Інноваційні рішення в електромашинобудуванні

Анотація навчальної дисципліни

Мета дисципліни:

одержання аспірантами теоретичних та практичних  знань, що стосуються актуальних розробок електричних машин, зокрема проектування та виготовлення високоефективних (з підвищеним ККД) і частотно-регульованих асинхронних двигунів. У машин з підвищеним ККД на 15-30% вище вартість у порівнянні з звичайними двигунами, декілька збільшені пускові струми і нижче коефіцієнт потужності. Практика та розрахунки вказують, що їх використання економічно оправдано, якщо робочий цикл включає не менш 80 часів у неділю. В системі «перетворювач частоти – асинхронний двигун» важливу роль грає електрична машина і розробці спеціальних машин для систем частотного регулювання приділяється увага у програмах розвитку нової техніки, оскільки використання спеціального двигуна у цілому знижує вартість приводу на ступінь. Використання серійних АД в частотному приводі приводить до зниження ККД і потребує завищення їх установленої потужності на 15,5 – 20 % при роботі в усталених режимах і до 40 – 45 % - в динамічних режимах. Завдяки вищим гармонікам напруги та струму на виході перетворювача частоти на 5 – 6 % зростають втрати у двигунах (це знижує ККД у середньому ще на 0,5 %). 

Завдання дисципліни:

-    Знайомство з інноваційними напрямками електромашинобудування, розвитку електротехніки і інженерної діяльності, технічними пристроями, електромехатронними перетворювачами.
-    Вивчення енергетичних і інформаційних процесів в електромеханічних пристроях суміщених з електронними компонентами.

 Основні результати навчання

В результаті вивчення дисципліни аспіранти повинні вміти:
-    розрахувати, сконструювати та дослідити робочі характеристики високоефективних та електромеханотронних перетворювачів ;
-    аналізувати та описувати усталені процеси  в високоефективних  та електромехатронних перетворювачах;
-    виконувати якісне випробування  та технічне обслуговування високоефективних та електромехатронних перетворювачів;
-    діагностувати основні види несправностей високоефективних та електромехатронних перетворювачів.
В результаті вивчення дисципліни аспірантии повинні знати:
-    основи теорії безконтактних електромеханічних перетворювачів, які працюють сумісно з електронними перетворювачами;
-    фізичні процеси в електромеханічних та електронних перетворювачах;
-   призначення, принципи дії та конструкцію окремих типів електромехатронних перетворювачів.

Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять

Л – лекційні заняття; ПЗ – практичні заняття; СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.

Тематика та види навчальних занять

1 тиждень

Л1. Значення удосконалення електроприводу в сучасному    виробництві. Місце електродвигунів у автоматизованому електроприводі. 
СРС. К.

2 тиждень

Л2. Шляхи удосконалення асинхронних двигунів. Стандарти МЕК щодо асинхронних двигунів.
ПЗ1. Розробка високоефективного (з підвищеним ККД) асинхронного двигуна. 
СРС. К.

3 тиждень

Л3. Проектні критерії та обмеження при проектуванні енергозберігаючих асинхронних двигунів.
СРС. К.

4 тиждень

Л4. Проектування енергозберігаючих асинхронних двигунів за рахунок структурної  та параметричної оптимізації.
ПЗ2. Розробка частотно-регульованого асинхронного двигуна.
СРС. К.

5 тиждень

Л5. Значення регульованого електроприводу та його впровадження. Міжнародні стандарти щодо регульованих асинхронних двигунів.
СРС. К.

6 тиждень

Л6. Серії частотно-регульованих асинхронних двигунів іноземних виробників.
ПЗ3. Використання у високоефективних асинхронних двигунах примусової вентиляції .
СРС. К.

7 тиждень

Л7. Типи та конструкція примусової вентиляції.
СРС. К.

8 тиждень

Л8. Моделювання асинхронних двигунів з примусовою вентиляцією.
ПЗ4. Використання у частотно-регульованих асинхронних двигунах примусової вентиляції. 
МКР1. СРС. К.

9 тиждень

Л9. Особливості роботи регульованих асинхронних двигунів.
СРС. К.

10 тиждень

Л10. Моделювання регульованих електроприводів.
ПЗ5. Моделювання роботи асинхронних двигунів в приводі з транзисторним перетворювачем частоти з автономним інвертором напруги при різних налаштуваннях перетворювача.
СРС. К.

11 тиждень

Л11. Вибір проектних критеріїв при проектуванні регульованих асинхронних двигунів.
СРС. К.

12 тиждень

Л12. Вибір проектних обмежень при проектуванні регульованих асинхронних двигунів.
ПЗ6. Моделювання динамічних режимів роботи асинхронних двигунів в приводі з транзисторним перетворювачем частоти з автономним інвертором напруги при різних моментах інерції.
СРС. К.

13 тиждень

Л13. Використання оптимізаційних процедур.
ПЗ7 Моделювання динамічних режимів роботи асинхронних двигунів в приводі з транзисторним перетворювачем частоти з автономним інвертором напруги при різних швидкостях зміни параметрів регулювання.
СРС. К.

14 тиждень

Л14. Зміні конструктивні параметри частотно-регульованих асинхронних двигунів.
СРС. К.

15 тиждень

Л15. Структурна та параметрична оптимізація регульованих асинхронних двигунів.
МКР2.
СРС. К.

Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1) підготовка до лекційних занять – 24 годин;
2) підготовка до практичних – 22 годин;
3) підготовка до екзамену – 30 годин.

Процедура оцінювання

Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та лабораторних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи.

Модульні контрольні роботи № 1 та № 2 виконуються у вигляді тестів на комп’ютерах. Модульна робота складається з теоретичних питань.  Відповідь на кожне теоретичне питання оцінюється максимум 5 балами. 

Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 25 балів:

Семестровий модуль № 1

Накопичувальна частина дисципліни:
- виконання та захист практичних - 10;
- поточні контрольні опитування - 15; 
МК1. Модульна контрольна робота – 25 балів (8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.

Семестровий модуль № 2

Накопичувальна частина дисципліни:
- виконання та захист практичних - 10; 
- поточні контрольні опитування - 15;
МК2. Модульна контрольна робота – 25 балів (15 тиждень).

Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.

Підсумковим контролем з дисципліни є усний екзамен, білет до якого складається з теоретичної частини (4 запитання) та практичної частини (1 задача). Максимальна оцінка за правильні відповіді на всі питання екзаменаційного білету становить 100 балів. 

Умови допуску до підсумкового контролю

До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж на 60 %.

Екзамен відбувається за всіма тематичними (змістовними) модулями дисципліни.

Складання/перескладання екзаменів організується за встановленим деканатом розкладом.

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 

Виконаний не свій варіант завдання здобувачем не оцінюється.

Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.

Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0».

Складання/перескладання екзаменів – за встановленим деканатом розкладом.

Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.

Під час розв’язання задач на МКР та екзамені дозволяється користуватися довідниками.