5

2. Рабочие учебные материалы

2.1. Рабочая программа

(Объем дисциплины 290 часов)

ВВЕДЕНИЕ (2 ч)

[1], с. 5...25, [2], с. 3...18, [4], с. 225...233

История развития трансформаторов и электрических машин. Материалы, применяемые в электромашиностроении.

Классификация трансформаторов и электрических машин. Общие принципы устройства индуктивных статических и электромеханических преобразователей. Основные физические закономерности, определяющие электромеханическое преобразование энергии во вращающейся электрической машине. Потери в электрических машинах. Энергетические диаграммы.

Перспективы совершенствования трансформаторов и электрических машин.

Раздел 1. ТРАНСФОРМАТОРЫ (102 ч)

1.1. Общие сведения

[1], с. 83...85, 98...109, 147...150, [4], с. 181...184, 213...222

Назначение трансформаторов в системе передачи и распределения электрической энергии. Принцип работы трансформатора как электромагнитного преобразователя энергии. Устройство и классификация силовых трансформаторов. Трансформаторы с масляным, жидкостным и газовым охлаждением. Группы соединения трехфазного трансформатора. Группы соединений, имеющие преимущественное использование.

1.2. Схема замещения. Характеристики

ЭДС в обмотках трансформатора на холостом ходу. Явления, возникающие при намагничивании трансформатора. Переходный процесс при включение трансформатора в сеть на холостом ходу. Опыт короткого замыкания трансформатора. Уравнения ЭДС и МДС в дифференциальной и комплексной форме. Энергетическая диаграмма. Уравнения приведенного трансформатора. Векторная диаграмма и схема замещения трансформатора при различных нагрузках. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке. Определение параметров схемы замещения и рабочих свойств трансформатора по его паспортным данным. Зависимость КПД трансформатора от нагрузки.

6

Глава 2. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ (56 ч)

[1], с. 150...152, 154...162, 224...226 [2], с. 216...218, 223...336 [4], с. 275...277, 343...371

2.1. Общие сведения. Схемы замещения

Основные элементы конструкции асинхронных машин (АМ). Фазный и короткозамкнутый роторы. Принцип действия, устройство. Скольжение в различных режимах работы машины. Двигательный режим асинхронных машин.

АМ с заторможенным ротором в качестве трансформатора с вращающимся магнитным полем фазорегулятора и регулятора напряжения. Схемы соединения обмоток статора и ротора для указанных случаев, векторные диаграммы. Основные уравнения приведенной машины.

2.3. Механические характеристики

Уравнение электромагнитного момента и его анализ. Электромагнитный вращающий момент. Естественная механическая характеристика. Максимальный момент, критическое скольжение. Способы пуска асинхронных двигателей. Пусковой ток и его влияние на работу сети и двигателя. Способы улучшения пусковых свойств асинхронных двигателей с короткозамкнутой обмоткой ротора.

2.4. Пуск. Регулированиечастотывращения. Способыторможения

Пуск в ход. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением частоты питающего напряжения, числа пар полюсов и скольжения. Способы торможения. Достоинства и недостатки способа регулирования за счет увеличения активного сопротивления роторной цепи. Пределы регулирования частоты вращения путем уменьшения подводимого напряжения. Недостатки и достоинства. Устройство многоскоростных машин. Асинхронные генераторы. Однофазные асинхронные двигатели. Работа трехфазного двигателя в однофазном режиме.

Раздел 3. СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ (80 ч) 3.1. Общие сведения

[1], с. 233....248, [2], с. 140...182, [3], с. 3...15, [4], с. 293...313

Конструкция и принцип действия синхронной машины (СМ). Классификации систем возбуждения СМ. Независимые системы возбуждения. Требования к системам возбуждения. Работа синхронного генератора на холостом ходу и при симметричной нагрузке. Реакция якоря, ее влияние на работу генератора. Параметры обмотки якоря при установившейся симметричной нагрузке. Активное сопротивление, индуктивное сопротивление рассеяния, синхронное индуктивное сопротивление. Основные уравнения и векторные диаграммы явнополюсного и неявнополюсного синхронного генератора.

7

3.2. Характеристики синхронных машин

Принцип работы. Основные характеристики синхронных генераторов: холостого хода, внешняя, нагрузочная, регулировочная, короткого замыкания. Изменение напряжения генератора при нагрузке. Определение синхронного индуктивного сопротивления по опытам холостого хода и короткого замыкания. Отношение короткого замыкания. Способы пуска и регулирование частоты вращения.

3.4. Параллельная работа синхронной машины с сетью

Параллельная работа синхронных генераторов с сетью. Условия включения генераторов на параллельную работу при использовании методов точной синхронизации и самосинхронизации. Электромагнитная и синхронизирующая мощность. Угловые и V-образные характеристики генератора. Понятие статической и динамической устойчивости.

Регулирование активной и реактивной мощности в синхронных машинах.

Раздел 4. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА (48 ч)

[1], с. 295…306, [2], с. 344…351

4.1. Общие сведения

Конструкция и принцип действия машин постоянного тока (МПТ). Обмотка якоря: принцип устройства и классификация. ЭДС обмотки якоря. Пульсации напряжения на коллекторе и способы их уменьшения. Основные серии МПТ, выпускаемые в стране. Магнитная цепь машины постоянного тока. Магнитная характеристика и характеристика холостого хода. Продольная и поперечная реакция якоря. Влияние изменения нагрузки на величину ЭДС.

4.2. Генераторы постоянного тока

Основные уравнения, условия самовозбуждения. Внешняя и регулировочная характеристики генераторов с различными способами возбуждения. Параллельная работа генераторов: условия включения на параллельную работу. Перевод нагрузки с одной машины на другую. Особенности параллельной работы генераторов со смешанным возбуждением.

1.5. Двигатели постоянного тока

Основные уравнения, электромеханические характеристики. Способы пуска и реверса двигателей. Методы регулирования частоты вращения. Диапазон регулирования. Условия устойчивости работы двигателя.

Рабочие характеристики двигателей постоянного тока: параллельного, последовательного и смешанного возбуждения. Конструкция и принцип действия машин постоянного тока специального назначения.

Заключение ( 2 часа)

Перспективы развития и использования электрических машин и трансформаторов в электроэнергетике.

8

2.2. Тематический план дисциплины 2.2.1. Очная форма обучения

№	Тема	дневнойпочасовКоличество форме	.Аудит	ДОТ	.Аудит		ДОТ	Виды занятий и контроля						работаКурсовая	работаКонтрольная	ПЗ	ЛР
п/п								.Аудит		ДОТ	работаСамостоятельная	Тесты
			Лекции			ПЗ			ЛР
Всего: 290		290	88		24		10	32		20	116			1
1	Введение	2	2
2	Раздел 1.	102			6		3	12		6	55	№1				№1	№1,2
	Трансформаторы
2.1	1.1. Общие сведения		12
2.2	1.2. Схема		8
	замещения.
	Характеристики
3	Раздел 2.	56			6		2	4		4	18	№2				№2	№3
	Асинхронные
	двигатели
3.1	2.1. Общие		8
	сведения. Схемы
	замещения
3.2	2.2. Механические		8
	характеристики
3.3	2.3. Пуск.		6
	Регулирование
	частоты вращения.
	Способы
	торможения
4	Раздел 3.	80			6		3	12		6	25	№3				№3	№4,5,
	Синхронные																6
	машины
4.1	3.1. Общие сведения		12
4.2	Тема 3.2.		8
	Характеристики
	синхронных машин
4.3	Тема 3.3.		8
	Параллельная
	работа синхронной
	машины с сетью
5	Раздел 4. Машины	48			6		2	4		4	18	№4				№4	№7,8,
	постоянного тока																9
5.1	4.1. Общие сведения		6
5.2	Тема 4.2.		4
	Генераторы
	постоянного тока
5.3	Тема 4.3. Двигатели		4
	постоянного тока
6	Заключение	2	2

9

2.2.2. Очно-заочная форма обучения

№	Тема	дневнойпочасовКоличество форме	.Аудит	ДОТ	.Аудит		ДОТ	Виды занятий и контроля						работаКурсовая	работаКонтрольная	ПЗ	ЛР
п/п								.Аудит		ДОТ	работаСамостоятельная	Тесты
			Лекции			ПЗ			ЛР
Всего: 290		290	36	66	8		8	28		28	116			1	1
1	Введение	2	1	1
2	Раздел 1.	102	4	32	4		4	8		8	45	№1				№1	№1,2
	Трансформаторы
2.1	Тема 1.1. Общие		8	12
	сведения
2.2	Тема 1.2. Схема		5	8
	замещения.
	Характеристики
3	Раздел 2.	56	3	26	4		4	4		4	18	№2				№2	№3
	Асинхронные
	двигатели
3.1	Тема 2.1. Общие		2	8
	сведения. Схемы
	замещения
3.2	Тема 2.2.		2	4
	Механические
	характеристики
3.3	Тема 2.3. Пуск.		2	4
	Регулирование
	частоты вращения.
	Способы
	торможения
4	Раздел 3.	80	5	38				12		12	29	№3					№4,5,
	Синхронные																6
	машины
4.1	Тема 3.1. Общие		3	8
	сведения
4.2	Тема 3.2.		4	8
	Характеристики
	синхронных машин
4.3	Тема 3.3.		2	2
	Параллельная
	работа синхронной
	машины с сетью
5	Раздел 4. Машины	48	2	20				4		4	9	№4					№7,9
	постоянного тока
5.1	Тема 4.1. Общие		2	6
	сведения
5.2	Тема 4.2.		2	2
	Генераторы
	постоянного тока
5.3	Тема 4.3. Двигатели		2	2
	постоянного тока
6	Заключение	2	1	1

10

2.2.3. Заочная форма обучения

№	Тема	дневнойпочасовКоличество форме	.Аудит	ДОТ	.Аудит		ДОТ	Виды занятий и контроля						работаКурсовая	работаКонтрольная	ПЗ	ЛР
п/п								.Аудит		ДОТ	работаСамостоятельная	Тесты
			Лекции			ПЗ			ЛР
Всего: 290		290	16	118	4		4	16		16	116			1	1
1	Введение	2	1	1
2	Раздел 1.	102			2		2	4		4	54	№1				№1	№1,2
	Трансформаторы
2.1	Тема 1.1. Общие		2	16
	сведения
2.2	Тема 1.2. Схема		2	16
	замещения.
	Характеристики
3	Раздел 2.	56			2		2	4		4	15	№2				№2	№3
	Асинхронные
	двигатели
3.1	Тема 2.1. Общие		1	12
	сведения. Схемы
	замещения
3.2	Тема 2.2.		1	8
	Механические
	характеристики
3.3	Тема 2.3. Пуск.		1	6
	Регулирование
	частоты вращения.
	Способы
	торможения
4	Раздел 3.	80						4		4	29	№3					№4,5,
	Синхронные																6
	машины
4.1	Тема 3.1. Общие		2	20
	сведения
4.2	Тема 3.2.		2	16
	Характеристики
	синхронных машин
4.3	Тема 3.3.		1	2
	Параллельная
	работа синхронной
	машины с сетью
5	Раздел 4. Машины	48						4		4	18	№4					№7,8
	постоянного тока
5.1	Тема 4.1. Общие		2	12
	сведения
5.2	Тема 4.2.			4
	Генераторы
	постоянного тока
5..3	Тема 4.3. Двигатели			4
	постоянного тока
6	Заключение	2	1	1