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
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 - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
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).