопротивлениях прямой, обратной и нулевой последовательностей. Несимметричные установившиеся короткие замыкания синхронного генератора. Понятие о переходном процессе при внезапном коротком замыкании, физические явления. Аналитическое и графическое выражение токов синхронной машины при внезапном коротком замыкании. Сверхпереходные и переходные сопротивления синхронной машины. Последствия внезапного короткого замыкания. Понятие о статической и динамической устойчивости работы синхронных машин.

Трехфазный синхронный двигатель. Принцип действия, преимущества и

недостатки по сравнению с асинхронным двигателем. Электромагнитная мощность и момент двигателя. Уравнения равновесия ЭДС. Работа синхронного двигателя при изменении тока возбуждения и тормозного момента. U-образные характеристики. Асинхронный пуск синхронного двигателя. Синхронный компенсатор.

Результат (Код компетенции): ПК-9,ПК-12, ПК-14, ПК-49, ПК-50, ПК-51