Синтез сучасних керованих електромеханічних перетворювачів

Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Код дисципліни: 8.141.00.M.014
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Електромехатроніка та комп'ютеризовані електромеханічні системи
Лектор: к.т.н., с.н.с., доцент Харчишин Богдан Михайлович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою вивчення дисципліни є сформувати у молодих науковців системні теоретичні знання та практичні уміння і навички теоретичного i експериментального дослідження електpомеханотpонних пеpетвоpювачiв - нового напрямку електротехніки, який базується на суміщенні електромеханічних пеpетвоpювачiв з електронними компонентами, проведення наукової, дослідницько-інноваційної діяльності, а також впровадження отриманих результатів.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у здобувачів компетентностей: загальних: - здатність до критичного аналізу, оцінки та синтезу нових ідей; - здатність здійснювати пошук, аналізувати і критично оцінювати інформацію з різних джерел; - уміння ефективно спілкуватися з широкою науковою спільнотою та громадськістю з актуальних питань електроенергетики, електротехніки та електромеханіки; - креативність, здатність до системного мислення; - здатність саморозвиватися і самовдосконалюватися протягом життя, відповідальність за навчання інших; - розуміння необхідності навчання протягом життя та трансферу набутих знань; - систематичні знання сучасних методів проведення досліджень в галузі електроенергетики, електротехніки та електромеханіки і в суміжних галузях; - ініціювання оригінальних дослідницько-інноваційних комплексних проектів, лідерство та здатність як автономної так і командної роботи під час реалізації проектів. фахових: - знання про сучасні тенденції розвитку і найбільш важливі нові наукові досягнення в області електротехніки та електромеханіки, а також суміжних; - систематичні знання і розуміння сучасних наукових теорій і методів, та вміння їх ефективно застосовувати для синтезу та аналізу електроенергетичних, електротехнічних або електромеханічних систем; - здатність ефективно застосовувати методи аналізу, математичне моделювання, виконувати фізичні та математичні експерименти при проведенні наукових досліджень; - здатність інтегрувати знання з інших дисциплін, застосовувати системний підхід та враховувати нетехнічні аспекти при розв’язанні інженерних задач та проведенні досліджень; - здатність розробляти та реалізовувати проекти, включаючи власні дослідження, які дають можливість переосмислювати наявні чи створювати нові знання; - здатність аргументувати вибір методу розв’язування спеціалізованої задачі, критично оцінювати отримані результати та захищати прийняті рішення. - здатність застосовувати аналітичні методи аналізу, математичне оделювання та виконувати фізичні та математичні експерименти для розв’язання інженерних завдань та при проведенні наукових досліджень; - здатність самостійно проектувати системи та їх елементи з урахуванням усіх аспектів поставленої задачі.
Результати навчання: • здатність продемонструвати систематичні знання сучасних методів проведення досліджень в області електротехніки; • здатність продемонструвати поглиблені знання у вибраній області наукових досліджень; • здійснювати пошук, аналізувати і критично оцінювати інформацію з різних джерел; • застосовувати знання і розуміння для розв’язування задач синтезу та аналізу елементів та систем, характерних обраній області наукових досліджень; • досліджувати і моделювати явища та процеси в складних динамічних електромеханічних системах; • застосовувати системний підхід, інтегруючи знання з інших дисциплін та враховуючи нетехнічні аспекти, підчас розв’язання теоретичних та прикладних задач обраної області наукових досліджень; • поєднувати теорію і практику, а також приймати рішення та виробляти стратегію розв’язання науково-прикладних задач з урахуванням загальнолюдських цінностей, суспільних, державних та виробничих інтересів; • ефективно працювати як індивідуально, так і у складі команди; • самостійно виконувати експериментальні дослідження та застосовувати дослідницькі навички.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити - Аналітичні та чисельні методи досліджень Кореквізити - FEM-аналіз в задачах електромеханіки
Короткий зміст навчальної програми: В дисципліні викладено основи нового науково-технічного напрямку електротехніки, який передбачає максимальне використання можливостей і досягнень мікроелектроніки для здійснення усіх видів перетворення електричної енергії в електросистемах із метою суттєвого зменшення маси й об'єму пристроїв і систем, зменшення теплових утрат, збільшення ресурсу роботи, зменшення експлуатаційних витрат. Розвиток напівпровідникової електроніки й прогрес у створенні пристроїв мікроелектроніки уможливлюють удосконалення відомих і створення нових електромеханічних перетворювачів енергії за рахунок підвищення продуктивності і якості роботи технологічного обладнання, покращання характеристик та показників автоматизованого електропривода, джерел електроенергії й електроенергетичних систем із ними.
Опис: Сучасна електромеханіка. Спеціальні електромеханічні перетворювачі. Силові комутатори.Конструктивні схеми електромеханічних перетворювачів вентильних двигунів. Давачі положення ротора. Регулювання частоти обертання: структурні схеми та принципи. Давачі частоти обертання. Вентильні двигуни постійного струму зі збудженням від постійних магнітів. Класифікація схем обмоток і структур комутаторів. Вентильні реактивні двигуни. Теоретична база електромеханічного перетворення енергії в ЕМП індукторного типу. Методика проектування явнополюсних вентильних реактивних двигунів з буферами енергії. Математична модель вентильного реактивного двигуна для статичних характеристик. Автоматизована система проектування вентильних реактивних двигунів з буферами енергії. Математичне моделювання електромеханічних процесів. Спосіб представлення дискретності схеми сполучень секції вентильного двигуна. Математичні моделі вентильних реактивних двигунів з послідовними буферами енергії. Математичні моделі вентильних реактивних двигунів з паралельним буфером енергії. Характеристики та властивості вентильних реактивних двигунів з буферами енергії.
Методи та критерії оцінювання: Оцінювання знань забезпечується поточним контролем та семестровим контролем. Поточний контроль – підготовка, виконання та захист лабораторних робіт. Екзаменаційний контроль здійснюється в період сесії в письмовоусній формі.
Критерії оцінювання результатів навчання: - лабораторні заняття (32 бали) - 32 % - контрольний захід (екзамен) (68 балів) - 68%
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Ткачук Василь. Електромеханотроніка: Підручник. – Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2006. - 440 с. 2. Ткачук Василь. Електромеханотроніка: Навчальний посібник. – Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2001. - 404 с. 3. Ткачук В.І. Електромеханотроніка. Конспект лекцій. - Львів. Рукопис, 2000. - 220 с. 4. Дискретні давачі положення ротора вентильних двигунів. Дослідження вихідних характеристик та схем формування вихідних сигналів. Методичні вказівки до циклу лабораторних робіт з предмета „Механотроніка”. Укл. Ткачук В.І., Осідач Ю.В. – Львів: Видавництво Державного університету „Львівська політехніка”. 2000, - 20 с. 5. Вентильні реактивні двигуни постійного струму. Дослідження характеристик. Методичні вказівки до циклу лабораторних робіт з предмета „Механотроніка” . Укл. Ткачук В.І., Осідач Ю.В. – Львів: Вид-во Держ. університету „Львівська політехніка”. 2000, - 20 с. 6. Вентильні двигуни постійного струму. Дослідження характеристик. Методичні вказівки до циклу лабораторних робіт з предмета „Електромеханотроніка”. Укл. Ткачук В.І., Осідач Ю.В. – Львів: Вид-во Державного університету „Львівська політехніка”. 2000, - 10 с. 7. Дослідження послідовного широтно-імпульсного регулятора напруги і обмеження струму. Методичні вказівки до лабораторної роботи. Укл. Ткачук В.І. Рукопис. 8. Коськин Ю.П. Введение в электромеханотронику. Санкт-Петербург. Энергоатомиздат, 1991. -192 с. 9. Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигатели постоянного тока. - Л.: Наука, 1979. - 270 . 10. Бут Д.А. Бесконтактные электpические машины. М.: Высш. шк., 1990. - 416 с. 11. Свечаpник Д.В. Электpические машины непосpедственного пpивода. - М.: Энеpгоатомиздат, 1988. - 208 с. 12. Вентильные электpодвигатели малой мощности для пpомышленных pоботов. / В.Д.Косулин, Г.Б.Михайлов, В.В.Омельченко, В.В.Путников. - Л.: Энеpгоатомиздат, 1988, - 184 с. 13. Теорія та синтез вентильних двигунів постійного струму: монографія / В.І.Ткачук, І.Є.Біляковський, О.В.Макарчук, Л.В.Каша, О.В.Грещук. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2011. – 288 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).