Тема 6 Специальные машины (микромашины)

Содержание темы:Общая характеристика электрических машин, устройств автоматики. Классификация электрических микромашин. Микромашины постоянного тока. Основные конструктивные элементы. Способы возбуждения. Машины с постоянными магнитами. Исполнительные двигатели постоянного тока с якорным и полюсным управлением. Двигатели с полым ротором. Интегрирующие двигатели. Тахогенератор постоянного тока. Универсальный коллекторный двигатель. Сварочный генератор постоянного тока. Импульсные трансформаторы. Измерительные трансформаторы. Поворотные и вращающиеся трансформаторы. Погружные асинхронные двигатели; двигатели с дуговым статором, линейные двигатели. Эллиптическое вращающееся магнитное поле. Управляемые однофазные асинхронные двигатели. Асинхронный тахогенератор. Индукционные датчики электромашинного типа, датчики с печатными обмотками. Сельсины в индикаторном и трансформаторном режиме.

Встроенные электродвигатели с двойной изоляцией. Электрические машины с полупроводниковыми регуляторами и коммутаторами. Синхронные двигатели малой мощности. Реактивные синхронные двигатели. Тихоходный синхронный двигатель. Синхронный гистерезисный двигатель. Шаговые двигатели: назначение, конструкция, способы управления. Синхронные машины с когтеобразными полюсами. Синхронный тахогенератор.

Результат (Код компетенции):ПК-9,ПК-12, ПК-14, ПК-49, ПК-50, ПК-51

IV Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине «Электрические машины» включает в себя:

Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы;

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования, описание шкал оценивания;

Типовые контрольные задания, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и опыта деятельности, характеризующие этапы формирования компетенций и другие методические материалы.

В качестве условных уровней сформированности компетентности обучающихся выделяются следующие:

1. Допороговый уровень (уровень, который по одному или нескольким существенным признакам уступает «пороговому» уровню и является промежуточным).

2. Пороговый уровень (обучающийся демонстрирует способности решать задачи профессиональной деятельности в типовых ситуациях без погрешностей принципиального характера. Этот уровень планируется достичь по отношению ко всем обучающимся к моменту завершения ими обучения).

3. Повышенный уровень (уровень, который по одному, всем или нескольким существенным признакам превосходит пороговый).

Уровень освоения компетенции	Показатель
Допороговый уровень	- выполнено менее 50% заданий, допущены грубые ошибки в расчетах или аргументации ответов; студент допустил грубые теоретические ошибки, не владеет навыками ведения научного исследования.
Пороговый уровень I	- студентом выполнено от 50% до 75% заданий, допущены ошибки в расчетах или аргументации ответов; студент показал удовлетворительные знания по предмету; студент не обосновал научную новизну и практическую значимость исследования.
Пороговый уровень II	- студентом выполнено 75% заданий или при выполнении 100% заданий допущены незначительные ошибки; студент показал хорошие знания по предмету и владение навыками систематизации материала; ответы полные, обстоятельные, но неподтвержденные примерами; студент проявляет умение обобщать, систематизировать и научно классифицировать материал; студент показывает достаточную общетеоретическую подготовку, допуская погрешности в использовании терминологического аппарата.
Повышенный уровень	все задания выполнены студентом полностью и самостоятельно; представлены позиции разных авторов, их анализ и оценка; терминологический аппарат использован правильно, аргументировано; ответы полные, обстоятельные, аргументированные, подтверждены конкретными примерами; студент проявляет умение обобщать, систематизировать и научно классифицировать материал; умеет грамотно составить программу исследования; владеет методологическими подходами к изучению предмета исследования и конкретными методиками.

Общий бюджет оценки уровня сформированности компетенций по дисциплине, модулю составляет 100 баллов.

Уровень освоения компетенций	Кол-во баллов	Оценка уровня подготовки	Вербальный аналог
Допороговый уровень	До 60 баллов		Неудовлетворительно
Пороговый уровень I	От 60 до 73 баллов		Удовлетворительно
Пороговый уровень II	От 74 до 87 баллов		Хорошо
Повышенный уровень	От 88 до 100 баллов		Отлично

Таблица - Результаты освоения компетенции

Код компетенции	Наименование компетенции	Характеристика компетенции (ЗУВ)	Этапы формирования (наименование тем)	Виды текущего и промежуточного и итогового контроля (наименование мероприятия)	Оценка результата работы (в баллах)
ОК – 6	Способностью в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, готовностью приобретать новые знания, использовать различные средства и технологии обучения	знать: - информацию о новых технологиях изготовления основных элементов электрических машин уметь: - использовать полученные знания при решении практических задач по проектированию, испытаниями и эксплуатации электрических машин; - осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы; - анализировать информацию о новых технологиях изготовления основных элементов электрических машин; владеть: - терминологией в области электроэнергетики и электромашиностроения; - навыками дискуссии по профессиональной тематике.	Введение	Задания по самостоятельной работе.
ОК-11	Способностью и готовностью владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство работы с информацией	знать: - информацию о новых технологиях изготовления основных элементов электрических машин - виды электрических машин и их основные характеристики; - основные технико-эксплуатационные требования электрических машин, их конструкции и характеристики, правила технической эксплуатации; - систему проектно-конструкторской документации, правила построения технических схем и чертежей; уметь: - использовать программы расчетов характеристик конструкционных материалов; - осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы; владеть: - навыками поиска информации об электрических машинах;	Введение Тема 1 Машины постоянного тока	Задания по самостоятельной работе.
ПК – 9	Способностью разрабатывать простые конструкции электроэнергетических и электротехнических объектов	знать: - знать особенности конструкции электрических машин и характеристики; - методы расчета и проектирования; - методы внедрения в эксплуатацию трансформаторов и электрических машин; - основные технико-эксплуатационные требования электрических машин, их конструкции и характеристики, правила технической эксплуатации; - систему проектно-конструкторской документации, правила построения технических схем и чертежей; уметь: - самостоятельно проводить расчеты по определению параметров и характеристик электрических машин; - проводить расчеты и испытания электрических машин; - выполнять и читать электрические схемы, чертежи; - проводить расчеты экономической эффективности внедряемых проектных решений; владеть: - методами расчёта электрических машин; - методами испытания электрических машин; - способами определения неисправностей электрических машин;	Тема 1 Машины постоянного тока Тема 2 Трансформаторы Тема 3 Общие вопросы теории машин переменного тока Тема 4 Асинхронные машины Тема 5 Синхронные машины Тема 6 Специальные машины (микромашины)	Лабораторная работа по разделу. Практическая работа по разделу. Задания по самостоятельной работе.
ПК-12	Способностью графически отображать геометрические образы изделий и объектов электрооборудования, схем и систем	знать: - методы расчета и проектирования; - систему проектно-конструкторской документации, правила построения технических схем и чертежей; уметь: - самостоятельно проводить расчеты по определению параметров и характеристик электрических машин; - выполнять и читать электрические схемы, чертежи; - использовать программы расчетов характеристик конструкционных материалов; владеть: - информацией о технических параметрах оборудования для использования при конструировании;	Тема 1 Машины постоянного тока Тема 2 Трансформаторы Тема 3 Общие вопросы теории машин переменного тока Тема 4 Асинхронные машины Тема 5 Синхронные машины Тема 6 Специальные машины (микромашины)	Лабораторная работа по разделу. Задания по самостоятельной работе.
ПК-14	Готовностью обосновывать принятие конкретного технического решения при создании электроэнергетического и электротехнического оборудования	знать: - методы внедрения в эксплуатацию трансформаторов и электрических машин; - основные технико-эксплуатационные требования электрических машин, их конструкции и характеристики, правила технической эксплуатации; - систему проектно-конструкторской документации, правила построения технических схем и чертежей; - монтаж, наладку, техническое обслуживание и ремонт как нормальных, так и специальных электрических машин; уметь: - использовать полученные знания при решении практических задач по проектированию, испытаниями и эксплуатации электрических машин. - проводить расчеты экономической эффективности внедряемых проектных решений; - осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы; - анализировать информацию о новых технологиях изготовления основных элементов электрических машин; владеть: - навыками дискуссии по профессиональной тематике.	Тема 2 Трансформаторы Тема 3 Общие вопросы теории машин переменного тока Тема 4 Асинхронные машины Тема 5 Синхронные машины Тема 6 Специальные машины (микромашины)	Лабораторная работа по разделу. Практическая работа по разделу.
ПК-49	Готовностью к приемке и освоению нового оборудования	знать: - информацию о новых технологиях изготовления основных элементов электрических машин - виды электрических машин и их основные характеристики; - знать особенности конструкции электрических машин и характеристики; - устройство, принцип действия, применение и тенденции развития электромашиностроения; уметь: - осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы; - анализировать информацию о новых технологиях изготовления основных элементов электрических машин; владеть: - навыками поиска информации об электрических машинах; - информацией о технических параметрах оборудования для использования при конструировании;	Тема 2 Трансформаторы Тема 3 Общие вопросы теории машин переменного тока Тема 4 Асинхронные машины Тема 5 Синхронные машины Тема 6 Специальные машины (микромашины)	Лабораторная работа по разделу. Практическая работа по разделу. Задания по самостоятельной работе.
ПК-50	Готовностью к составлению заявок на оборудование и запасные части и подготовке технической документации на ремонт	знать: - информацию о новых технологиях изготовления основных элементов электрических машин; - основные технико-эксплуатационные требования электрических машин, их конструкции и характеристики, правила технической эксплуатации; - систему проектно-конструкторской документации, правила построения технических схем и чертежей; - монтаж, наладку, техническое обслуживание и ремонт как нормальных, так и специальных электрических машин; уметь: - использовать полученные знания при решении практических задач по проектированию, испытаниями и эксплуатации электрических машин. - проводить расчеты экономической эффективности внедряемых проектных решений; - использовать программы расчетов характеристик конструкционных материалов; - осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы;	Тема 1 Машины постоянного тока Тема 2 Трансформаторы Тема 3 Общие вопросы теории машин переменного тока Тема 4 Асинхронные машины Тема 5 Синхронные машины Тема 6 Специальные машины (микромашины)	Лабораторная работа по разделу. Практическая работа по разделу. Задания по самостоятельной работе.
ПК-51	Готовностью к составлению инструкций по эксплуатации оборудования и программ испытаний	знать: - информацию о новых технологиях изготовления основных элементов электрических машин; - эксплуатационные требования к различным видам электрических машин; - виды электрических машин и их основные характеристики; - особенности конструкции электрических машин и характеристики; - устройство, принцип действия, применение и тенденции развития электромашиностроения; - основные технико-эксплуатационные требования электрических машин, их конструкции и характеристики, правила технической эксплуатации; - систему проектно-конструкторской документации, правила построения технических схем и чертежей; уметь: - использовать полученные знания при решении практических задач по проектированию, испытаниями и эксплуатации электрических машин. - осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы; - анализировать информацию о новых технологиях изготовления основных элементов электрических машин; - эксплуатировать электрические машины;	Тема 2 Трансформаторы Тема 3 Общие вопросы теории машин переменного тока Тема 4 Асинхронные машины Тема 5 Синхронные машины Тема 6 Специальные машины (микромашины)	Практическая работа по разделу. Задания по самостоятельной работе.

План практических занятий

№ п/п	№ модуля (раздела) дисциплины	Наименование практических работ
	Тема 2Трансформаторы	Расчет трансформаторов по каталожным данным. Построение внешней характеристики трансформатора. Расчет КПД. Расчет распределения нагрузки при параллельной работе трансформаторов.
	Тема 3 Общие вопросы теории машин переменного тока	Расчет и построение схем обмоток машин переменного тока
	Тема 4 Асинхронные машины	Расчет механической характеристики, пусковых режимов и энергетической диаграммы асинхронного двигателя.
	Тема 5Синхронные машины	Построение векторных диаграмм неявнополюсного и явнополюсного синхронных генераторов

План лабораторных занятий

№ п/п	№ модуля (раздела) дисциплины	Наименование лабораторных работ
	Тема 2Трансформаторы	Трехфазный двухобмоточный трансформатор. Параллельная работа трехфазных трансформаторов
	Тема 4 Асинхронные машины	Определение параметров трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором
	Тема 5Синхронные машины	Исследование синхронного генератора

1 Перечень вопросов для самостоятельной работы

1. Классифицируйте электрические машины по назначению, по роду тока и принципу действия, по мощности и частоте вращения?

2. Приведите основные этапы развития электротехники в XIX в.?

3. Что такое номинальная мощность?

4. Сформулируйте законы Кирхгофа?

5. Что является главной особенностью машин постоянного тока?

6. Раскройте понятия: статор, якорь, коллектор, щеточный аппарат?

7. Объясните процесс индуцирования электродвижущей силы в обмотке якоря?

8. В чем заключается цель расчета магнитной цепи?

9. Что такое магнитное напряжение в воздушном зазоре, в зубцовом слое?

10. Что называют реакцией якоря?

11. Опишите кривые распределения индукции в воздушном зазоре?

12. В чем заключается размагничивающее действие якоря?

13. Что такое коммутация?

14. Сформулируйте механические и электромагнитные причины коммутации?

15. Запишите основное уравнение коммутации?

16. Что такое генератор с независимым возбуждением?

17. Что называют характеристикой холостого хода?

18. Классификация двигателей постоянного тока?

19. При каких условиях машина работает в генераторном режиме?

20. Характерная особенность двигателя с параллельным возбуждением?

21. Особенности двигателей с последовательным возбуждением?

22. Способы пуска двигателей?

23. Приведите способы регулирования частоты вращения двигателей?

24. Что такое трансформатор?

25. Что называется коэффициентом трансформации?

26. Что такое стержень и ярмо трансформатора?

27. В чем разница между концентрическими и чередующимися обмотками?

28. Какие бывают способы охлаждения трансформаторов?

29. Запишите уравнение для холостого хода трансформатора?

30. Что происходит с магнитным потоком при переходе от режима холостого хода к режиму нагрузки трансформатора?

31. Чем определяется величина и форма тока холостого хода?

32. Запишите комплексные уравнения для первичной и вторичной обмоток трансформатора?

33. Опишите векторные диаграммы обмоток при активной-индуктивной нагрузке трансформатора?

34. Приведите схему замещения трансформатора?

35. Как определяются параметры схемы замещения?

36. Что такое относительное изменение напряжения?

37. Что называют внешней характеристикой трансформатора?

38. Что называют КПД трансформатора?

39. Какие схемы соединения обмоток трансформатора существуют?

40. В зависимости от какого параметра трансформаторы делят на группы?

41. Приведите векторные диаграммы напряжений при параллельной работе трансформатора?

42. Приведите два необходимых условия для включения трансформаторов на параллельную работу?

43. Приведите общие методы анализа несимметричных режимов?

44. Что такое сварочные трансформаторы?

45. Запишите уравнения переходных процессов при включении трансформатора в сеть?

46. Что такое автотрансформаторы?

47. Что представляет собой пульсирующее поле?

48. Что представляет собой круговое вращающее поле при трехфазной обмотке и двухфазной обмотке?

49. Однослойные и двухслойные обмотки трансформаторов переменного тока?

50. Что такое магнитное напряжение в воздушном зазоре?

51. Каково назначение асинхронных машин?

52. Опишите принцип действия асинхронных машин?

53. Запишите уравнение при холостом ходе для каждой фазы обмотки статора?

54. Что такое фазорегулятор, индукционный регулятор?

55. Запишите ЭДС и ток в обмотке ротора?

56. Опишите энергетические диаграммы асинхронных машин.

57. Приведите Т-образную схему замещения и векторную диаграмму?

58. Запишите зависимость электромагнитного момента от скольжения?

59. Приведите формулу Клосса?

60. Что называют рабочими характеристиками асинхронного двигателя?

61. Опишите основные принципы построения круговых диаграмм?

62. Основные требования при пуске двигателя?

63. Перечислите способы пуска двигателя?

64. Типы двигателей?

65. Формула определения частоты вращения двигателя?

66. Закон Костенко, закон управления при постоянстве магнитного потока?

67. Опишите магнитные потери в стали от высших гармоник?

68. Особенности генераторного режима работы?

69. Особенности режима электромагнитного торможения?

70. Области применения однофазных двигателей?

71. Принцип действия и устройство однофазного двигателя?

72. Что такое асинхронный преобразователь частоты?

73. Каково назначение синхронных машин?

74. Опишите принцип действия синхронных машин?

75. Приведите основные конструкционные элементы синхронных машин и синхронных машин большой мощности?

76. Чем определяется ЭДС в обмотке якоря?

77. Что такое магнитное поле возбуждения?

78. Что называется реакцией якоря?

79. Опишите диаграмму Потье?

80. Определите отличия в диаграммах явнополюсной и неявнополюсной машинах?

81. Охарактеризуйте внешние и регулировочные характеристики генератора?

82. Как определяются индуктивные сопротивления?

83. Что такое отношение короткого замыкания?

84. Что требуется для регулирования нагрузки генератора?

85. Объясните режим невозбуждения, перевозбуждения?

86. Что такое U-образная характеристика генератора?

87. Активная мощность синхронной машины?

88. Электромагнитный момент синхронной машины?

89. Назовите условия статической устойчивости?

90. Каким образом ток влияет на устойчивость?

91. Что такое синхронный двигатель?

92. Принципы построения векторных диаграмм для синхронных двигателей?

93. Что такое синхронный компенсатор?

94. Опишите особенности машин постоянного тока?

95. Электродвижущая сила и электрический момент машин постоянного тока?

96. Типы обмоток якоря?

97. Магнитное поле машин постоянного тока?

98. Что называется реакцией якоря?

99. Основное уравнение коммутации?

100. Основные характеристики генератора постоянного тока?

101. Что такое импульсный трансформатор?

102. Что такое асинхронный тахогенератор?