Тема 4.3. Коллекторные двигатели постоянного тока.

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

Введение (2 ч.)

1. Определение дисциплины и ее место в системе высшего инженерного авиационного образования

2. Структура, объем, цели и задачи дисциплины в системе подготовки инженера по специальности 1-37 04 02 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования»

3. Краткая история развития электрических машин

4. Законы и явления, лежащие в основе действия электрических машин

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

1. Назначение и область применения трансформаторов

2. Принцип действия трансформаторов

3. Виды трансформаторов и их основные конструктивные элементы

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

1. Уравнения ЭДС трансформатора

2. Уравнения МДС и токов

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

1. Физические условия работы трансформатора под нагрузкой

2. Векторная диаграмма

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

1. Устройство статора и основные понятия об обмотках статора

2. Электродвижущие силы катушечной группы, обмотки 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

1. Принцип действия синхронного генератора

2. Особенности устройства синхронных генераторов

3. Магнитная цепь синхронной машины

2

Планшеты.

Макеты и разрезы.

Схемы.

[2-3]

3.2.2.

Особенности конструкции синхронных генераторов

1. Конструктивная схема синхронной машины

2. Конструкция статора, ротора

3. Особенности конструкции синхронных генераторов большой мощности

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

1. Принцип действия синхронного двигателя

2. U-образные кривые и рабочие характеристики синхронного двигателя

2

Планшеты.

Макеты и разрезы.

Схемы.

[2-3]

Опрос

3.3.2.

Пуск синхронных двигателей

1. Пуск синхронного двигателя посредствам вспомогательного двигателя

2. Асинхронный пуск синхронных двигателей

3. Энергетическая диаграмма синхронного двигателя

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

1. Принцип действия генератора и двигателя постоянного тока

2. Особенности устройства коллекторной машины постоянного тока

3. Устройство и особенности бесколлекторной машины постоянного тока

2

Планшеты.

Макеты и разрезы.

Схемы.

[2-3]

4.1.2.

Обмотки якоря машины постоянного тока

1. Петлевые обмотки якоря

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

1. Способы возбуждения машины постоянного тока

2. ЭДС и электромагнитный момент машины постоянного тока

2

Планшеты.

Макеты и разрезы.

Схемы.

[2-3]

4.1.5.

Магнитное поле машины постоянного тока

1. Магнитная цепь машины постоянного тока в режиме холостого хода

2. Реакция якоря машины постоянного тока

3. Устранение вредного влияния реакции якоря

2

Планшеты.

Макеты и разрезы.

Схемы.

[2-3]

4.1.6.

Коммутация в машинах постоянного тока

1. Причины вызывающие искрение на коллекторе

2. Различные виды коммутации и их особенности

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

1. Принцип действия и основные части генератора

2. Схемы возбуждения генераторов постоянного тока

3. Общие понятия о характеристиках генераторов постоянного тока

2

Планшеты.

Макеты и разрезы.

Схемы.

[2-3]

4.2.2.

Изучение конструкции генераторов постоянного тока

1. Коллекторные генераторы 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

1. Основные понятия

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

1. Основные понятия

2. Номинальные режимы работы электрических машин

3. Охлаждение электрических машин

4. Охлаждение 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