Основи проєктування та конструювання електромеханотронних пристроїв

Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Код дисципліни: 6.141.06.E.103
Кількість кредитів: 8.00
Кафедра: Електромехатроніка та комп'ютеризовані електромеханічні системи
Лектор: доцент Макарчук Олександр Володимирович, доцент Гавдьо Ігор Романович
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Мета полягає у засвоєнні методів та напрямів розвитку теорії і розрахунку типових електромеханотронних пристроїв – електричних машин постійного та змінного струму, що відповідатимуть нинішнім вимогам, які виникають перед електромашинобудівною галуззю в умовах конкурентного промислового виробництва. Також, передбачається ознайомлення з конструкціями сучасних електричних машин, як невід’ємними елементами електромеханотронних систем, типовими конструкціями їх вузлів і деталей, матеріалами для їх виготовлення та набуття теоретичних та практичних знань, необхідних для розрахунку елементів конструкції, побудови конструкційних схем загального вигляду машин різних ступенів захисту, способів охолодження та конструкційного виконання. Вивчаються також вимоги відповідних стандартів, конструкторська документація та вимоги до неї.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей: загальні компетентності: ЗК2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. ЗК5. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел. ЗК6. Здатність виявляти, ставити та вирішувати проблеми. ЗК8. Здатність працювати автономно. фахові компетентності: ФК1. Здатність вирішувати практичні задачі із застосуванням систем автоматизованого проектування і розрахунків (САПР). ФК2. Здатність вирішувати практичні задачі із залученням методів математики, фізики та електротехніки. ФК5. Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з роботою електричних машин, апаратів та автоматизованого електроприводу. ФК6. Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з проблемами виробництва, передачі та розподілення електричної енергії. ФК9. Усвідомлення необхідності підвищення ефективності електроенергетичного, електротехнічного та електромеханічного устаткування. ФК10. Усвідомлення необхідності постійно розширювати власні знання про нові технології в електроенергетиці, електротехніці та електромеханіці. фахові компетентності професійного спрямування: ФКС1. Уміння ідентифікувати, класифікувати та описувати роботу електромехатронних пристроїв і перетворювачів шляхом використання аналітичних методів і методів моделювання. ФКС2. Уміння проектувати електромехатронні пристрої і перетворювачі з урахуванням усіх аспектів поставленої задачі, включаючи створення, налагодження, експлуатацію, технічне обслуговування та утилізацію. ФКС3. Уміння аргументувати вибір методів розв’язування спеціалізованих задач, критично оцінювати отримані результати та захищати прийняті рішення. ФКС4. Уміння досліджувати проблему та визначати обмеження, зумовлені проблемами сталого розвитку, впливом на навколишнє середовище та безпеку життєдіяльності.
Результати навчання: Результати навчання РН1. (ЗН3. Знати принципи роботи електричних машин, апаратів та автоматизованих електроприводів та уміти використовувати їх для вирішення практичних проблем у професійній діяльності) РН2. (ЗН5. Знати основи теорії електромагнітного поля, методи розрахунку електричних кіл та уміти використовувати їх для вирішення практичних проблем у професійній діяльності) РН3. (УМ2. Здійснювати аналіз процесів в електроенергетичному, електротехнічному та електромеханічному обладнанні, відповідних комплексах і системах) РН4. (УМ3. Обирати і застосовувати придатні методи для аналізу і синтезу електромеханічних та електроенергетичних систем із заданими показниками) РН5. (УМ4. Уміти оцінювати енергоефективність та надійність роботи електроенергетичних, електротехнічних та електромеханічних систем) РН6. (УМ5. Знаходити необхідну інформацію в науково-технічній літературі, базах даних та інших джерелах інформації, оцінювати її релевантність та достовірність) РН7. (УМ12. Розв’язувати складні спеціалізовані задачі з проектування і технічного обслуговування електромеханічних систем, електроустаткування електричних станцій, підстанцій, систем та мереж) РН8. (УМ13. Вміти самостійно вчитися, опановувати нові знання і вдосконалювати навички роботи з сучасним обладнанням, вимірювальною технікою та прикладним програмним забезпеченням) РН9. (УМ14. Застосовувати придатні емпіричні і теоретичні методи для зменшення втрат електричної енергії при її виробництві, транспортуванні, розподіленні та використанні) РН10. (Ком2. Здатність використання різноманітних методів, зокрема інформаційних технологій, для ефективно спілкування на професійному та соціальному рівнях) РН11. (АіВ2. Здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань; РН11. (АіВ3. здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи та до­ся­гати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики)
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: пререквізити: • Інженерна та комп'ютерна графіка • Основи комп’ютерн. технологій проектування • Електричні машини
Короткий зміст навчальної програми: Розглядаються типові етапи проектування електричних машин загальнопромислового призначення, їх конструкції, підходи до вибору систем керування ними. Викладаються особливості вибору головних розмірів, розрахунок обмоткових даних, параметрів, втрат та робочих характеристик. Розглядаються основи вентиляційних, теплових та механічних розрахунків електричних машин та елементів силової електроніки.
Опис: Вступ. Зміст предмету, задача проектування та конструювання електромеханотронного виробу, етапи проектування, роль стандартизації та уніфікації Головні розміри та електромагнітні навантаження. Якірні обмотки Обмотки електромеханотронних пристроїв постійного та змінного струму. Типи обмоток. Основні розрахункові співвідношення. Обмоткові коефіцієнти. Коефіцієнти заповнення пазу. Осердя з розподіленими обмотками Розрахунок обмоткових даних та розмірів осердя якоря машин постійного струму. Розрахунок обмоткових даних та розмірів осердь статора і ротора асинхронних машин. Розрахунок магнітних кіл Розрахунок обмотки збудження та розмірів осердь головних полюсів машин постійного струму. Розрахунок обмотки збудження та розмірів осердь полюсів синхронних машин. Комутація в машині постійного струму Параметри електромеханотронних пристроїв постійного та змінного струму Втрати та ККД Розрахунок втрат в обмотках, втрат в сталі, механічних втрат, додаткових втрат та ккд. Характеристики електромеханотронних пристроїв постійного та змінного струму Типові конструкції сучасних машин змінного струму загальнопромислового призначення Загальна характеристика сучасних серій асинхронних двигунів. Серія 4А, основне виконання. Модифікації двигунів серії 4А. Серії А4, АК4, ДАЗО4. Загальна характеристика сучасних серій синхронних машин. Виконання синхронних машин по ступенях захисту, конструктивному виконанню та способах монтажу. Опис конструкції двигунів серії СДН Станини електричних машин змінного струму. Статори електричних машин змінного струму. Конструкція осердь статорів. Розрахунок елементів кріплення осердь. Конструкція статорних обмоток Ротори електричних машин змінного струму. Вали електричних машин. Конструювання валів. Перевірковий розрахунок вала Підшипникові щити та підшипникові вузли. Конструкція підшипникових щитів. Підшипники і підшипникові вузли Елементи систем охолодження. Конструкція вентиляторів. Конструкція повітрохолодників Елементи струмопідводу. Типові конструкції сучасних машин постійного струму загальнопромислового призначення Загальна характеристика серій машин постійного струму. Конструкції станин машин постійного струму. Осердя головних полюсів. Розрахунок елементів кріплення осердь головних полюсів Осердя додаткових полюсів. Конструкції осердь якорів. Елементи кріплення якірних обмоток. Струмопідвід у машинах постійного струму. Конструкції колекторів. Маркування вивідних кінців
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль на практичних заняттях, який проводиться у формі фронтального усного опитування після виконання індивідуальних завдань, призначений для перевірки засвоєння лекційного матеріалу та набуття комунікаційних навичок. Підсумковий контроль знань проводиться у вигляді семестрового екзамену.
Критерії оцінювання результатів навчання: • усне опитування, контрольна робота (20%) • підсумковий контроль (80 %, контрольний захід, іспит): письмово-усна форма (80 %)
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. Проектирование электрических машин. /И.П.Копылов, Ф.А.Горяинов, Б.К.Клоков и др.; Под.ред. И.П.Копылова. -М.: Энергия, 1980. 2. Попічко В.В. Конструкції асинхронних двигунів. Навч. посібник. -Львів: НУЛП, 2001. 3. Попічко В.В. Проектування машин постійного струму. Навч. посібник. -Львів: НУЛП, 2004. 4. Pyrhonen Juha. Design of rotating electrical machines / Juha Pyrhonen, Tapani Jokinen, Valeria Hrabovcova ; translated by Hanna Niemel?a. p. cm. Includes bibliographical references and index. ISBN 978-0-470-69516-6 (cloth) © 2008 John Wiley & Sons, Ltd. –512 р. 5. Електронний навчально-методичний комплекс навчальної дисципліни «Основи проектування та конструювання електромеханотронних пристроїв» (http://vns.lp.edu.ua/course/ view.php?id=12370)
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).