Математичне моделювання електромеханічних перетворювачів в спеціальних режимах роботи

Вибіркова дисципліна
Обсяг освітнього компонента: 
• у кредитах ЄКТС — 6.0.
Кількість аудиторних занять: 
Лекційних занять - 15, практичних занять 15.
Самостійна робота: 
120 годин.
Семестровий контроль: 
Залік.
Освітню компоненту забезпечує: 
Анотація: 

Мета вивчення дисципліни – вивчення сучасних методів моделювання електромеханічних перетворювачів для розв'язання інженерних задач в галузі електромеханіки, загальних відомостей про звичайні та спеціальні режими роботи, особливостей використання математичних моделей для аналізу, проєктування та експлуатації електромеханічних перетворювачів як складових складних електромеханічних систем.  Формування у здобувачів вищої освіти здатності обирати та застосовувати відповідні методи моделювання для досягнення потрібних результатів з метою мінімізації витрат енергії, підвищення ефективності та надійності електромеханічних перетворювачів.

Практичне значення та використання отриманих знань – здатність використовувати математичні моделі для розв'язання інженерних задач в галузі електромеханіки, набуття навичок аналізу електромеханічних систем у нестандартних та спеціальних режимах роботи, практичне застосування чисельних методів моделювання, здатність оцінювати показники енергоефективості та надійності електромеханічних перетворювачів, розв’язувати науково-технічні проблеми, пов'язані з аналізом та подальшою оптимізацією режимів роботи, проєктуванням та керуванням електромеханічних перетворювачів.
Тематика та види навчальних занять
Для денної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1.  «Загальні відомості про режими роботи електромеханічних перетворювачів енергії  та пристроїв електромеханіки.  Спеціальні режими роботи та режими, що визначаються тривалістю включення та тривалістю навантаження.»
Лекція 2.  «Показники мережі живлення та їх вплив на роботу електромеханічних перетворювачів енергії при відхиленні від номінальних значень.» 
Лекція 3.  «Режими роботи трансформаторних пристроїв. Робота трифазних трансформаторів у несиметричних режимах».
Лекція 4.  «Робота трифазних трансформаторів у неповнофазних та аварійних режимах».
Лекція 5.  «Робота асинхронних двигунів при несиметрії напруги живлення».
Лекція 6.  «Робота асинхронних двигунів у неповнофазних режимах.  Вплив несиметрії роторних кіл на роботу асинхронної машини».
Лекція 7.  «Робота трифазного асинхронного двигуна від однофазної мережі.  Розщеплювач фаз.  Режими роботи однофазних двигун».
Лекція 8.  «Асинхронна машина в режимі генератора.  Машини подвійного живлення».
Лекція 9.  «Спеціальні режими роботи асинхронних машин із загальмованим ротором».
Лекція 10.  «Робота електричних машин і апаратів змінного струму при зміні частоти живлення».
Лекція 11.  «Режими роботи синхронних машин.  Робота синхронних генераторів при несиметричному навантаженні».
Лекція 12.  «Аварійні режими синхронних генераторів».
Лекція 13.  «Несиметричні короткі замикання синхронних генераторів».
Лекція 14.  «Режими роботи синхронних двигунів. Синхронні компенсатори». 
Лекція 15.  «Режими роботи колекторних машин».  
Лабораторні заняття
Лабораторне заняття № 1.  Умови експлуатації електромеханічних перетворюва-чів енергії  та пристроїв електромеханіки в спеціальних режимах роботи, що визначаються тривалістю включення та тривалістю навантаження.   
Мета лабораторної роботи – ознайомитись із умовами спеціальних режимів роботи електромеханічних перетворювачів енергії  та пристроїв електромеханіки, що визначаються тривалістю включення та тривалістю навантаження. 
Лабораторне заняття № 2. Дослідження показників мережі живлення та їх вплив на роботу електромеханічних перетворювачів енергії при відхиленні від номінальних значень.
Мета лабораторної роботи – ознайомитись із основними показниками якості напруги мережі живлення та оцінити їх вплив на роботу електромеханічних перетворювачів енергії.  
Лабораторне заняття № 3.  Режими роботи трансформаторних пристроїв. Робота трифазних трансформаторів у несиметричних режимах.  
Мета лабораторної роботи – ознайомитись із процесами, що відбуваються у трифазних трансформаторах при несиметричному живленні та несиметричному навантаженні.  
Лабораторне заняття № 4.  Дослідження роботи трифазних трансформаторів у неповнофазних та аварійних режимах.
Мета лабораторної роботи – ознайомитись із особливостями роботи трифазних трансформаторів у неповнофазних режимах та їх захисту у аварійних режимах роботи.  
Лабораторне заняття № 5.  Дослідження роботи асинхронних двигунів при несиметрії напруги живлення.  
Мета лабораторної роботи – ознайомитись із особливостями роботи асинхронних двигунів при несиметрії напруги живлення, оцінити рівень додаткових втрат, та особливості захисту. 
Лабораторне заняття № 6.  Робота асинхронних двигунів у неповнофазних режимах.  Вплив несиметрії роторних кіл на роботу асинхронної машини.  
Мета лабораторної роботи – ознайомитись із особливостями роботи асинхронних двигунів при обриві фази живлення.  Оцінка впливу несиметрії роторних кіл на роботу асинхронного двигуна.  
Лабораторне заняття № 7.  Робота трифазного асинхронного двигуна від однофазної мережі.  Робота у режимі розщеплювача фаз.  
Мета лабораторної роботи – ознайомлення із особливостями роботи трифазного асинхронного двигуна від однофазної мережі. Дослідження роботи у режимі розщеплювача фаз.  
Лабораторне заняття № 8.  Робота асинхронної машини в режимі генератора.  Дослідження машини подвійного живлення.  
Мета лабораторної роботи – ознайомлення із особливостями роботи трифазного асинхронного двигуна в режимі генератора та дослідження машини подвійного живлення від однофазної мережі. 
Лабораторне заняття № 9.  Спеціальні режими роботи асинхронних машин із загальмованим ротором.  
Мета лабораторної роботи – ознайомлення із особливостями роботи асинхронних машин із загальмованим ротором, схемні рішення, особливості застосування. 
Лабораторне заняття № 10.  Робота електричних машин і апаратів змінного струму при зміні частоти живлення.  
Мета лабораторної роботи – ознайомлення із особливостями роботи електричних машин та апаратів змінного струму при зміні частоти живлення. 
Лабораторне заняття № 11.  Режими роботи синхронних машин.  Робота синхронних генераторів при несиметричному навантаженні. 
Мета лабораторної роботи – ознайомлення із особливостями роботи синхронних генераторів при несиметричному навантаженні. 
Лабораторне заняття № 12.  Дослідження роботи синхронних генераторів в аварійних режимах. 
Мета лабораторної роботи – ознайомлення із особливостями аварійних режимів синхронних генераторів та їх захисту. 
Лабораторне заняття № 13.  Дослідження синхронних генераторів в аварійних режимах при несиметричних коротких замиканнях. 
Мета лабораторної роботи – ознайомлення із особливостями аварійних режимів синхронних генераторів при несиметричних коротких замиканнях та їх захисту.
Лабораторне заняття № 14.  Дослідження режимів роботи синхронних двигунів та синхронних компенсаторів. 
Мета лабораторної роботи – ознайомлення із особливостями режимів роботи синхронних двигунів та синхронних компенсаторів.
Лабораторне заняття № 15.  Дослідження режимів роботи колекторних машин. 
Мета лабораторної роботи – ознайомлення із особливостями режимів роботи колекторних машин постійного та змінного струму.

Індивідуальна робота
    Індивідуальну роботу навчальним планом не  передбачено

 Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання 

Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:

1) 15 поточних завдань за тематикою лабораторних занять, кожне з яких оцінюється у 4 бали. 

2) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у формі комп’ютерного тестування. Бездоганне виконання контрольних робіт оцінюється по 20 балів.
Підсумковий контроль – залік. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач освіти – 100 балів.  Для отримання заліку достатньо 60 балів.
 

Компетентності: 

К1. Знання та розуміння фізичних явищ, що мають місце в електроенергетичних, електротехнічних та електромеханічних системах.
К2. Здатність виконання математичного моделювання процесів в електроенергетичних, електротехнічних та електромеханічних системах.

Передумови вивчення дисципліни: 

Необхідність забезпечення надійної та ефективної роботи електромеханічних перетворювачів за різних умов експлуатації.
Математичні моделі забезпечують базові знання з особливостей процесів перетворен-ня енергії. Результати моделювання допомагають розуміти обмеження та вимоги до електротехнічних та електромеханічних систем.

Результати навчання: 

ПРН16. Здатність створювати математичні моделі об’єктів дослідження та вміти аналізувати результати моделювання.
ПРН18. Здатність спланувати, організувати та прийняти участь в процесі розробки, реконструюванні, дослідженні та удосконаленні електроенергетичних, електротехнічних та електромеханічних систем.
ПРН19. Здатність до синтезу, оцінювання та аргументування переваг схемних рішень електротехнічних та електромеханічних систем.
ПРН24. Здатність виконувати моделювання об’єктів дослідження в реальних умовах експлуатації за допомогою власного та прикладного програмного забезпечення.
ПРН26. Розглядати питання щодо підвищення показників якості електроенергетичних, електротехнічних та електромеханічних систем.

2024 рік