Б1.В.ОД.9  «Электрические и электронные аппараты»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

                                                                                       

Б1.В.ОД.9  «Электрические и электронные аппараты»

(указывается шифр и наименование дисциплины по учебному плану)

Направление подготовки (специальность)

13.03.02. Электроэнергетика и электротехника

Квалификация (степень) выпускника

бакалавр

Профиль подготовки бакалавра (специализация)

Электромеханика,

Форма обучения

заочная

(очная, очно-заочная и др.)

Выпускающая кафедра

«Электромеханика и автомобильное электрооборудование»

Кафедра-разработчик рабочей программы

« Электромеханика и автомобильное электрооборудование»

(название)

Семестр

Трудоем-кость час.

Лек-ций, час.

Практич. занятий, час.

Лаборат. работ, час.

СРС, час.

Форма промежуточного контроля (экз./зачет,КР, КП)

Контактная работа, час.

аудиторная

внеаудиторная

8

252/7

8

8

16

220

КР, Экзамен,

26

7

Итого

252/7

8

8

16

220

КР, Экзамен,

26

7

Самара 2015 г.

 

 

  Программа разработана в соответствии с требованиями Федерального закона от 27.12.2012 г. № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации», с учетом требований ФГОС ВО и рекомендаций Примерной основной образовательной программы (ПрООП) по направлению13.03.02 "Электроэнергетика и электротехника", профилю подготовки «Электромеханика» и учебного плана СамГТУ.

Составитель рабочей программы

Зав. кафедрой ЭМАЭ, д.т.н., доцент________________                                          Ю.А. Макаричев

(должность, ученое звание, степень)                       (подпись)                         (Ф.И.О.)

Рабочая программа утверждена на заседании кафедры электромеханики и автомобильного электрооборудования

«25»____10______2015 г. протокол № __2___

 

Зав. кафедрой-разработчиком

«25»____10______2015 г.                            _________________              Ю.А. Макаричев

(подпись)                    (Ф.И.О.)

 

Руководитель ОПОП

(по данному направлению/специальности)

«»__________2015 г.                              ________________                  Л.С. Зимин

                                                                                  (подпись)                                     (Ф.И.О.)

Рабочая программа утверждена на заседании МСФ

«»___ ______2015 г. протокол № __4_____

 

Председатель методического совета ЭТФ

(где осуществляется обучение)                    ______________                               А.М. Абакумов

«»____ _______2015 г.                               (подпись)                                (Ф.И.О.)

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Планируемые результаты обучения                                                                     4

2. Место дисциплины в структуре ОПОП                                                              5

3. Структура и содержание дисциплины                                                                            5

3.1. Структура дисциплины                                                                                  5

3.2. Содержание дисциплины                                                                               6

4. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы                           8

5. Образовательные технологии                                                                               10

6. Формы контроля освоения дисциплины                                                       10

7. Основная, дополнительная и учебно-методическая литература                  11

8. Ресурсы информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»              12

9. Информационные технологии                                                                                         12

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины                                       12

Дополнения и изменения к рабочей программе                                             13

Приложение 1. Аннотация рабочей программы                                             14

Приложение 2. Фонд оценочных средств                                                       15

ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ

Планируемые результаты освоения основной профессиональной образовательной программы (ОПОП) – компетенции обучающихся определяются требованиями стандарта по направлению подготовки (специальности) и формируются в соответствии с матрицей компетенций ОПОП.

Планируемые результаты обучения по дисциплине – знания, умения, навыки и (или) опыт деятельности, характеризующие этапы формирования компетенций и обеспечивающие достижение планируемых результатов освоения образовательной программы, формируются в соответствии с картами компетенций ОПОП.

Таблица 1

Планируемые результаты обучения по дисциплине

Шифр компетенции	Наименование компетенции	Планируемые результаты обучения по дисциплине
Профессиональные компетенции (вид профессиональной деятельности)
ПК-3	Способность принимать участие в проектировании объектов профессиональной деятельности в соответствии с техническим заданием и нормативно-технической документацией, соблюдая различные технические, и экологические требования (ПК-3);	Знать: теорию электрических аппаратов; аппараты автоматики и управления; электронные, микропроцессорные и гибридные электрические аппараты; З1 (ПК-3) – 3 Уметь: производить выбор электрических аппаратов; использовать методы анализа, моделирования и расчетов режимов электрических аппаратов; У1 (ПК-3) – 3 Владеть: методами расчета параметров электротехнических устройств, электрических и электронных аппаратов; В1 (ПК-3) –3

 

МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОПОП

 

Дисциплина «Электрические и электронные аппараты» относится к вариативной части блока 1 учебного плана.

В таблице 2 приведены предшествующие и последующие дисциплины, направленные на формирование компетенций дисциплины в соответствии с матрицей компетенций ОПОП.

Таблица 2

Предшествующие и последующие дисциплины,

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1.Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц, 252 часа.

Таблица 3

Трудоемкость дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	8 семестр
Аудиторная контактная работа (всего)	32	32
в том числе: лекции	8	8
практические занятия (ПЗ)	8	8
лабораторные работы (ЛР)	16	16
Самостоятельная работа (всего) **	220	220
в том числе: контактная внеаудиторная работа	7	7
курсовой проект (работа)	30	30
Подготовка к лаб. работам	16	16
Подготовка к пр. занятиям	8	8
Самостоятельное изучение теоретического материала	123	123
подготовка к экзамену	36	36
ИТОГО: час	252	252
з.е.	7	7

Распределение учебной нагрузки по разделам дисциплины

Таблица 4.

№ раздела	Наименование раздела дисциплины	Виды учебной нагрузки и их трудоемкость, часы
		Лекции	Практические занятия	Лабораторные работы	СРС	Всего часов
1	Электрические аппараты (ЭА). Основные понятия	2	2	6	80	90
2	ЭА высокого напряжения.	2	2		40	44
3	ЭА низкого напряжения.	2	2	6	50	60
4	ЭА низкого напряжения бесконтактные.	2	2	4	50	58
ИТОГО:		8	8	16	220	252

3.2. Содержание дисциплины

Лекции

Таблица 5.

№ лекции	Номер раздела	Тема лекции и перечень дидактических единиц	Трудоемкость часов
1	1	Электрические аппараты– общие сведения. Основные понятия. Расчет электродинамических сил. Электрические контакты. Процесс коммутации электрических цепей. Способы гашения электрической дуги. Расчет магнитных цепей. Статические тяговые характеристики электромагнитов. Тепловой расчет ЭА.	2
2	2	ЭА высокого напряжения. Выключатели, разъединители, отделители, короткозамыкатели. Выключатели нагрузки. Трансформаторы тока и напряжения	2
3	3	ЭА низкого напряжения. Выключатели, контакторы, предохранители. Аппараты управления. Реле электромеханические	2
4	4	ЭА низкого напряжения бесконтактные. Усилители: магнитные, транзисторные, тиристорные. Бесконтактные реле и выключатели.	2
	Итого:		8

Практические занятия

Таблица 6.

№ занятия	Номер раздела	Тема практического занятия и перечень дидактических единиц	Трудо емкость, час
1	1	Расчет  магнитных цепей электромагнитов постоянного тока. Схема замещения, расчет прямой задачи без учета потоков рассеивания	2
2	2	Коммутирующие контакты.  Конструкция, выбор и расчет силовых коммутирующих контактов	2
3	3	Расчет обмоточных данных электромагнитов  Выбор исходных данных, расчет, проверка на нагрев.	2
4	4	Исследование принципиальных схем, пуска и остановки асинхронных двигателей.	2
Итого:			8

Лабораторные работы

Таблица 7.

№ п/п	Номер раздела	Наименование лабораторной работы и перечень дидактических единиц	Трудоемкость, час
1	1	№1. Испытания контакторов постоянного тока. Измерения параметров контактов, динамики электромагнитов.	3
2	1	№2. Испытания контакторов переменного тока. Измерения параметров, динамики электромагнитов.	3
3	3	№3, 4. Испытание реле минимального напряжения серии РН и реле максимального тока серии РТ. Определение параметров, снятие характеристик защиты	6
4	4	№5 Испытание полупроводниковых реле времени и их применения для управления электродвигателями. Определение параметров, снятие временных характеристик	4
Итого:			16

 

Самостоятельная работа студента

Таблица 8.

Раздел дисциплины	Подраздел	Вид самостоятельной работы студента (СРС) и перечень дидактических единиц	Трудоемкость, час
Раздел 1	1.1	Контактная внеаудиторная работа	7
	1.2	Подготовка отчетов по лабораторным работам	4
	1.3	Подготовка к практическим занятиям	2
	1.4	Самостоятельное изучение теоретического материала	31
	1.5	Курсовая работа	30
Раздел 2	2.1	Подготовка отчетов по лабораторным работам	4
	2.2	Подготовка к практическим занятиям	2
	2.3	Самостоятельное изучение теоретического материала	31
Раздел 3	3.1	Подготовка отчетов по лабораторным работам	4
	3.2	Подготовка к практическим занятиям	2
	3.3	Самостоятельное изучение теоретического материала	31
Раздел 4	4.1	Подготовка отчетов по лабораторным работам	4
	4.2	Подготовка к практическим занятиям	2
	4.3	Самостоятельное изучение теоретического материала	30
	4.4	Подготовка к экзамену	36
		Итого	220

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

4.1.Темы для самостоятельного изучения

1. Электрические аппараты– общие сведения. Введение. Предмет и задачи. Литература и ГОСТы, определения и классификация. Состояния и перспективы развития.
2. Электромагниты. Области применения, классификация электромагнитов, расчет

магнитных цепей.

1. Методы расчета магнитных проводимостей воздушных промежутков.
2. Использование стандартных средств автоматизации проектировании для расчета магнитных проводимостей воздушных промежутков.
3. Экспериментальное определение магнитных проводимостей воздушных промежутков.
4. Расчет магнитной цепи электромагнитов постоянного тока
5. Расчет магнитной цепи электромагнитов переменного тока
6. Расчет обмоток электромагнитов постоянного тока.
7. Расчет обмоток электромагнитов переменного тока.
8. Энергетический баланс электромагнита постоянного тока.
9. Электромагнитная тяговая сила. Расчет силы тяги, формула Максвелла.
10. Сила тяги электромагнитов переменного тока.
11. Устранение вибраций в электромагнитах переменного тока. Магнитный демпфер.
12. Тяговые и механические характеристики электромагнитов постоянного тока.
13. Тяговые и механические характеристики электромагнитов переменного тока.
14. Динамика электромагнитов, время трогания и движения.
15.  Ускорение и замедление срабатывания электромагнитов.
16. Основные соотношения магнитной цепи с постоянными магнитами.
17.  Стабилизация характеристик постоянного магнита.
18. Электродинамические усилия (ЭДУ) в элементах аппаратов.
19. Методы расчета ЭДУ.
20. Электродинамическая устойчивость.
21.  Нагрев ЭА и нормы нагрева, термическая устойчивость.
22. Процесс нагрева аппаратов при кратковременном режиме работы.
23. Физические явления, основы горения и гашения дуги постоянного тока.
24. Гашение электрических дуг в цепях постоянного тока при шунтировании  дугового промежутка активным сопротивлением.
25.  Электродинамические усилия, методы расчета. Электродинамическая устойчивость.
26. Нагрев ЭА и нормы нагрева.
27. Простейшие методы расчета превышения температуры аппаратов. Применение формулы Ньютона для расчета отдачи тепла с наружной поверхности окружающей среде.
28. Кратковременный режим нагрева. Термическая устойчивость.
29. Методы экспериментального определения температуры в аппаратах.
30.  Понятия и основы теории контактов.
31. Назначение и классификация электрических контактов.
32. Коммутирующие контакты. Конструкция и выбор коммутирующих контактов.  
33. Нагрев контактов. Сваривание контактов.

36. Электрическая дуга. Физические явления при горении дуги.

1. Основы горения и гашения дуги постоянного тока.
2. Гашение электрических дуг в цепях постоянного тока при шунтировании  дугового промежутка активным сопротивлением.
3. Горение и гашение дуги переменного тока низкого напряжения.
4. Горение и гашение дуги переменного тока высокого напряжения.
5. Магнитные усилители (МУ), общие сведения, применение.
6. Дроссельный МУ, характеристики и режимы работы.  
7. МУ с самоподмагничиванием (МУС).
8. Двухполупериодные схемы и реверсивные МУ.
9. Характеристика "вход-выход" дроссельного МУ и усилителя с самоподмагничиванием.
10. Релейный режим дроссельного МУ. Бесконтактные магнитные реле. Достоинства и недостатки. Материалы МУ.
11.  Предохранители, параметры, требования, характеристики.
12. Ампер-секундные характеристики плавкой вставки
13. Инерционные предохранители.
14. Высоковольтные предохранители.
15. Стреляющие предохранители.
16. Выбор предохранителей.  
17. Контакторы. Общие сведения, требования и узлы. Контакторы постоянного и переменного тока, параметры, требования.
18.  Магнитные пускатели. Реверсивные магнитные пускатели.
19. Автоматические воздушные выключатели (автоматы),  общие сведения, применение.
20.  Основные серии универсальных и установочных автоматов.
21. Электромагнитные реле, общие сведения, классификация.
22. Электромагнитные реле, реле тока и напряжения.
23. Влияние различных факторов на коэффициент возврата реле тока.
24. Электромагнитные реле для защиты, управления энергосистемами и электроприводами.
25. Принцип действия, устройство, характеристики тепловых реле.
26.  Реле времени, общие сведения, применение.
27. Реле времени с электромагнитным замедлением, принцип действия, устройство, характеристики.
28.  Моторные реле времени, принцип действия, устройство, характеристики.
29. Полупроводниковые реле времени, принцип действия, устройство, характеристики.
30. Маятниковые реле времени, принцип действия, устройство, характеристики.
31. Полупроводниковые реле, принцип действия, устройство, параметры.
32. Бесконтактные контакторы и пускатели, принцип действия, устройство, характеристики.
33. Электромагнитные муфты, общие сведения, назначение.
34. Электромагнитные муфты, электромагнитные, фрикционные, индукционные, ферропорошковые, принцип действия, конструкция.
35.   Комплектные распредустройства, общие сведения, состав, конструкция.
36. Комплектные распредустройства,  на напряжение 6–35 кВ. Элегазовые комплектные распредустройства.
37. Ограничительные аппараты.   Реакторы, разрядники. Ограничители перенапряжения.

Образовательные технологии

 В соответствии с требованиями ФГОС 3+по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» реализация компетентностного подхода предусматривает широкое использование в учебном процессе активных форм проведения занятий, в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития требуемых компетенций обучающихся:

- активный метод в виде решения задачи оптимизации электротехнического преобразователя на основе экспериментальных данных реальных устройств.

6.Формы контроля освоения дисциплины

 

Текущая аттестация студентов производится в виде выполнения домашних заданий;

Промежуточный контроль по результатам экзамена по дисциплине

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Чтение лекций с использованием слайд-презентаций, электронного курса лекций, графических объектов, видео- аудио- материалов.

Проведение практических занятий и лабораторных работ с использованием симуляционных программ, моделирующих реальные объекты исследования.

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Лекционные занятия:

• аудитория, оснащенная презентационной техникой (проектор, экран, компьютер/ноутбук).

2. Практические занятия:

• презентационная техника (проектор, экран, компьютер/ноутбук);

• пакеты ПО общего назначения (MS Word, MS Excel),

• пакет программ для моделирования и решения полевых задач Elcut и MathCAD.

3. Лабораторные работы:

 материально-техническое обеспечение соответствует практическим занятиям

• лаборатория 446(компьютерный класс кафедры ЭМАЭ), оснащенная компьютерами с возможностью выхода в Интернет.

4. Прочее:

• рабочее место преподавателя, оснащенное компьютером с доступом в Интернет,

• рабочие места студентов, оснащенные компьютерами с доступом в Интернет, предназначенные для работы в электронной образовательной среде.

 

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе СамГТУ

__________________ ____________

 

«_____» _______________2015 г.

м.п.

ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ

к рабочей программе дисциплины «Электрические и электронные аппараты»

по направлению  13.03.02 Электроэнергетика и электротехника профилю Электромеханика

на 20__/20__ уч.г.

В рабочую программу вносятся следующие изменения:

1) …………………………………..;

2) …………………………………...

 

Изменения в РПД рассмотрены и одобрены на заседании кафедры __________________________________________________________________________________

^{(номер протокола заседания кафедры)             (дата)                          (подпись зав. кафедрой)             (расшифровка подписи)}

 

Руководитель ОПОП

__________________________________________________________________________________

 ^{( шифр наименование)                                (дата)                                    (личная подпись)                (расшифровка подписи)}

Ответственный по профилю

__________________________________________________________________________________

^{( шифр наименование)                                (дата)                                    (личная подпись)                (расшифровка подписи)}

 

Изменения в РПД одобрены на заседании методического совета факультета ______ название факультета_____________

«___» __________ 20__ г. протокол №_____

Председатель методического совета факультета__________________________________

                                                                                                                                  ^{(личная подпись)           (расшифровка подписи)}

 

СОГЛАСОВАНО:

Заведующий выпускающей кафедрой

_________________________________________________________________________________

^{(наименование кафедры)                               (дата)                                        (личная подпись)               (расшифровка подписи)}

Приложение 1
к рабочей программе дисциплины

«Электрические и электронные аппараты»

Аннотация рабочей программы

Дисциплина “Электрические и электронные аппараты” Б1.В.ОД.9 относится к дисциплинам по выбору вариативной части блока Б1 учебного плана по направлению подготовки «Электроэнергетика и электротехника». Дисциплина реализуется на электротехническом факультете кафедрой «Электромеханика и автомобильное электрооборудование».

Дисциплина нацелена на формирование профессиональной компетенции ПК-3 выпускника.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с общими понятиями об электрических и электронных аппаратах, применением их в схемах электроснабжения, электроприводе и электрическом транспорте, основ теории и конструкций.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: лекции, лабораторные работы, практические занятия, самостоятельная работа студента, консультации, курсовое проектирование.

Программой предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль в форме проверки выполнения самостоятельной работы студента на практических занятиях и промежуточный контроль в форме экзамена.

 

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 7 зачетных единиц, 252 часа. Программой дисциплины предусмотрены лекционные – 8 часов, практические –8 часов, лабораторные занятия –16 часов, и 220 часов самостоятельной работы студента.

 

Разработал

к.т.н., доцент каф ЭМАЭ                                                                                 В.Е.Антропов

Приложение 2

 

Приложение 2

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Самарский государственный технический университет»

(ФГБОУ ВО «СамГТУ»)

 

Электротехнический факультет

Кафедра «Электромеханика и автомобильное электрооборудование»

 

 

ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ

текущего контроля и промежуточной аттестации

дисциплины: «Электрические и электронные аппараты»

 

в составе основной образовательной программы по направлению подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

 

направленность (профили) программы: «Электромеханика».

 

уровень высшего образования: бакалавриат

 

Разработчик ФОС

«____» _________ 2015г.                                     В.Е.Антропов

 

Самара, 2015

 

 

1. Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы.

Перечень компетенций и планируемые результаты обучения (дескрипторы): знания – З, умения – У, владения - В, характеризующие этапы формирования компетенций и обеспечивающие достижение планируемых результатов освоения образовательной программы (ОПОП), представлены в разделе 1 Рабочей программы дисциплины (таблица 1) в соответствии с матрицей компетенций и картами компетенций ОПОП (Приложение 1 к ОПОП).

Основными этапами формирования указанных компетенций в рамках дисциплины выступает последовательное изучение содержательно связанных между собой разделов (тем) учебных занятий.

Таблица 1

Практические

Занятия