Силовая электроника и электропривод
Beschreibung: Дисциплина формирует у студентов способность анализировать и эксплуатировать системы силовой электроники и электропривода, с применением современных методов математического моделирования и управления. Охватывает теоретические основы и практические аспекты работы силовых полупроводниковых преобразователей,включая выпрямительные, инвертирующие и преобразующие частоту устройства, а также системы управления приводами постоянного и переменного тока. В результате студенты будут моделировать, анализировать и оптимизировать работу силовых полупроводниковых преобразователей и приводных систем, разрабатывать схемы управления, проводить расчёты параметров и обеспечивать надёжную эксплуатацию таких систем с учётом современных требований и стандартов.
Betrag der Credits: 5
Arbeitsintensität der Disziplin:
| Unterrichtsarten | Uhr |
|---|---|
| Vorträge | 15 |
| Praktische Arbeiten | 15 |
| Laborarbeiten | 15 |
| AASAL (Autonomes Arbeiten der Schüler unter Anleitung des Lehrers) | 30 |
| SE (Studentisches Eigenarbeiten) | 75 |
| Endkontrollformular | экзамен |
| Form der Endkontrolle | письменный экзамен |
Komponente: Компонент по выбору
Zyklus: Профилирующие дисциплины
Цель
- Сформировать компетенции у обучающегося в области силовой электроники, последующих профессиональных дисциплин, связанных с электроприводом и автоматизацией технологических процессов и производств
Задача
- Теоретическая и практическая подготовка будущих бакалавров для проектирования, испытания и эксплуатации устройств силовой электроники и электропривода
Результат обучения: знание и понимание
- Классификацию, назначение, основные схемотехнические решения устройств силовой электроники и электропривода
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Уметь использовать полученные знания при решении практических задач по проектированию, испытаниям и эксплуатации устройств силовой электроники и электропривода
Результат обучения: формирование суждений
- Уметь ставить и решать простейшие задачи моделирования силовых электронных устройств и электроприводов
Результат обучения: коммуникативные способности
- Эффективно и уверенно взаимодействовать с окружающими в различных ситуациях
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- Иметь способность к организации рабочих мест, их технического оснащения, размещению технологического оборудования в соответствии с технологией производства, нормами техники безопасности и производственной санитарии, пожарной безопасности и охраны труда
Lehrmethoden
В условиях кредитной технологии обучения занятия должны проводиться преимущественно в активных и творческих формах. В числе эффективных педагогических методик и технологий, способствующих вовлечению обучающихся в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения задач, следует выделить: - технология проблемно- и проектно-ориентированного обучения; - технологии учебно-исследовательской деятельности; - коммуникативные технологии (дискуссия, пресс-конференция, мозговой штурм, учебные дебаты и другие активные формы и методы); -метод кейсов (анализ ситуации); - игровые технологии, в рамках которых обучающиеся участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх; - информационно-коммуникационные (в том числе дистанционные образовательные) технологии.
Bewertung des Wissens der Studierenden
| Period | Art der Aufgabe | Gesamt |
|---|---|---|
| 1 Bewertung | Реферат | 0-100 |
| Лабораторная работа №1 | ||
| Устный опрос | ||
| Решение задач | ||
| Лабораторная работа №2 | ||
| Устный опрос | ||
| Лабораторная работа №3 | ||
| Решение задач | ||
| Устный опрос | ||
| Лабораторная работа №4 | ||
| Рубежный контроль 1 | ||
| Коспект лекций | ||
| 2 Bewertung | Решение задач | 0-100 |
| Лабораторная работа №5 | ||
| Устный опрос | ||
| Лабораторная работа №6 | ||
| Устный опрос | ||
| Лабораторная работа №7 | ||
| Устный опрос | ||
| Лабораторная работа №8 | ||
| Решение задач | ||
| Рубежный контроль 2 | ||
| Коспект лекций | ||
| Endkontrolle | экзамен | 0-100 |
Die Bewertungspolitik der Lernergebnisse nach Arbeitstyp
| Art der Aufgabe | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Exzellent | Gut | Befriedigend | Ungenügend | |
| Работа на практических и лабораторных занятиях | выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации. | допущены одна ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя; ответ дан без применения знаний в новой ситуации | выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема практической работы, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. | выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы |
| Задания в тестовой форме для рубежного контроля | 100-90% правильных ответов | 89-70% правильных ответов | 69-50% правильных ответов | 49-0% правильных ответов |
| Собеседование по контрольным вопросам | владеет теоретическими знаниями, терминологией, основными законами данного курса; логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов; приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы. | владеет теоретическими знаниями, терминологией, основными законами данного курса; логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов; приводит примеры, показывает свободное владение монологической, но при этом делает несущественные ошибки, которые исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем. | демонстрирует неглубокие теоретические знания, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки которые может исправить только при коррекции преподавателем. | демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем |
Bewertungsbogen
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Выпрямители однофазного тока. Элементарная база полупроводниковых(вентильных)преобразователей. Неуправляемые выпрямители. Однополупериодный выпрямитель. Двухполупериодный выпрямитель с нулевым выводом трансформатора и активной нагрузкой. Выпрямитель с нулевым выводом трансформатора и активно -индуктивной нагрузкой. Мостовой выпрямитель с активно-индуктивной нагрузкой. Выпрямитель с активно-емкостной нагрузкой
- Управляемые выпрямители. Однополупериодный выпрямитель с RL-нагрузкой. Двухполупериодный выпрямитель с RL-нагрузкой. Коммутация тока и внешние характеристики однофазных управляемых выпрямителей. Полууправляемые выпрямители.
- Выпрямители трехфазного тока. Неуправляемый выпрямитель с нулевым выводом трансформатора. Трехфазный мостовой неуправляемый выпрямитель (схема Ларионова)
- Трехфазные мостовые выпрямители. Трехфазный мостовой управляемый выпрямитель. Трехфазный мостовой полууправляемый выпрямитель. Диагностика трехфазных выпрямителей.
- Инверторы тока, ведомые сетью. Однофазные инверторы тока. Назначение и принцип действия инверторов тока, ведомых сетью. Сравнительный анализ режимов выпрямления инвертирования преобразователей.
- Трехфазный инвертор тока. Трехфазный ведомый сетью инвертор со средней точкой трансформатора
- Способы управления преобразователями. Раздельный способ управления преобразователями. Согласованный способ управления двухкомплектным реверсивным преобразователем с RL-нагрузкой. Работа преобразователя с согласованным способом управления при нагрузке на противоэдс
- Автономные инверторы. Инверторы напряжения. Однофазные инверторы напряжения. Классификация инверторов. Однофазный мостовой инвертор. Трехфазные мостовые управляемые инверторы напряжения.
- Автономные инверторы тока. Однофазные инверторы тока. Инверторы тока на полностью управляемых полупроводниковых приборах. Однофазный мостовой инвертор.
- Понятие об автоматизированном электроприводе. Структурная схема автоматизированного ЭП. Роль автоматизированного электропривода в создании комплексов, в повышении культуры производства. Классификация автоматизированного электропривода
- Механика электропривода Приведение моментов и сил сопротивления к одному валу Кинематические схемы электроприводов. Приведение моментов и сил сопротивления, инерционных масс и моментов инерции к одному валу. Учет потерь мощности в механических передачах.
- Регулирование угловой скорости электроприводов. Регулирование угловой скорости электродвигателей последовательного возбуждения. Регулирование угловой скорости электродвигателей постоянного тока независимого возбуждения путем изменения питающего напряжения, включения дополнительных реостатов в цепь якоря, изменения потока возбуждения
- Переходные режимы работы электропривода Переходные процессы электропривода постоянного тока с двигателями различного способа возбуждения в режимах динамического, рекуперативного торможения и торможения противовключением. Переходные режимы в электроприводе переменного тока с асинхронными электродвигателями.
- Разомкнутые схемы автоматического управления Основные и вспомогательные цепи. Схемы принципиальные электрические. Принципы автоматического управления электроприводами в разомкнутых релейно-контактных схемах. Управление в функции угловой скорости (эдс.), в функции тока якоря, в функции времени, в т.ч. в тормозных режимах электроприводов постоянного и переменного тока. Типовые узлы схем автоматического управления пуском и торможением электродвигателей постоянного тока.
- Системы замкнутого управления электроприводами Системы автоматического управления (пуском и торможением) асинхронными электродвигателями при питании от сети. Тиристорное управление асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором
- Программное и адаптивное управление электроприводами производственных механизмов Программное и адаптивное управление электроприводами производственных механизмов. Комплексная автоматизация электроприводов производственных механизмов. Автоматические станочные линии. Комплексная автоматизация сборочных, транспортных и других систем.
Основная литература
- 1. Волков Д.В. Силовая электроника. Силовые преобразователи в электроприводе : учебное пособие / Волков Д.В.. — Москва : Ай Пи Ар Медиа, 2024. — 93 c. — ISBN 978-5-4497-3379-5. 2. Белоус А.И. Полупроводниковая силовая электроника / Белоус А.И., Ефименко С.А., Турцевич А.С.. — Москва : Техносфера, 2013. — 228 c. — ISBN 978-5-94836-367-7 3.Родыгин А.В. Силовая электроника : учебное пособие / Родыгин А.В.. — Новосибирск : Новосибирский государственный технический университет, 2017. — 72 c 4. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1981.-576 с. 5. Вишневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. - М.: Энергия, 1977.- 416 с. 6. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод. - М.: Академия, 2007. – 416 с.
Дополнительная литература
- 1. Юдович, В.И. Частотно-регулируемый электропривод: Учебное пособие. — М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. — 320 с. 2. Иванов, И.И., Петров, А.В. Электротехника и основы электроники: Учебник для вузов. — М.: Издательство Юрайт, 2019. — 480 с. 3. Лепанов, М.Г. Силовая электроника. Учебник и практикум для академического бакалавриата. — М.: Издательство Лань, 2021. — 400 с. 4. Бабакин, В.И. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов. — М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. — 320 с. 5. Ключев, В.И. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. — М.: Энергия, 2020. — 480 с. 6. Невраев, В.Ю., Петелин, Д.П. Системы автоматизированного электропривода переменного тока. — М.: Энергия, 2021. — 350 с.
