Оценка учебной деятельности учащихся

по дисциплине «Электрическая тяга»

Учебным планом по специальности 2-37 01 05 «Городской электрический транспорт» для заочной формы обучения по дисциплине «Электрическая тяга» предусмотрено 16 часов лекционных занятий, 4 часа практических работ, также предусмотрено проведение письменной классной контрольной работы. Итоговая оценка по дисциплине выставляется, исходя из критериев, приведенных в таблице 1.

Основными критериями оценки учебных достижений учащихся при проведении практических работ (таблица 2) являются:

1) правильность и точность расчетов;

2) последовательность выполнения расчетов и возможность объяснений произведенных расчетов;

3) знание формул, их пояснение;

4) аккуратность и правильность оформления (согласно СТП) отчета;

5) самостоятельность выполнения практического задания;

6) правильность ответов на контрольные вопросы;

7) умение делать выводы.

Таблица 1 - Обобщенный вариант критериев оценок по выполнению практических работ.

Отметка в баллах	Показатели оценки
	Присутствовал, но не выполнил практическую работу.
	Присутствовал, выполнил практическую работу меньше чем на 50%, последовательность расчетов нарушена, отчет выполнен неаккуратно и неправильно (не соответствует СТП)
	Выполнил работу больше чем на 50%, неправильно произвел расчеты; не знает формулы и не может их пояснить; неаккуратно, и неправильно (не соответствует СТП) оформил отчет. Работу не защитил
	Выполнил работу, но неправильно произвел расчеты; не знает формулы, не может их пояснить с помощью преподавателя; неаккуратно, и неправильно (не соответствует СТП) оформил отчет; несамостоятельно выполнил практическое задания. Работу не защитил
	Выполнил работу, но неправильно произвел расчеты; не знает формулы, не может их пояснить с помощью преподавателя; неаккуратно, и неправильно (частично не соответствует СТП) оформил отчет; несамостоятельно выполнил практическое задания. Работу защитил. При защите отвечает на контрольные вопросы с помощью преподавателя, не умеет делать выводы
	Выполнил работу, но непоследовательно произвел расчеты; не знает формулы и не может их пояснить с помощью преподавателя; неаккуратно, но в соответствии с СТП оформил отчет; несамостоятельно выполнил практическое задания. Работу защитил. При защите отвечает на контрольные вопросы с ошибками, не умеет делать выводы
	Выполнил работу, но непоследовательно произвел расчеты; не знает формулы и не может их пояснить с помощью преподавателя; неаккуратно, но в соответствии с СТП оформил отчет; несамостоятельно выполнил практическое задания. Работу защитил. При защите отвечает на контрольные вопросы с ошибками, не умеет делать выводы
	Хорошо выполнил работу; правильно, но непоследовательно выполнил расчеты; знает формулы, но не может их пояснить; неаккуратно, но в соответствии с СТП оформил отчет; самостоятельно выполнил практическое задания. Работу защитил. При защите отвечает на контрольные вопросы с ошибками, умеет делать выводы
	Хорошо выполнил работу; правильно, точно и последовательно выполнил расчеты; знает формулы, но не может их пояснить; аккуратно и правильно (в соответствии с СТП) оформил отчет; самостоятельно выполнил практическое задания. Работу защитил. При защите правильно отвечает на контрольные вопросы, умеет делать выводы
	Отлично выполнил работу; правильно, точно и последовательно выполнил расчеты; знает формулы и может их пояснить; аккуратно и правильно (в соответствии с СТП) оформил отчет; самостоятельно выполнил практическое задания. Работу защитил. При защите правильно отвечает на контрольные вопросы, умеет делать выводы
	Отлично выполнил работу; правильно, точно и последовательно выполнил расчеты; знает формулы и может их пояснить; аккуратно и правильно (в соответствии с СТП) оформил отчет; самостоятельно выполнил практическое задания. Работу защитил. При защите отвечает на вопросы, ранее не встречающиеся.

Таблица 2 – Интегральная десятибалльная шкала оценки результатов

учебной деятельности учащихся при изучении дисциплины

«Электрическая тяга»

Отметки в баллах	Показатели оценки
0 (ноль)	Учащийся не готов по теме урока, отказывается отвечать на вопросы
1 (один)	Учащийся читал теоретический материал, но рассказать не может.
(два)	Учащийся различает понятия электрической тяги и процессы образования сил тяги и тормозной силы из предложенного набора; допускает существенные ошибки, которые самостоятельно и с помощью преподавателя не исправляет.
(три)	Учащийся поверхностно, фрагментарно, несамостоятельно воспроизводит основные понятия: коэффициент инерции вращающихся частей, коэффициент регулирования, коэффициент заполнения импульсов способы торможения тягового двигателя по памяти; рисует характеристики двигателей без их объяснения, допускает существенные ошибки, которые частично исправляет с помощью преподавателя.
(четыре)	Учащийся воспроизводит большую часть программного учебного материала (понятия кривых движения, приведенной массы, коэффициентом, применяемых в электрической тяге, тяговых характеристик) по памяти; допускает существенные ошибки, устраняемые с помощью преподавателя.
(пять)	Учащийся осознанно описывает процессы образования сил тяги и тормозной силы; знает требования, предъявляемые к тяговым двигателям; последовательно излагает способы пуска двигателя; решает задачи по определению коэффициента инерции вращающихся частей по предоставленному образцу; допускает несущественные ошибки, устраняемые с помощью преподавателя.
6 (шесть)	Учащийся осознанно описывает применение уравнения движения подвижного состава и объясняет различия между электромеханическими характеристиками на валу и на ободе колеса последовательно излагает способы пуска двигателя, приводит свои примеры; решает задачи по определению коэффициента инерции вращающихся частей о по определению ограничения по сцеплению по предоставленному образцу; допускает несущественные ошибки, устраняемые с помощью преподавателя.
(семь)	Учащийся применяет знания, полученные при изучении дисциплины для решения практических задач по определению коэффициента инерции вращающихся частей, ограничения по сцеплению и нахождению наибольшей допустимой по сцеплению тормозной силы по предоставленному образцу; анализирует полученные результаты; выделяет главное в учебном материале; допускает несущественные ошибки, устраняемые с помощью преподавателя.
(восемь)	Учащийся в полном объеме, демонстрируя прочные, глубокие знания об основных системах пуска и торможения двигателя, о принципах импульсного управления тягового двигателя, об электромеханических характеристиках различных систем возбуждения двигателя, воспроизводит и оперирует ими; решает практические задачи по определению коэффициента инерции вращающихся частей, ограничения по сцеплению и нахождению наибольшей допустимой по сцеплению тормозной силы по предоставленному образцу; допускает несущественные ошибки, устраняемые самостоятельно.
(девять)	Учащийся свободно владеет изученным программным материалом в полном объеме различной степени сложности, самостоятельно сравнивает двигатели различного возбуждения по всем требованиям, предъявляемым к двигателям, демонстрируя прочные, глубокие знания; применяет свои подходы при решении стандартных задач по определению коэффициента инерции вращающихся частей, ограничения по сцеплению и нахождению наибольшей допустимой по сцеплению тормозной силы
(десять)	Учащийся свободно оперирует программным учебным материалом различной степени сложности с использованием знаний из других учебных дисциплин («Основы электропривода», «Электрические машины»); предлагает рациональные способы решения задач; формулирует выводы по изученному материалу

Задания для контрольной работы

Каждый учащийся выполняет вариант контрольной работы в зависимости от присвоенного ему кода, который складывается из шифра группы (задается преподавателем) и порядкового номера по журналу в соответствии с таблицей 3.

Объем рукописного текста контрольной работы должен быть не более 7-12 листов ученической тетради. При выполнении контрольной работы следует пользоваться рекомендуемой литературой. Дословное переписывание текста книг‚ сборников‚ справочников и другой литературы запрещается.

Тетрадь с выполненной в ней контрольной работой должна иметь пронумерованные страницы‚ выписанные вопросы задания и ответы на них‚ необходимые рисунки‚ таблицы‚ список литературы, а конце работы подпись и дату.

Таблица 3 – Задания для контрольной работы

№ варианта	Вопрос 1	Вопрос 2	Вопрос 3

Продолжение таблицы 3

Продолжение таблицы 3

Вопросы для контрольной работы

1. Опишите требования, предъявляемые к тяговому двигателю

2. Приведите схему плавного реостатного пуска двигателя и объясните принцип ее работы

3. Приведите последовательность расчёта характеристик при изменении сопротивления реостата

4. Что такое шунтирование обмотки возбуждения? Приведите основные понятия и соотношения

5. Что такое секционирование обмотки возбуждения? Приведите основные понятия и соотношения

6. Опишите схему регулирования возбуждения с помощью специального возбудителя

7. Опишите рекуперативное торможение при двигателях независимого возбуждения

8. Опишите реостатное торможение при двигателях последовательного возбуждения

9. Опишите электрическую устойчивость при реостатном торможении

10. Объясните зависимость процесса самовозбуждения от сопротивления тормозного реостата

11. Объясните зависимость процесса самовозбуждения от скорости

12. Приведите классификация городского электрического транспорта

13. Объясните применение уравнения движения подвижного состава

14. Начертите электромеханические характеристики двигателей последовательного возбуждения. Приведите основные соотношения

15. Начертите электромеханические характеристики двигателей параллельного возбуждения. Приведите основные соотношения

16. Начертите электромеханические характеристики двигателей согласно-смешанного возбуждения. Приведите основные соотношения

17. Объясните процесс возникновения электрической устойчивости подвижного состава

18. Что такое устойчивость коммутации? Приведите основные понятия и соотношения

19. Как происходит регулирование скорости тягового двигателя?

20. Начертите зависимости при рекуперативном торможение для двигателях последовательного возбуждения

21. Выведите уравнение движения подвижного состава

22. Что такое коэффициент инерции вращающихся частей? Как он определяется?

23. Как происходит образование и ограничение силы тяги?

24. Как происходит образование и ограничения тормозной силы?

25. Объясните физические процессы образования силы сцепления. Что такое коэффициент сцепления?

26. Выведите уравнения электромеханических характеристик на валу тягового двигателя

27. Выведите уравнения электромеханических характеристик на ободе колеса тягового двигателя

28. Что такое тяговые характеристики подвижного состава? Приведите основные понятия и соотношения

29. Опишите требования, предъявляемые к тяговому двигателю (с примерами)

30. Опишите механическую устойчивость подвижного состава для двигателей различных систем возбуждения

31. Сравните двигатели различных систем возбуждения, исходя из требований, предъявляемым к тяговым двигателям, по всем показателям

32. Какие условия и системы пуска вы знаете? Приведите примеры

33. Объясните явления, возникающие при ступенчатом пуске. Как выбрать значение расчетного пускового тока?

34. Рассмотрите процесс пуска для одного двигателя при постоянном пусковом токе

35. Начертите схему и характеристики двигателей при изменении напряжения

36. Объясните принцип импульсного управления

37. Начертите схему широтно-импульсного ключа и объясните принцип ее работы

38. Опишите системы торможения подвижного состава

39. Начертите схему и характеристики рекуперативного торможения двигателя встречно-смешанного возбуждения.

40. Начертите схему и характеристики рекуперативного торможения двигателя независимого возбуждения

41. Приведите основные соотношения для расчёта характеристик реостатного торможения

42. Какие ограничения тормозных характеристик вы знаете?

43. Начертите зависимости при реостатном торможение для двигателей смешанного возбуждения; приведите основные соотношения

44. Начертите зависимости при рекуперативно-реостатном торможение для двигателей смешанного возбуждения; приведите основные соотношения

45. Начертите зависимости при рекуперативно-реостатном торможение для двигателей последовательного возбуждения; приведите основные соотношения

46. Задача. Определить ограничение по сцеплению (наибольшую силу тяги), которую может развить трамвайный вагон КТМ-5М

47. Задача. Определить ограничение по сцеплению (наибольшую силу тяги), которую может развить троллейбус типа ЗИУ –9

48. Задача. Определить, какую необходимо приложить действующую силу F_д к троллейбусу типа TR-9 для получения ускорения 1,5м/с², если его физическая масса 9.29 т.

49. Задача. Определить ограничение по сцеплению (наибольшую силу тяги), которую может развить троллейбус типа ЗИ

50. Задача. При движении трамвайного вагона КТМ - 5М без пассажиров на затяжном подъеме сила тяги трамвая возросла до F=25 к H, а коэффициент сцепления на данном участке пути y = 0,1. Определить при каком коэффициенте сцепления возможно поступательное движение трамвая?

51. Задача. Определить ограничение по сцеплению (наибольшую силу тяги), которую может развить трамвайный вагон ЛМ-68

52. Задача. Определить коэффициент инерции вращающихся частей трамвайного поезда, состоящего из моторного вагона массой 14 т и двух прицепных вагонов, каждый из которых имеет массу 11 т.

53. Задача. Определить ограничение по сцеплению (наибольшую допустимую по сцеплению тормозную силу) трамвайного вагона типа РВЗ - 6М2.

54. Задача. Определить наибольшую допустимую по сцеплению тормозную силу троллейбуса TR-9.

55. Задача. Определить коэффициент инерции вращающихся частей прицепного четырехосного вагона, если его масса 12,9 т, а масса одной колесной пары 0,75т.

56. Задача. Определить ограничение по сцеплению (наибольшую силу тяги), которую может развить трамвайный вагон Т-3

57. Задача. Определить коэффициент инерции вращающихся частей прицепного четырехосного вагона‚ если его масса m=13‚8т‚ а масса одной колесной пары m_В=0‚45т.

58. Задача. Определить коэффициент инерции вращающихся частей трамвайного поезда‚ состоящего из моторного вагона массой 18т и двух прицепных вагонов, каждый из которых имеет массу 9т.

59. Задача. Определить ограничение по сцеплению (наибольшую силу тяги), которую может развить троллейбус типа TR-9

60. Задача. Определить какую необходимо приложить действующую силу F_д к троллейбусу типа ЗИ для получения ускорения 0,9 м/с²‚ если его физическая масса m=7‚32т.

61. Задача. При движении трамвайного вагона КТМ - 5М без пассажиров на затяжном подъеме сила тяги трамвая возросла до F=23кH, а коэффициент сцепления на данном участке пути y = 0,12. Определить при каком коэффициенте сцепления возможно поступательное движение трамвая?

62. Задача. Определить коэффициент инерции вращающихся частей прицепного четырехосного вагона, если его масса 14,5т, а масса одной колесной пары 0,39т.

63. Задача. Определить коэффициент инерции вращающихся частей прицепного четырехосного вагона, если его масса 11,9т, а масса одной колесной пары 0,65т.

64. Задача. Определить, какую необходимо приложить действующую силу F_д к троллейбусу типа ЗИУ-9 для получения ускорения 1м/с², если его физическая масса 8.89 т.

65. Задача. При движении трамвайного вагона РВЗ - 6М2 без пассажиров на затяжном подъеме сила тяги трамвая возросла до F=21кH, а коэффициент сцепления на данном участке пути y = 0,19. Определить при каком коэффициенте сцепления возможно поступательное движение трамвая?

Методические рекомендации по выполнению контрольной

Работы

1. Коэффициент инерции вращающихся частей.

Уравнение движения подвижного состава

или (1)

где m – масса подвижного состава‚

F_д – действующая сила.

На практике коэффициент инерции вращающихся частей (1+γ) определяют‚ воспользовавшись выражением

(2)

Момент инерции I каждого тела‚ входящий в выражение (2)‚ представим в виде произведения

(3)

где m₄ – масса вращающейся части‚

g₄ – ее радиус вращения.

Тогда эквивалентная масса

(4)

а значение

При вычислении m_Э можно исходить из средних значений отношений радиусов инерции g к радиусам R внешних окружностей вращающихся частей.

Для движущихся и поддерживающих колесных пар и колес g/R равно 0,75 – 0‚80;

для зубчатых колес 0‚8;

для якорей тяговых двигателей 0‚65 – 0‚75.

При расчетах достаточную точность дают следующие значения (1+γ) для подвижного состава различных типов:

Тип подвижного состава Коэффициент (1+γ)

1. Трамвай:

моторные вагоны 1‚09 – 1‚15

прицепные вагоны 1‚05 – 1‚08

2. Троллейбусы 1‚15 – 1‚20

Величину (1+γ) для подвижного состава‚ состоящего из моторных и прицепных вагонов‚ определяют как средневзвешенное значение по выражению

(5)

где m_i масса i – ого однотипного вагон‚ у которого ‚

k – число типов вагонов подвижного состава.

Коэффициент инерции вращающихся частей тем больше‚ чем меньше масса подвижного состава и больше число вращающихся частей‚ а также их размеры и‚следовательно‚ масса. Коэффициент инерции двухосных вагонов меньше‚ чем четырехосных. Коэффициент инерции для любого подвижного состава с пассажирами меньше‚ чем без пассажиров.

2. Определение потребной мощности тягового двигателя троллейбуса.

Потребную максимальную мощность тягового двигателя определяют из уравнения тягового баланса троллейбуса

(6)

где ν_max – максимальная (конструкционная) скорость‚

η_тр – КПД трансмиссии (η_тр=0‚85 – 0‚90)‚

ψ_д – коэффициент сопротивления дороги (ψ_д=0‚018 – 0‚03)‚

m – масса подвижного состава с пассажирами‚

К_В·А_В – фактор обтекаемости (К_В·А_В =2,625 – 3,375).

Передаточное число моста

(7)

где r₀ – свободный радиус колеса‚

n_{дв max} – максимальное число оборотов тягового двигателя.

Режиму ν_max соответствует минимальный динамический фактор Д_min=0‚05‚ следовательно‚ тяговый двигатель при этом работает на максимальных оборотах и развивает при этом минимальный крутящий момент

(8)

Отсюда (9)

где - угловая скорость вала‚

P – мощность двигателя‚ выбранная по каталогу.

3. Расчет ограничения силы тяги

Силу сцепления определяют, как произведение силы нажатия G_к колеса на рельс и коэффициента сцепления y_к колеса с рельсом , т.е.

Тк=G_к y_к (10)

Если измерять нажатие колеса на рельс G_к в килоньютонах, то чтобы получить силу сцепления Т_к в ньютонах, в правую часть выражения (10) необходимо ввести коэффициент, равный 1000. Следовательно, сила сцепления, Н

Т_к= 1000 G_к y_к (11)

Тогда для всего подвижного состава

F_max £ 1000G_сц y или F_max £ 1000 m_cц q_cц y (12)

где F max - наибольшая допустимая по условиям сцепления сила тяги, H

G_cц =m_сц q - сцепной вес (сумма сил нажатия всех движущих осей подвиж-

ного состава, кH);

y - коэффициент сцепления,

m_cц - сцепная масса, т,

q - ускорение свободного падения, м/с².

4. Расчет тормозной силы.

Предельная сила сцепления подвижного состава при торможении равна произведению суммы нажатий всех тормозных колес G_т на коэффициент сцепления y.

Т_пр=1000G_т y=1000 m_т q y

Законы сцепления приближенно можно сформулировать:

1) наибольшая сила тяги не должна превосходить предельной силы сцепления

F_max £ Т_пр или F_max £ 1000 m_сц q y

2) наибольшая тормозная сила не должна превосходить предельной силы сцепления:

В_max £ Т_пр или В_max £ 1000 m_т q y

где B_max - наибольшая допустимая суммарная тормозная сила, не вызывающая

скольжения ни одной из тормозных осей.

3) если сила тяги подвижного состава F или тормозная сила В больше пре –

дельной силы сцепления Т_пр нормальное движение состава невозможно (в

режиме тяги возникает боксование, в режиме торможения - юз).

5. Коэффициент сцепления

В среднем расчетный коэффициент сцепления трамвая без индивидуального полотна за исключением дней листопада и гололеда принимается y_р = 0,15.

В средних условиях для тяговых расчетов можно принимать расчетный коэффициент сцепления троллейбуса:

y_р= 0,3 - 0,35.