Для заочного отделения специальности 26. 05. 07 эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО КУРСУ «СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА И СИЛОВАЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА»

ДЛЯ ЗАОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 26.05.07 ЭКСПЛУАТАЦИЯ СУДОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И СРЕДСТВ АВТОМАТИКИ

I. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Власов А.Б. Электроника. Элементы электронных схем (часть 1). - Мурманск, МГТУ, 2009, -157 с.

2. Власов А.Б. Электроника. Основные аналоговые элементы и узлы электронной аппаратуры (часть 2). - Мурманск: МГТУ, 2008, -255 с.

3. Власов А.Б. Электроника. Основные цифровые элементы и узлы электронной аппаратуры (часть 3). - Мурманск: МГТУ, 2008, -207 с.

4. Власов А.Б., Черкесова З.Н. Задачи и методы их решения по курсу ²Электротехника и электроника² (задачник) Учебное пособие по дисциплинам ²Электротехника и электроника², ²Общая электротехника и электроника² для технических специальностей. - Мурманск: МГТУ, 2015, -137 с.

5. Власов, А.Б. Виртуальный лабораторный практикум ″Электроника″, Учеб. пособие по дисциплинам ″Судовая электроника и силовая преобразовательная техника², ″Практическая схемотехника²: Учеб. пособие для технических специальностей / А.Б. Власов. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2010. 137с.

6. Власов А.Б. Физические основы электроники: Электрофизические методы исследования полупроводников и полупроводниковых приборов. – Мурманск: МГТУ, 2013. – 228 с.

7. Власов А.Б., Черкесова З.Н. Лабораторный практикум ²Электротехника² по курсам ²Теоретические основы электротехники², ²Электротехника и электроника² (практикум) Учебное пособие МГТУ для всех форм обучения. - Мурманск: МГТУ, 2010, -137 с

8. Власов А.Б. Силовая преобразовательная техника. Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы по курсам «Судовая электроника и силовая преобразовательная техника», ²Электротехнические комплексы и системы». Мурманск: Изд-во МГТУ, 2019. Электронный вариант.

9. Власов А.Б. Расчет управляемого полупроводникового выпрямителя. Методические указания и контрольные задания к курсовой работе по дисциплине «Судовая электроника и силовая преобразовательная техника» для специальности 26.05.07 ²Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики². Мурманск: Изд-во МГТУ. 2019. Электронный вариант.

10. Власов А.Б., Кучеренко В.В..Черкесова З.Н. Силовая преобразовательная техника. Методические указания к лабораторному практикуму ″Силовая преобразовательная техника″ по курсам ²Судовая электроника и силовая преобразовательная техника″, «Электротехнические комплексы и системы», «Электромагнитная совместимость» - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2019. Электронный вариант.

11. Власов, А.Б., Капустин А.Н., Мухалев В.А. Лабораторный практикум ″Силовая преобразовательная техника″ по курсам ²Судовая электроника и силовая преобразовательная техника″, “Практическая схемотехника“, “Силовые полупроводниковые преобразователи“, ²Электротехника, электроника и схемотехника² для технических специальностей / А.Б. Власов, А.Н. Капустин, В.А. Мухалев. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2017. – 170 с.

12. Власов А.Б. Задачи аналоговой и цифровой электронике. Методические рекомендации и контрольные задания по курсам ²Судовая электроника и силовая преобразовательная техника» для специальности 26.05.07 Эксплуатациям судового электрооборудования и автоматики судов. Мурманск: Изд-во МГТУ. 2019. Электронный вариант.

13. Власов А.Б. Задачи по силовой электронике. методические рекомендации и контрольные задания по курсам «Судовая электроника и силовая преобразовательная техника», ²Электротехнические комплексы и системы. Мурманск: Изд-во МГТУ. 2019. Электронный вариант.

14. Власов А.Б. Импульсные схемы на ЛЭ (файл)

Дополнительные методические материалы по курсу (файлы в лаборатории).

                                      ЗАДАНИЕ НА ОСЕННИЙ СЕМЕСТР

Отчетные материалы по контрольной работе и РГР

2) Конспекты лекций и самостоятельной работы

3) Ответы на задачи по аналоговой и цифровой электронике.
Литература: [12], [13].

ФОРМА КОНТРОЛЯ: ЭКЗАМЕН

Вопросы к экзамену

1. Биполярные транзисторы.. Строение и принцип действия транзисторов различного типа.. Входные и выходные характеристики транзисторов в схемах ОБ, ОЭ, ОК. Тепловой ток. Режимы работы и их характеристики. Схема замещения транзисторов в физических параметрах. Транзистор как активный четырехполюсник. Малосигнальные параметры транзисторов. Реальные характеристики. Пробой транзистора.

2. Униполярные (полевые) транзисторы. Режимы работы. Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом (ПТУП). МДП, МОП-транзисторы (ПТИЗ) с встроенными и индуцированными каналами различного типа. Входные, выходные, стокозатворные характеристики. Крутизна.

3. Динамические характеристики диодов, биполярных транзисторов, полевых транзисторов.

4. Усилители. Классификация и основные характеристики усилительных устройств. Коэффициенты усиления. Амплитудно-частотная, фазочастотная, переходная характеристики. Различные типы усилителей. Усилители с обратной связью. Характеристики обратной связи. ПОС и ООС.

5. Усилители на биполярных транзисторах. Каскады. Схема с ОЭ. Назначение элементов схемы. Соотношение токов и напряжений. Графо-аналитический метод расчета элементов каскада. Линия нагрузки по постоянному и переменному токам. Усиление сигналов. Классы усиления. Каскад с ОК.

6. Многокаскадные усилители. Усилители с конденсаторной, трансформаторной, непосредственной (или гальванической), оптической связью. Составные транзисторы. Усилители постоянного тока. Дифференциальный (параллельно-балансный) каскад: Схема, принцип действия, применение.

7. Усилители мощности. Классы усиления. Трансформаторный усилитель мощности. Двухтактные усилительные каскады. Бестрансформаторные усилители мощности, в том числе с составными транзисторами. Схемы, принцип действия, временные диаграммы.

8. Аналоговые интегральные микросхемы. Операционный усилитель. Строение. Принцип работы. Характеристики. Передаточная характеристика. Баланс и разбаланс. Преобразователи сигналов на ОУ (инвертирующий и неинвертирующий усилитель). Схемы, принцип работы, характеристики. Решающие усилители на ОУ.

9. Релейные (пороговые) усилители. Триггер Шмидта. Передаточная характеристика. Гистерезис. Аналоговые компараторы напряжений (инвертирующий и неинвертирующий, с положительной ООС, с опорным сигналом и без него.

10. Импульсные устройства. Коммутаторы. Электродные ключи (цифровые и аналоговые), ограничители, формирователи. Примеры схем и принцип их работы. Параметры импульсных сигналов, скважность. Транзисторный ключ.

11. Аналоговые ключи. Двунаправленные элементы. Комплементарная пара. Строение и принцип действия ключа. Его характеристики. Коммутаторы сигналов. Мультиплексоры.

12. Генераторы синусоидальных колебаний. Принципы построения генераторов. Генераторы гармонических колебаний с колебательным LC-контуром, RC-связями. Генератор с трансформаторной связью

13. Генераторы импульсных сигналов. Генератор сигналов прямоугольной формы. Мультивибратор. Схема, принцип действия, временные диаграммы. Регулирование частоты и скважности. Методы расчета. Симметричный мультивибратор на ОУ. Ждущий мультивибратор (одновибратор). ГЛИН (пилообразный и треугольный импульсы). Магнитно-транзиторный генератор (блокинг-генератор).

14. Цифровые интегральные микросхемы. Цифровые устройства и логические элементы. Логические сообщения и операции. Общие сведения о законах алгебры логики. Применение теорем булевой алгебры. Понятие о логическом базисе. Логические функции. Классификация, элементы и узлы логических устройств

15.  Триггеры. Одноступенчатые триггеры. Статический асинхронный RS -триггер. Синхронный (тактируемый) RS -триггер. D -триггер. Т -триггер. JK -триггеры. Двухступенчатые триггеры. Двухступенчатый RS -триггер с запрещающими связями. Тактируемый JK - триггер на структуре типа М S. Особенности использования универсального JK -триггера. Триггеры с динамическим управлением. Особенности динамического управления.

16. Реализация логических элементов на интегральных микросхемах. Параметры и обозначения логических ИМС. Сравнительная характеристика различных типов логик.

17. Формирователи импульсных сигналов и генераторы на логических элементах [14]. Особенности переключения реальных логических элементов. Описание реальной ИМС К155ТЛ1

18. Формирователь прямоугольных импульсов на логических элементах. Формирователь коротких импульсов. Формирователь длинных импульсов. Формирователь импульсов на одновибраторе Дребезг контактов и формирователи импульсов с запуском от механических переключателей. Описание микросхемы ИМС К155ТВ1[14].

19. Генераторы импульсов на логических элементах. Мультивибратор на параллельно соединенных логических элементах. Мультивибратор на последовательно соединенных элементах

Таймеры и схемы с одним устойчивым состоянием [14].

20. Типовые узлы цифровых устройств. Комбинационные интегральные микросхемы. Регистры. Параллельный регистр (регистр памяти). Последовательный (сдвигающий) регистр. Параллельно-последовательные и реверсивные регистры. Описание реальных схем регистров.

21. Счетчики импульсов. Двоичные счетчики. Суммирующий счетчик с последовательным переносом. Вычитающий счетчик с последовательным переносом. Реверсивный счетчик с последовательным переносом. Синхронный (параллельный) двоичный счетчик. Двоично-кодированные счетчики. Кольцевой счетчик. Описание реальных схем счетчиков.

22. Преобразователи кодов. Коды. Преобразователи кодов на основе ИМС. Шифратор (кодер). Преобразователь двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора. Дешифратор (декодер). Описание реальных схем преобразователей кодов.

23.. Мультиплексор. Демультиплексор. Описание реальных схем.

24.. Арифметическо-логические узлы. Сумматоры. Цифровые схемы сравнения. Выполнение операций арифметического умножения. Понятие об арифметическо-логическом узле.

25. Аналого-цифровые и цифроаналоговые устройства. Цифро-аналоговые преобразователи. Аналого-цифровые преобразователи. Методы создания АЦП без использования ЦАП. АЦП параллельного действия. АЦП последовательного счета. АЦП с двукратным интегрированием. Методы создания АЦП с использованием ЦАП. АЦП последовательного счета. АЦП следящего типа. АЦП поразрядного кодирования

26. Микросхемы памяти устройств цифровой техники. Цифровые запоминающие устройства и их классификация. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Одномерная адресация ОЗУ. Двумерная адресация ОЗУ. Микросхема памяти как функциональный узел.. Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ). Однократно программируемые ПЗУ. Перепрограммируемые ПЗУ (РПЗУ). Структурная схема ППЗУ. Флэш-память.. Развитие современной компонентной базы модулей памяти

 

 

ЗАДАНИЕ НА ВЕСЕННИЙ СЕМЕСТР:

РАЗДЕЛ: СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

(Весенний семестр: лекции 6 час; практика 6 час; лаб. 6 час. Экзамен)

В период весеннего семестра самостоятельно делаются и представляются до сессии:

1) расчетно-графическая работа: литература [5] - виртуальные работы 12, 13, 14, 15;

2) курсовая работа: Расчет управляемого полупроводникового выпрямителя (литература [9]) 

 

Во время весенней сессии:

Отчетные материалы по РГР

Вопросы к экзамену

1. Тиристоры и особенности их применения в преобразовательных устройствах. Принцип работы динистора. Принцип работы тринистора. Параметры и характеристики SCR-тиристоров. Переходные процессы в управляемых тиристорах. Разновидности специальных тиристоров. Коммутация неуправляемых тиристоров

2. Схемы коммутации однооперационных тиристоров. Одноступенчатая коммутация. Двухступенчатая коммутация. Узлы параллельной и последовательной коммутации

3. Тиристорные контакторы. Общие сведения.Статические однофазные контакторы переменного тока. Статические трехфазные контакторы переменного тока Контакторы постоянного тока

4. Выпрямители. Элементы источников вторичного электропитания.  Общие сведения

Основные характеристики и параметры выпрямителей.Общие сведения о внешней и регулировочной характеристике. Однофазные схемы выпрямления.. Однофазный однополупериодный неуправляемый выпрямитель. Однофазный однополупериодный управляемый выпрямитель (активная нагрузка). Однофазный двухполупериодный неуправляемый выпрямитель (активная нагрузка).

5. Однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель (активная нагрузка)
при a = 0. Однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель (активная нагрузка) при a > 0. Однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель (активно-индуктивная нагрузка) при a = 0 Однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель (активно-индуктивная нагрузка) при a > 0.

6. Однофазные мостовые схемы. Однофазный двхполупериодный мостовой неуправляемый выпрямитель (активная нагрузка). Однофазный двухполупериодный мостовой управляемый выпрямитель (активная нагрузка и активно-индуктивная нагрузка)

7. Однофазный регулятор мощности

8. Трехфазные выпрямители. Особенности включения диодов и тиристоров в трехфазных схемах. Трехфазный выпрямитель с нулевым выводом. Трехфазный неуправляемый выпрямитель с нулевым выводом. Трехфазный управляемый выпрямитель с нулевым выводом

9. Трехфазный мостовой выпрямитель. Неуправляемый мостовой выпрямитель. Управляемый мостовой выпрямитель. Расчет параметров элементов управляемого выпрямителя. Понятие о многомостовых схемах.

10. Гармонический состав напряжения и токов в схемах выпрямления. Понятие о гармониках тока и напряжения. Потребление высоких гармоник тока из питающей сети. Расчет гармонического состава

11. Внешние характеристики и энергетические показатели выпрямителей. Понятие о коммутации токов в схемах выпрямления. Учет коммутации вентилей в схеме однофазного двухполупроводникового выпрямителя. Учет коммутации вентилей в схеме управляемого
трехфазного выпрямителя. Коммутации вентилей при a = 0. Коммутации вентилей при a ¹ 0. Расчет параметров коммутации. Влияние параметров коммутации на внешние характеристики выпрямителей. Однофазный двухполупериодный выпрямитель

12. Относительная внешняя характеристика однофазного управляемого выпрямителя. Относительная внешняя характеристика трехфазного мостового выпрямителя. Энергетические характеристики управляемых выпрямителей. КПД выпрямителя. Коэффициенты мощности. Улучшение коэффициента мощности управляемых выпрямителей. Выпрямитель на полностью управляемых ключах. Расчет схем

13. Работа выпрямителей на емкостную нагрузку и противо-ЭДС. Работа выпрямителей с противо-ЭДС. Работа выпрямителя с емкостной нагрузкой. Расчет трехфазного неуправляемого выпрямителя с емкостной нагрузкой

14. Сглаживающие фильтры. Виды пассивных фильтров. Емкостной фильтр. Индуктивный фильтр. Расчет фильтров

15. Стабилизаторы постоянного тока. Общие сведения. Параметрический стабилизатор. Параметрический стабилизатор с усилителем. Многокаскадные и мостовые параметрические стабилизаторы. Стабилитронные интегральные микросхемы. Компенсационный стабилизатор. Последовательный КС. Параллельный КС. Релейный КС.

16.  Инверторы, ведомые сетьюПонятие об инверторах напряжения и тока. Однополупериодный инвертор со средней точкой. Выпрямительный режим. Инверторный режим. Однофазный двухполупериодный инвертор со средней точкой. Выпрямительный режим. Инверторный режим. Полный анализ работы однофазного инвертора с выводом нулевой точки

17. Особенности работы схем в режимах выпрямления и инвертирования. Характеристики инвертора. Баланс мощностей в инверторе, ведомом сетью. Расчет параметров инвертора в схеме со средней точкой. Трехфазный мостовой инвертор.

18. Автономные инверторы тока и напряжения. Классификация и принципы работы и автономных инверторов. Автономные инверторы тока. Параллельный автономный инвертор тока.Последовательный автономный инвертор. Параллельный инвертор тока с конденсаторной коммутацией тиристоров. Инвертор тока с компенсирующим устройством на основе обратного выпрямителя. Расчет параметров инвертора тока

19. Автономные инверторы напряжения. Инверторы напряжения на транзистора. Инверторы напряжения на тиристорах

20. Преобразователи частоты. Непосредственные преобразователи частоты (циклоконверторы). Однофазный НПЧ с активной нагрузкой. Трехфазно-однофазный НПЧ. Использование НПЧ в схеме питания электродвигателя. Преобразователи частоты со звеном постоянного тока (ЗПТ)

21. Способы регулирования переменного и постоянного выходного напряжения. Преобразователи переменного напряжения. Амплитудный метод регулирования. Фазовые методы регулирования. Регулирование выходного напряжения посредством ШИМ

22. Преобразователи постоянного тока. Импульсные преобразователи постоянного напряжения. Коммутаторы постоянного тока. Особенности применения схем регулирования напряжения. Расчет выходного напряжения

23. Влияние гармоник и способы улучшения формы выходного напряжения. Метод симметричных составляющих. Коэффициенты искажения синусоидальности напряжения и тока. Особенности гармоник в трехфазных цепях переменного тока. Влияние различных гармоник на электрические машины. Подавление высших гармоник выходными фильтрами инверторов. Подавление высших гармоник без выходных фильтров. Применение отпаек. Векторный способ синтезирования синусоидального напряжения. Особенности аппроксимации синусоидального напряжения ступенчатыми сигналами

24. Защита тиристоров. Термические характеристики тиристоров. Расчет аварийных токов и интеграла предельной нагрузки. Методы защиты тиристоров в преобразователях. Защита от токовой перегрузки. Защита от перенапряжений. Аварийные режимы работы автономных инверторов. Расчет элементов защиты

25. Узлы систем управления преобразователями. Понятие о системе управления полупроводниковыми преобразователями. Узлы синхронной системы управления. Генератор опорного напряжения. Нуль-орган. Усилитель-формирователь. Узлы асинхронной системы управления

26. Полупроводниковые преобразователи для питания судовой силовой нагрузки. Преобразователи для питания судовой силовой нагрузки. Выпрямители общего назначения. Дроссельные и трансформаторные магнитные усилители. Дроссельно-выпрямительные агрегаты ВАКС. Зарядные и зарядно-силовые выпрямительные агрегаты. Сварочные выпрямительные агрегаты

27. Выпрямители для питания систем катодной защиты корпуса судна. Выпрямители для питания систем возбуждения судовых электрических машин. Преобразователи для валогенераторных установок

28. Тиристорные преобразователи для судового электропривода. Преобразователи для электропривода постоянного тока. Преобразователи для электропривода переменного тока

29. Импульсные источники электропитания (ИИП). Общие сведения. Схемы управления преобразователями. Однотактный обратноходовой преобразователь. Однотактный прямоходовой преобразователь. Схемы импульсных преобразователей. Достоинства и недостатки импульсных блоков питания

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО КУРСУ «СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА И СИЛОВАЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА»

ДЛЯ ЗАОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 26.05.07 ЭКСПЛУАТАЦИЯ СУДОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И СРЕДСТВ АВТОМАТИКИ

I. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Власов А.Б. Электроника. Элементы электронных схем (часть 1). - Мурманск, МГТУ, 2009, -157 с.

2. Власов А.Б. Электроника. Основные аналоговые элементы и узлы электронной аппаратуры (часть 2). - Мурманск: МГТУ, 2008, -255 с.

3. Власов А.Б. Электроника. Основные цифровые элементы и узлы электронной аппаратуры (часть 3). - Мурманск: МГТУ, 2008, -207 с.

4. Власов А.Б., Черкесова З.Н. Задачи и методы их решения по курсу ²Электротехника и электроника² (задачник) Учебное пособие по дисциплинам ²Электротехника и электроника², ²Общая электротехника и электроника² для технических специальностей. - Мурманск: МГТУ, 2015, -137 с.

5. Власов, А.Б. Виртуальный лабораторный практикум ″Электроника″, Учеб. пособие по дисциплинам ″Судовая электроника и силовая преобразовательная техника², ″Практическая схемотехника²: Учеб. пособие для технических специальностей / А.Б. Власов. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2010. 137с.

6. Власов А.Б. Физические основы электроники: Электрофизические методы исследования полупроводников и полупроводниковых приборов. – Мурманск: МГТУ, 2013. – 228 с.

7. Власов А.Б., Черкесова З.Н. Лабораторный практикум ²Электротехника² по курсам ²Теоретические основы электротехники², ²Электротехника и электроника² (практикум) Учебное пособие МГТУ для всех форм обучения. - Мурманск: МГТУ, 2010, -137 с

8. Власов А.Б. Силовая преобразовательная техника. Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы по курсам «Судовая электроника и силовая преобразовательная техника», ²Электротехнические комплексы и системы». Мурманск: Изд-во МГТУ, 2019. Электронный вариант.

9. Власов А.Б. Расчет управляемого полупроводникового выпрямителя. Методические указания и контрольные задания к курсовой работе по дисциплине «Судовая электроника и силовая преобразовательная техника» для специальности 26.05.07 ²Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики². Мурманск: Изд-во МГТУ. 2019. Электронный вариант.

10. Власов А.Б., Кучеренко В.В..Черкесова З.Н. Силовая преобразовательная техника. Методические указания к лабораторному практикуму ″Силовая преобразовательная техника″ по курсам ²Судовая электроника и силовая преобразовательная техника″, «Электротехнические комплексы и системы», «Электромагнитная совместимость» - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2019. Электронный вариант.

11. Власов, А.Б., Капустин А.Н., Мухалев В.А. Лабораторный практикум ″Силовая преобразовательная техника″ по курсам ²Судовая электроника и силовая преобразовательная техника″, “Практическая схемотехника“, “Силовые полупроводниковые преобразователи“, ²Электротехника, электроника и схемотехника² для технических специальностей / А.Б. Власов, А.Н. Капустин, В.А. Мухалев. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2017. – 170 с.

12. Власов А.Б. Задачи аналоговой и цифровой электронике. Методические рекомендации и контрольные задания по курсам ²Судовая электроника и силовая преобразовательная техника» для специальности 26.05.07 Эксплуатациям судового электрооборудования и автоматики судов. Мурманск: Изд-во МГТУ. 2019. Электронный вариант.

13. Власов А.Б. Задачи по силовой электронике. методические рекомендации и контрольные задания по курсам «Судовая электроника и силовая преобразовательная техника», ²Электротехнические комплексы и системы. Мурманск: Изд-во МГТУ. 2019. Электронный вариант.

14. Власов А.Б. Импульсные схемы на ЛЭ (файл)