Электрические станции, системы и сети

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
УТВЕРЖДАЮ
И.о. ректора ИрГТУ
__________________А.Д. Афанасьев
__________________________2014 г.
ПРОГРАММА
ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
для поступающих в магистратуру ИрГТУ
Направление магистерской подготовки:
140400.68 - Электроэнергетика и Электротехника
ИРКУТСК - 2014
ПРОФИЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
Дисциплина: «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА»
Тема 1: Производство электроэнергии, современные и перспективные
источники электроэнергии, электрооборудование электростанций.
Типы электростанций и особенности их технологического режима.
Электрические схемы электростанций, компоновка электростанций.
Электрооборудование
электростанций.
Основные
характеристики
генераторов, трансформаторов, электродвигателей, электрических аппаратов
и проводников. Выбор электрооборудования. Собственные нужды
электростанций.
Тема 2: Распределительные устройства (РУ), их схемы.
Схемы РУ, область их применения, закрытые и открытые РУ.
Конструктивное выполнение РУ. Заземляющие устройства. Расчет
заземляющих устройств.
Тема 3: Электростанция как элемент энергосистемы.
Режимы работы электростанций в энергосистеме. Оптимальное
распределение нагрузки между агрегатами электростанций. Резерв мощности
в энергосистеме. Планирование и организация ремонтов оборудования.
Автоматизация производства электроэнергии.
Тема 4: Передача и распределение электроэнергии.
Линии электропередачи, понижающие и преобразовательные подстанции.
Основные технические, экономические и экологические проблемы передачи
электроэнергии. Линии электропередачи (ЛЭП) переменного и постоянного
тока, электрические сети, понижающие и преобразовательные подстанции.
Основные типы конфигураций сетей. Методы выбора конструкций и
параметров оборудования ЛЭП и подстанций.
Тема 5: Электрические нагрузки узлов электрических сетей, расчет
режимов ЛЭП и электрических сетей.
Статические характеристики и методы задания электричеких нагрузок.
Схемы
замещения
ЛЭП,
трансформаторов,
автотрансформаторов,
определение их параметров. Основные уравнения, описывающие режимы
ЛЭП. Расчеты режимов электрических сетей. Узловые уравнения состояния.
Методы расчетов режимов сложных сетей.
Тема 6: Балансы активной и реактивной мощности в энергосистеме,
качество электроэнергии.
Определение потерь электроэнергии. Определение потерь электроэнергии.
Связь режимных параметров, определяющих качество электроэнергии с
балансом активной и реактивной мощностей в энергосистеме и последствия
нарушения этих балансов. Основные методы и способы регулирования
напряжения и частоты в электроэнергетических системах.
Тема 7: Электроснабжение, виды систем электроснабжения, типы
электроприемников, режимы их работы.
2
Системы электроснабжения (СЭС) различных объектов и их характерные
особенности, СЭС как подсистема электроэнергетических систем.
Характеристики электроприемников, их режимы работы. Общие методы
синтеза СЭС. Иерархия сетей различных номинальных напряжений в СЭС.
Тема 8: Методы расчета электрических нагрузок, методы достижения
заданного уровня надежности систем электроснабжения.
Формирование процессов электропотребления. Нагрузки элементов СЭС.
Основные
вероятностно-статистические
модели
для
описания
электропотребления в СЭС. Принципы формирования расчетных значений
электрических нагрузок элементов СЭС. Практические приемы и методы
определения характеристик и расчетных значений электрических нагрузок в
СЭС различного назначения.
Тема 9: Показатели качества электроснабжения.
Схемы электрических соединений в системах электроснабжения. Влияние
показателей качества напряжения на работу электроприемников и
оборудования СЭС. Нормирование показателей качества напряжения,
интегральные критерии качества. Методы и средства обеспечения
нормированных показателей качества напряжения. Надежность СЭС,
современные методы расчета надежности, методы и средства обеспечения
нормированного уровня надежности электроснабжения потребителей в СЭС.
Схемы электрических соединений в СЭС. Области применения различных
схем электрических соединений в СЭС.
Тема 10: Релейная защита и автоматизация, типы автоматических
устройств и их функции.
Назначение
устройств
релейной
защиты
и
автоматизации
электроэнергетических систем. Соотношения электрических величин при
коротких замыканиях. Устройства релейной защиты с относительной
селективностью, их параметры срабатывания и принципиальные схемы
применительно к линиям электропередачи. Устройства релейной защиты с
абсолютной селективностью.
Тема 11: Релейная защита генераторов, трансформаторов, блоков
генератор-трансформатор, сборных шин.
Повреждения и ненормальные режимы работы генераторов и
трансформаторов.
Основные
и
резервные
защиты
генераторов,
трансформаторов и блоков генератор-трансформатор. Релейная защита
сборных шин электрических станций и подстанций.
Тема 12: Автоматическое управление в электроэнергетических системах.
Автоматическое повторное включение; автоматическое включение
резервного источника питания: автоматическая частотная разгрузка;
автоматическое включение синхронных генераторов на параллельную
работу; автоматика предотвращения нарушения устойчивости, автоматика
ликвидации асинхронного режима; назначение и виды устройств
телемеханики. Автоматическое регулирование параметров режима
энергосистем. Автоматическое регулирование возбуждения синхронных
генераторов; автоматическое регулирование напряжения и реактивной
3
мощности; автоматическое регулирование частоты и активной мощности;
принципы построения и типы устройств автоматического
Тема 13: Изоляция и перенапряжения.
Виды электрической изоляции оборудования высокого напряжения. Виды
диэлектриков, используемых в качестве изоляции. Газообразные, жидкие,
твердые диэлектрики; строение диэлектриков, физические свойства и
характеристики. Электрический разряд в воздухе, виды электрического
разряда в газах. Источники перенапряжений. Внешняя и внутренняя
изоляция. Основные виды внутренней изоляции. Общие свойства внутренней
изоляции. Электрическая прочность внутренней изоляции. Длительная и
кратковременная электрическая прочность. Общая характеристика внешней
изоляции. Назначение и типы изоляторов. Электрическая прочность
воздушных промежутков в однородном и неоднородном электрическом поле.
Разряд в длинном промежутке. Регулирование электрических полей во
внешней изоляции электроустановки. Изоляционные расстояния на опорах и
в пролетах воздушных линий.
Тема 14: Молниезащита воздушных линий и распределительных
устройств.
Развитие молнии. Электрические характеристики молнии. Принцип действия
молниеотводов. Конструкция молниеотвода. Защитные аппараты и
устройства. Общие принципы молниезащиты воздушных линий.
Электрическая прочность воздушных промежутков на подстанциях.
Изоляционные расстояния в распределительных устройствах. Изоляция
трансформаторов, масляных и воздушных выключателей, вводов высокого
напряжения, электрических машин. Испытания изоляции. Эксплуатация
изоляции. Элегазовая изоляция. Изоляционные характеристики элегаза.
Самовосстанавливающаяся изоляция. Применение элегаза в высоковольтном
оборудовании. Преимущества и недостатки элегазового оборудования.
Молния как источник грозовых перенапряжений. Защита подстанций от
прямых ударов молнии. Параметры импульсов грозовых перенапряжений,
набегающих
на подстанцию.
Принципы
защиты
от
внешних
перенапряжений.
Тема 15: Защита изоляции электрооборудования от внутренних
перенапряжений.
Источники и виды внутренних перенапряжений. Общая характеристика
коммутационных перенапряжений. Перенапряжения переходного процесса
при коммутациях. Ограничение коммутационных перенапряжений.
Установившиеся перенапряжения в электропередачах. Экологические
аспекты электроустановок высокого напряжения.
Литература:
1.
Идельчик В.И. Электрические системы и сети. Учебник для вузов. – 2-е
изд., − М.: ООО «Изд. дом. Альянс», 2009. – 592 с.: ил.
4
2.
Герасименко А.А. Передача и распределение электрической энергии.
Учебное пособие / А.А. Герасименко, В.Т. Федин. − М.: КНОРУС, − 2012. –
648 с.
3.
Лыкин
А.В.
Электрические
системы
и
сети.
Учебное
пособие/А.В. Лыкин. − М.: Логос, 2006. − 562 с.
4.
Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и
подстанций. Учебное пособие / Л.Д.Рожкова, Л.К.Корнеева, Т.В.Чиркова. –
М.: Изд-ский дом «Академия», 2005. – 448с
5.
Дьяков А.Ф. Микропроцессорная автоматика и релейная защита
электроэнергетических систем: учеб. пособие для вузов / А.Ф. Дьяков, Н.И.
Овчаренко. — М.: Издательский дом МЭИ, 2008. — 336 с: ил.
6.
Овчаренко Н.И. Микропроцессорная автоматика и релейная защита
электроэнергетических систем, - 2008. - 336 с.
7.
Электрофизические основы техники высоких напряжений. Учебник для
вузов / И.М. Бортник, И.П. Верещагин, Ю.Н. Вершинин и др. Под ред. И.П.
Верещагина и В.П. Ларионова. – М.: Энергоатомиздат, 2003.
8.
Неклепаев, Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций / Б.
Н. Неклепаев. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 486 с.
9.
Электрическая часть станций и подстанций / А.А. Васильев [и др.]. М.: Энергоатомиздат, 1990. – 640 с.
10. Богатенков И.М. Иманов Г.М. Кизеветтер и др. Техника высоких
напряжений / Под ред. Г.С. Кучинского. – СПб.: Изд. ПЭИПКК, 2008. – 700 с.
11. Кудрин, Б. И. Электроснабжение промышленных предприятий: учеб.
для вузов по курсу «Электроснабжение пром. предприятий» / Б. И. Кудрин. –
2-е изд. – М.: ИНТЕРМЕТ инжиниринг, 2006. – 670 с.
12. Техника высоких напряжений: теоретические и практические основы
применения. / М. Бейер, В. Бек, К. Меллер и др. пер. с нем. Под ред. В.П.
Ларионова. – М.: Энергоатомиздат, 2009. – 555 с.
Дисциплина: «ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И
ПОДСТАНЦИЙ»
Тема 1: Общие вопросы функционирования электростанций и
подстанций.
Структура электростанций (ЭСТ), подстанций (ПС) и энергосистем (ЭС).
Назначение и роль электрической части и электрооборудования в части
уровня изоляции, допустимого нагрева в продолжительных режимах,
стойкости при коротких замыканиях (КЗ), коммутационной способности.
Потребители электроэнергии, требования к надежности электроснабжения.
Виды и параметры графиков нагрузки электроустановок. Влияние качества
электроэнергии на работу ее потребителей. Назначение структурных и
главных схем электроустановок, схем собственных нужд.
Тема 2: Режимы и условия работы электрооборудования.
5
Эксплуатационные
режимы
работы
электрооборудования.
Нагрев
проводников и электрических аппаратов в продолжительном режиме при
равномерном графике нагрузки. Нормирование допустимых температур для
различных классов изоляции. Нагрев проводников при неравномерном
графике нагрузки, постоянного времени нагрева, влияние теплопередачи в
окружающую среду. Термическая стойкость проводников и электрических
аппаратов. Нормируемые допустимые температуры. Способы определения
термической стойкости. Математическая модель проверки проводников и
аппаратов на термическую стойкость. Возгораемость кабелей при КЗ.
Электродинамические силы в электроустановках при различных КЗ.
Расчетные условия. Электродинамическая стойкость проводников и
аппаратов. Типы механических систем, учет колебаний шин и изоляторов.
Математическая модель проверки проводников и электрических аппаратов
на электродинамическую стойкость.
Тема 3: Основное силовое электрооборудование ЭСТ и ПС.
Синхронные генераторы. Сведения о конструкциях, основные параметры и
характеристики. Системы охлаждения. Предельные мощности, системы
возбуждения. Нормальный режим работы, способы включения в сеть,
регулирование
активной
и
реактивной
мощности.
Синхронные
компенсаторы. Основные параметры и характеристики. Способы включения
в сеть. Системы охлаждения и возбуждения. Область применения.
Статические компенсаторы и их характеристики, область применения.
Силовые трансформаторы и автотрансформаторы и их характеристики.
Особенности режимов работы. Нагрузочная способность. Регулирование
напряжения, способы заземления нейтрали, защита от перенапряжений.
Условия выбора.
Тема 4: Электрическая дуга и особенности отключения цепей
переменного и постоянного тока.
Дуга переменного тока и ее характеристики. Физические процессы в дуге,
влияющие факторы. Короткие и длинные дуги. Открытая дуга и ее
электрическое сопротивление. Отключение цепей переменного тока.
Особенности отключения однофазной цепи, а также трехфазной цепи при
двухфазном и трехфазном КЗ. Влияние апериодической составляющей тока
КЗ. Методы гашения дуги переменного тока. Типы гасительных камер.
Разбиение дуги на ряд коротких дуг. Стеснение дуги в узких щелях.
Использование масляного, воздушного и электромагнитного дутья, вакуума и
элегаза. Отключение цепей постоянного тока. Способы гашения дуги.
Сведения о конструкциях электрических аппаратов постоянного тока.
Тема 5: Характеристики, основные параметры и условия выбора
электрооборудования.
Расчетные условия для выбора электрооборудования. Формирование
расчетных условий. Детерминированный и вероятностный подход. Общая
математическая модель для выбора электрических аппаратов и проводников.
Изоляторы. Сведения о конструкциях, параметрах, условиях выбора.
Электрические кабели. Типы, конструкций, параметры, область применения,
6
условия выбора. Токопроводы напряжением до 1 кВ и свыше 1 кВ. Сведения
о конструкциях, параметрах, условиях выбора. Особенности экранированных
токопроводов. Нагрев и электродинамическая стойкость. Способы
ограничения токов в экранах. Электрические контакты. Конструкции,
характеристики, нормирование параметров. Конструкции, параметры и
основные эксплуатационные характеристики выключателей. Баковые,
маломасляные, воздушные, электромагнитные, вакуумные, тиристорные и
элегазовые выключатели. Области применения. Синхронизированные
выключатели. Выключатели нагрузки. Условия выбора. Разъединители,
отделители, короткозамыкатели, плавкие предохранители, заградители,
разрядники, ограничители перенапряжений. Сведения о конструкциях,
параметрах, области применения. Условия выбора. Средства ограничения
токов КЗ. Реакторы одинарные и сдвоенные, резисторы, трансформаторы с
расщепленной обмоткой низшего напряжения, ограничители ударного тока,
токоограничивающие
устройства
различного
типа.
Параметры,
характеристики, области применения. Условия выбора. Электрические
аппараты напряжением до 1кВ. Автоматические выключатели, контакторы,
магнитные пускатели, плавкие предохранители, рубильники, пакетные
выключатели и переключатели, реакторы. Сведения о конструкциях,
параметрах, принципах работы, области применения. Условия выбора.
Измерительные
трансформаторы
и
устройства.
Трансформаторы
напряжения, трансформаторы тока, емкостные делители напряжения.
Сведения о конструкциях. Параметры, схемы замещения, векторные
диаграммы, схемы включения. Области применения. Условия выбора.
Тема 6: Электростанции как элемент энергосистем.
Электростанции – важнейший элемент энергосистем. Структура
установленной мощности электростанций. Распределение электростанций по
типу, мощности и числу распределительных устройств (РУ) повышенного
напряжения. Частота использования различного числа РУ. Схемы выдачи
мощности
электростанцией.
Пропускная
способность
линий
электропередачи. Фундаментальные соотношения параметров режима в
энергосистемах. Режимы нейтралей электроустановок. Классификация сетей
по способу заземления нейтралей. Влияние режима нейтралей на уровни
токов короткого замыкания (УТКЗ) на электростанциях и сетях, на
требования к параметрам электрооборудования. Динамика изменения УТКЗ
и параметров электрооборудования. Влияние УТКЗ на техникоэкономические характеристики электроустановок. Методы ограничения
токов КЗ. Координация УТКЗ.
Тема 7: Схемы электрических соединений ЭСТ и ПС.
Принципы построения схем электрических соединений электростанций и
подстанций. Назначение и особенности структурных и принципиальных
главных схем электроустановок. Схемы распределительных устройств.
Типовые группы схем, их характеристики, условия функционирования и
область применения. Оперативные переключения в схемах РУ, учет фактора
надежности. Главные схемы электроустановок. Схемы КЭС, ТЭЦ, АЭС, ГЭС,
7
ГАЭС и подстанций. Особенности схем, влияние технологического процесса
на выбор схем электроустановок. Динамика развития схем, внедрение нового
поколения электрооборудования.
Тема 8: Установки и схемы собственных нужд ЭСТ и ПС.
Назначение и роль установок собственных нужд, их влияние на надежность
работы электростанций и энергосистем. Состав потребителей собственных
нужд и их основные характеристики. Принципы построения схем
собственных нужд. Схемы собственных нужд КЭС, ТЭЦ, АЭС, ГЭС, ГАЭС и
подстанций. Требования к надежности функционирования собственных
нужд. Выбор числа и мощности трансформатора собственных нужд.
Тема 9: Вспомогательные системы на ЭСТ и ПС. Системы измерения,
контроля и сигнализации.
Установки оперативного тока, характеристики их источников и
потребителей.
Схемы
электрических
соединений
и
условия
функционирования.
Тема 10: Компоновки и конструкции электроустановок.
Заземление
устройства.
Основы
компоновки
и
конструкций
электроустановок: КЭС, ТЭЦ, АЭС, ГЭС, ГАЭС и подстанций. Вопросы
экологии. Проблема расширения электроустановок и их распределительных
устройств.
Заземляющие устройства электроустановок. Принципы выполнения и
характеристики заземлений и занулений, область применения. Рабочее
заземление.
Напряжения
прикосновения
и
шага.
Обеспечение
электробезопасности
персонала
электроустановок.
Выполнение
заземляющих устройств.
Литература:
1.
Электрическая часть станций и подстанций: учеб. для вузов / Под ред.
А.А. Васильева.- 2-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1990. – 575 с.
2.
Неклепаев, Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций:
учеб. для вузов / Б.Н. Неклепаев.- 2-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1986. – 550
с.
3.
Электрическая часть электростанций: учеб. для вузов / Под ред. С.В.
Усова. - Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 556 с.
4.
Электрическая
часть
электростанций
и
подстанций.
Электрооборудование электростанций: конспект лекций / Сост. А. С.
Жданов; Иркут. гос. техн. ун-т . – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012.
5.
Сборник задач и упражнений по электрической части электростанций и
подстанций. Часть 1 / Под ред. Б.Н. Неклепаева, В.А. Старшинова. – М.: Издво МЭИ, 1996. – 256 с.
6.
Неклепаев, Б.Н., Электрическая часть электростанций и подстанций:
Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования / Б. Н.
Неклепаев, И. П. Крючко. - М.: Энергоатомиздат, 1989. – 605 с.
7.
Двоскин, Л.И. Схемы и конструкции распределительных устройств / Л.
И. Двоскин. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 240.
8
8.
Правила устройства электроустановок – 7-е изд. – М: Изд-во НЦ
ЭНАС, 2003.
9.
Балаков, Ю. Н. Надежность схем выдачи мощности электростанций /
Ю.Н. Балаков, А.Г. Шевченко, А.В. Шунтов. – М.: МЭИ, 1993. – 287 с.
10. Схемы выдачи мощности электростанций: методологические аспекты
формирования / Ю.Н Балаков, М.Ш. Мисриханов, А.В. Шунтов. – М.:
Энергоатомиздат, 2002. – 287 с.
11. Балаков, Ю. Н. Проектирование схем электроустановок / Ю.Н. Балаков,
М.Ш. Мисриханов, А.В. Шунтов. – М.: Изд-во МЭИ, 2004. -288 с.
12. Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования / Под ред.
И.П. Крючкова, В.А. Старшинова. – 2-е изд., стер. – М.: Изд-кий центр
«Академия», 2006. – 416 с.
Дисциплина: «ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ»
Тема 1: Общие сведения об электромагнитных переходных процессах.
Основные понятия. Причины возникновения переходных процессов.
Требования к расчетам переходных процессов. Основные допущения,
принимаемые при расчетах. Составление схем замещения. Использование
системы относительных единиц. Схемы замещения многообмоточных
трансформаторов и сдвоенных реакторов.
Тема 2: Переходные процессы в трехфазных цепях, подключенных к
источнику синусоидального напряжения.
Переходный процесс при трехфазном коротком замыкании (КЗ) в цепи без
трансформаторов. Ударный ток КЗ. Методы определения ударного
коэффициента. Особенности переходного процесса при КЗ в разветвленной
цепи. Переходный процесс при включении в сеть трансформатора с
разомкнутой вторичной обмоткой. Переходный процесс при КЗ за
трансформатором.
Тема 3: Электромагнитные переходные процессы в электрических
машинах
Математическая модель синхронной машины, отражающая основные
закономерности электромагнитных переходных процессов в машине.
Линейные преобразования дифференциальных уравнений переходного
процесса. Уравнение Парка-Горева. Переходные процессы в синхронной
машине без учета влияния демпферных контуров. Характеристическое
уравнение и его корни.Постоянные времени затухания свободных
составляющих токов. Изменение тока якоря при трехфазном КЗ. Влияние
системы возбуждения на переходный процесс. Переходные процессы при
гашении магнитного поля синхронной машины и неуспешном повторном
включении на КЗ. Переходные процессы в синхронной машине с учета
влияния демпферных контуров. Переходные процессы в контурах ротора при
разомкнутой обмотке якоря. Постоянные времени затухания свободных
составляющих токов контуров ротора. Влияние на переходный процесс
9
замкнутой обмотки якоря. Особенности переходных процессов в
асинхронных машинах
Тема 4: Методы расчета тока трехфазного короткого замыкания в
начальный и произвольный момент времени.
Расчет начального значения периодической составляющей тока КЗ от
синхронной машины без учета и с учетом влияния демпферных контуров.
Влияние асинхронных электродвигателей и комплексных нагрузок в
начальный момент КЗ. Расчет периодической составляющей тока при
удалении КЗ. Расчет периодической составляющей тока трехфазного КЗ в
произвольный момент времени методом типовых кривых и методом
спрямленных характеристик. Особенности расчетов токов короткого
замыкания в электроустановках напряжением до 1000 В. Применение ЭВМ
для расчета токов КЗ.
Тема 5: Переходные процессы при несимметричных коротких
замыканиях и обрывах фаз.
Условия, при которых допустимо применение метода симметричных
составляющих для анализа несимметричных режимов в трехфазных цепях,
содержащих синхронные машины. Параметры электрических машин,
трансформаторов (автотрансформаторов), обобщение нагрузок, воздушных
линий электропередач и кабелей по отношению к токам разных
последовательностей. Граничные условия и основные соотношения между
симметричными составляющими токов и напряжений при несимметричных
КЗ и обрывах фаз. Векторные диаграммы напряжений и токов при
несимметриях разного вида. Учет группы соединения трансформаторов
(автотрансформаторов) при определении токов в разных ветвях и
напряжения
в произвольных точках расчетной схемы. Правило
эквивалентности тока прямой последовательности при несимметричных
режимах и его использование. Комплексные схемы замещения. Сравнение
токов при несимметричных КЗ разного вида.
Тема 6: Статическая устойчивость электрической системы.
Практические критерии устойчивости. Уравнение механического движения
ротора генератора. Векторная диаграмма простейшей электрической
системы. Выражение для мощностей через различные ЭДС генератора.
Определение угловых характеристик мощности через собственные и
взаимные сопротивления.
Тема 7: Динамическая устойчивость электрической системы. Способы
приближенного решения уравнения движения ротора генератора
Динамическая устойчивость. Причины и характер больших возмущений в
электроэнергетической
системе.
Энергетические
соотношения,
характеризующие движение ротора генератора. Способы площадей,
допущения и область применения. Определение предельного угла
отключения короткого замыкания. Представление процесса на фазовой
плоскости. Численное решение уравнения движения ротора генератора.
Метод последовательных интервалов. Влияние демпфирования. Анализ
10
процессов с учетом форсировки возбуждения генератора. Особенности
расчета переходных процессов в сложной системе.
Тема 8: Метод малых колебаний. Статистическая устойчивость с учетом
действия регулятора возбуждения.
Математическое
описание
переходных
процессов
при
анализе
статистической устойчивости. Метод малых колебаний. Необходимые и
достаточные условия статистической устойчивости. Статистическая
устойчивость и малые колебания в нерегулируемой системе. Нарушение
устойчивости в виде сползания, самораскачивания и самовозбуждения и
способы их подавления. Анализ статической устойчивости простейшей
системы
с
учетом
автоматического
регулятора
возбуждения
пропорционального действия и регулятора сильного действия.
Тема 9: Переходные процессы в узлах нагрузки системы. Устойчивость
узлов нагрузки.
Переходные процессы в узлах нагрузки системы. Статистические и
динамические характеристики нагрузки. Уравнение движения асинхронного
двигателя. Изменение условий статической устойчивости асинхронного
двигателя при его работе от источника соизмеримой мощности. Лавина
напряжения – причина возникновения и средства подавления. Практические
критерии для узлов комплексных нагрузок. Статистические характеристики и
регулирующие эффекты мощности нагрузок по напряжению. Поведение
нагрузки при больших возмущениях. Численное решение уравнения
движения ротора асинхронного двигателя при больших возмущениях.
Тема 10: Понятие результирующей устойчивости. Асинхронный режим.
Изменения частоты в электрических системах. Причины возникновения
асинхронного режима. Понятие результирующей устойчивости. Процесс
выпадения из синхронизма, необходимое условие ресинхронизации.
Практические способы восстановления синхронного режима. Изменение
частоты в электроэнергетических системах. Требование к частоте. Виды
регулирования первичных двигателей. Статистические характеристики
нерегулируемых и регулируемых первичных двигателей. Определение
динамических характеристик частоты в системе. Лавина частоты и способы
ее предотвращения. Автоматическая частотная разгрузка. Мероприятия по
обеспечению требуемого уровня частоты в системе.
Литература:
1.
Крючков, И.П. Электромагнитные переходные процессы в
электроэнергетических системах: учеб.пособие для вузов / И. П. Крючков.М.: Изд-во МЭИ, 2000. – 380 с.
2.
Ульянов
С.А.
Электромагнитные переходные
процессы
в
электрических системах : учеб. для электротехн. и энергет. вузов и фак. / С.
А. Ульянов. - Изд. 2-е, стер . - М.: Арис, 2010. - 518 с. : a-ил
3.
Веников, В.А. Переходные электромеханические процессы в
электрических системах / В.А. Веников.- М.: Высшая школа, 1985. – 600 с.
11
4.
Электрические системы и сети в примерных иллюстрациях / Под ред.
В.А. Строева.- М.: Высш. шк., 1999. – 510 с.
5.
Переходные процессы электрических систем в примерах и
иллюстрациях: учеб. пособие для вузов / Под ред. В.А. Строева.- М.: Знак,
1996. – 480 с.
6.
Методы расчета токов короткого замыкания: сб. задач / Под ред. И.П.
Крючкова.- М.: Изд-во МЭИ, 2000. – 280 с.
7.
Зуев, Э.Н. Математическое описание элементов электрической
системы: учеб.пособие по курсу «Переходные режимы в электрических
системах»/ Э.Н. Зуев, В. А.Строев.- М.: Изд-во МЭИ, 1983. – 460 с.
8.
Ульянов, С.А. Сборник задач по электромагнитным переходным
процессам в электрических системах: учеб. пособие для вузов / С. А.
Ульянов.- М.: Энергия, 1968. – 380 с.
Дисциплина: «ОСНОВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ»
Тема 1: Организация эксплуатации электрооборудования на станциях и
подстанциях. Общие вопросы эксплуатации.
Технологический цикл и состав электрооборудования на электростанциях,
характеристики оборудования. Требования надежности, предъявляемые к
оборудованию электрических станций. Общие вопросы эксплуатации: виды
воздействий на электрооборудование и способы контроля и устранения. Срок
службы оборудования, виды ремонтов и их периодичность. Проблемы снятия
оборудования с эксплуатации.
Тема 2: Основы эксплуатация синхронных генераторов. Основы
эксплуатация электрогенераторов. Требования правил технической
эксплуатации и их обоснование.
Системы, обеспечивающие работу синхронных генераторов, и требования,
предъявляемые к ним. Системы возбуждения и автоматические регуляторы
возбуждения, их характеристики, контроль и наладка. Системы охлаждения
синхронных генераторов, их характеристики и эксплуатационные свойства.
Система контроля, релейной защиты и автоматики синхронного генератора.
Обслуживание
синхронных
генераторов.
Испытания
синхронных
генераторов. Организация ремонтов, проблемы продления срока службы
генератора.
Тема
3:
Основы
эксплуатации
трансформаторов
и
автотрансформаторов.
Эксплуатация силовых трансформаторов, основные положения Правил
технической эксплуатации. Характеристика конструкций и материалов,
системы охлаждения, Системы контроля, релейной защиты и автоматики.
Обслуживание трансформаторов. Виды и организация ремонтов. Испытания
трансформаторов.
Тема 4: Основы эксплуатации электродвигателей.
12
Основные положения Правил технической эксплуатации. Особенности
работы электродвигателей на станциях и подстанциях. Автоматическое
регулирование и его обслуживание. Система контроля, релейной защиты и
автоматики. Испытания электродвигателей. Контроль ресурса работы.
Тема 5: Эксплуатация выключателей.
Основные положения по эксплуатации выключателей, обслуживание
выключателей. Организация ремонтных работ.
Тема 6: Эксплуатация распределительных устройств.
Организация эксплуатации, основные виды повреждений и отказов,
современные методы контроля и профилактики. Организация ремонтных
работ.
Тема 7: Организация и проведение оперативного обслуживания
оборудования электрических станций и подстанций.
Виды оперативного состояния электрооборудования, порядок производства
оперативных переключений на станциях и подстанциях. Блокировка
неправильных действий. Анализ бланков переключений для оперативных
задач.
Тема 8: Организация подготовки и повышения квалификации
эксплуатационного персонала станций и подстанций.
Тренажерные центры и пункты и их роль в повышении уровня подготовки
эксплуатационного персонала. Перспективные направления повышения
уровня эксплуатации на электрических станциях и подстанциях.
Литература:
1.
СО
153-34.20.501-2003.
Правила
технической
эксплуатации
электрических станций и сетей.-М: СПО ОРГРЭС, 2003. с.
2.
Объем и нормы испытаний электрооборудования. / под общ. ред. В.А.
Алексеева, Ф.Л. Когана, Л.Г. Мамиконянца. - М.: НЦ ЭНАС, 1998. – 256.с.
3.
Мотыгина, С.А. Эксплуатация электрической части тепловых
электростанций / С. А. Мотыгина. - М.: Энергия, 1968. - 568 с.
4.
Долин, А. П. Опыт проведения комплексных обследований силовых
трансформаторов / А. П. Долин, Н. Ф.Першина, В. В. Смекалов //
Электрические станции.– 2000 .-№6. - С. 46-52.
5.
Автоматизированная
система
контроля
и
диагностики
электрогенераторов / Е. А. Брынский [и др.] // Электрические станции. –
2000. – №6.- С. 53-57.
6.
Мусаэлян, Э.С. Наладка и испытания электрооборудования
электростанций и подстанций / Э.С. Мусаэлян.- М.: Энергоатомиздат, 1986.594 с.
7.
Обложин, В.А. Тепловизионный контроль при организации ремонтов
электротехнического оборудования по его состоянию / В. А. Обложин . //
Электрические станции – 2000. – №6.- С. 58-63.
13
8.
Новоселов, О.О. О тепловизионном контроле систем охлаждения
мощных силовых трансформаторов / О.О. Новоселов, В.Н. Осотов //
Электрические станции. – 2000.- №6. – С. 63-65.
9.
Козырев, Б.И.Применение пирометра для контроля состояния паек
лобовых соединений обмотки статора генератор /
Б.И. Козырев //
Электрические станции– 2000.- №6. – С. 48-49 с.
10. Алексеев, Б.А. Контроль состояния крупных силовых трансформаторов
/ Б.А. Алексеев. – М: НЦЭНАС, 2002. – 216 с.
11. Ящура, А.Н. Система технического обслуживания и ремонта
энергетического оборудования: справочник / А.Н. Ящура . – М.: ЭНАС, 2005.
– 504 с.
12. Справочник инженера по наладке, совершенствованию технологии и
эксплуатации электрических станций и сетей / Под ред. А.Н. Назарычева. –
М: Инфра-инженерия, 2006. – 928 с.
Дисциплина: «ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА»
Тема 1. Введение
Основные понятия и определения. Электропривод как система. Основные
элементы
электропривода.
Структурная
схема
электропривода.
Классификация ЭП.
Тема 2. Механика электропривода.
Механическая часть силового канала электропривода. Механические
характеристики
производственных
механизмов
и
двигателей.
Установившиеся режимы. Статическая устойчивость. Уравнение движения
ЭП. Кинематические расчетные схемы, приведение усилий, моментов,
жесткостей и моментов инерции. Двух массовая система. Время ускорения и
замедления привода.
Тема 3. Электромеханические свойства электроприводов.
Обобщенная
электрическая
машина.
Электромеханическая
связь.
Координатные и фазные преобразования переменных. Математическое
описание. Статические и динамические характеристики двигателей
постоянного и переменного токов как объектов управления.
Тема 4. Регулирование координат электроприводов.
Основные показатели регулирования координат электроприводов.
Инженерные методы оценки точности и качества регулирования координат.
Регулирование момента(тока) электропривода. Регулирование скорости.
Регулирование положения.
Тема 5. Взаимосвязанный электропривод.
Электропривод с механическим соединением валов. Асинхронный двух
двигательный
ЭП
со
сложением
механических
характеристик.
Электрический вал с уравнительными машинами. Рабочий электрический
вал. Дистанционный электрический вал.
Тема 6. Переходные процессы в электроприводах.
14
Электромеханические переходные процессы. Влияние упругих механических
связей на динамику электропривода. Потери энергии в установившихся и
переходных процесса. Электромагнитные переходные процессы в обмотках
возбуждения электрических машин. Способы форсировки возбуждения.
Переходные процессы в машинах переменного тока.
Тема 7. Расчет мощности электроприводов.
Нагрузочные диаграммы. Нагревание и охлаждение двигателей,
номинальные режимы работы. Методы проверки двигателей по нагреву.
Потери энергии в ЭП постоянного и переменного тока. Классификация
режимов работы ЭП. Расчет мощности двигателя при продолжительном,
кратковременном и повторно-кратковременном режиме работы.
Тема 8. Энергетика электроприводов.
Энергетические показатели электроприводов постоянного и переменного
токов. Влияние нагрузки на энергетические показатели. Оптимизация
энергетических показателей в нерегулируемых и регулируемых
электроприводах. Надежность электропривода.
Литература:
1.
Ключев В.И. Теория электропривода. Учебник. М., Энергоатомиздат,
1998.
2.
Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода. Учебник. С.-П.,
Энергоатомиздат, 1994.
3.
Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. Учебник.
М., Энергоатомиздат, 1981 .
4.
Ильинский Н.Ф., Казаченко В.Ф. Общий курс электропривода.
Учебник. М., Энергоатомиздат, 1992
5.
Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод. Учебник. М..
Энергоатомиздат, 1986.
Дисциплина: «МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СРЕДСТВА И СИСТЕМЫ»
Тема 1. Основные понятия микропроцессорной техники.
Актуальность изучения средств вычислительной техники. Микропроцессор
(МП – CPU), микропроцессорная система (МПС), микроконтроллер (МК –
PLC), процессор для цифровой обработки сигналов (ЦОС – DSP),
промышленный программируемый контроллер (ПМК), промышленный
управляющий компьютер (УПК), встроенная микропроцессорная система
управления, распределенная микропроцессорная система управления,
локальная
сеть
промышленных
программируемых
контроллеров.
Микропроцессорные системы (МПС). Классификация МПС. Микро-ЭВМ и
микроконтроллеры. Особенности микроконтроллеров по сравнению с микроЭВМ. Состав микро-ЭВМ. Блок-схема микро-ЭВМ. Взаимодействие
функциональных блоков микро-ЭВМ. Области применения и микро-ЭВМ.
Микропроцессоры (МП). Блок-схема МП. Арифметическо - логическое
15
устройство (АЛУ), блок регистров (БР) и блок управления (БУ).
Характеристики микропроцессоров и микро-ЭВМ. Информационная
мощность микро-ЭВМ и микропроцессоров. Задачи, решаемые в МПС
управления. Преимущества МПС управления по сравнению с
традиционными. Понятие об интерфейсе. Виды интерфейса. Структурные
схемы микро-ЭВМ и микроконтроллеров. Краткая историческая справка и
обзор отечественной продукции (СССР и России) и продукции фирм мировых лидеров в области производства микропроцессорной техники: Intel,
Motorola, Texas Instruments, Analog Devises, Siemens и др.
Тема 2. Структура микропроцессоров, микроконтроллеров и
микроЭВМ.
Структура микропроцессорной системы. Детализированные структурные
схемы микро-ЭВМ и микроконтроллеров.
Центральный процессор, память, периферийные устройства, система шин.
Использование принципов классической Фон – Неймановской архитектуры
при
построении
микропроцессорных
систем.
Изолированные
и
мультиплицированные шины. Шина данных, адреса, управления. Пример
архитектуры простого контроллера с несколькими портами ввода/вывода
дискретных и аналоговых сигналов для управления приводами и
технологической автоматикой. Задачи, выполняемые процессором. Типовые
циклы обмена данными между процессором, памятью и периферией.
Архитектура центрального процессора. Архитектура микропроцессора К580.
Понятие об архитектуре МП. Структурная схема МП. Назначение элементов,
схемотехника, их взаимодействие с другими элементами, доступность
программисту. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) и аккумулятор
(А). Регистры общего назначения (РОН) и буферные регистры. Счетчик
команд (СК) и регистр адреса (РА). Стек, его назначение. Указатель стека
(УС). Использование стека при обращении к подпрограммам (ПП).
«Технология» работы МП при обращении к ПП.
Шины данных (ШД), адреса (ШД) и управления (ШУ) микропроцессора.
Внутренняя магистраль МП.
Регистр команд (РК). Регистр состояния МП (РСП). Применение РСП при
создании разветвленных программ.
Блок управления МП. Информационная модель блока управления.
Назначение линий управления МП (линий ШУ).
Понятие об архитектуре микропроцессора Intel 8085. Арифметикологическое устройство (АЛУ), аккумулятор, регистр состояния программы,
регистр команд, счетчик команд, дешифратор команд, устройство
управления,
регистр
адреса,
схема
автоинкрементирования.
Сверхоперативное регистровое ОЗУ. Разрядность шины данных и шины
адреса,
объем
прямоадресуемой
памяти
процессора,
форматы
обрабатываемых данных. Прямой, обратный и дополнительный код.
Особенности выполнения операций с беззнаковыми и знаковыми числами.
Перенос, заем, переполнение при выполнении арифметических операций.
Примеры потактового выполнения отдельных команд. Понятие машинного
16
такта и цикла. Проверка готовности внешних устройств и памяти, сигналов
захвата шин.
Методы обмена информацией в МПС. Инициатор обмена информации.
Управление обменом информации. Линии «Чтение», «Запись», «Ввод»,
«Вывод». Программный метод обмена информации. Линии «Запрос на
прерывание», «Разрешение прерывания». Обмен информацией в режиме
прерываний.
Детализированная структурная схема простейшего микроконтроллера.
Режим программного ввода информации от датчиков в МП. Режим
программного вывода информации из МП в исполнительные органы системы
управления. Режим чтения содержимого ячейки памяти. Режим записи
информации в ячейку памяти. Ввод и вывод информации в режиме
прерываний.
Тема 3. Программное обеспечение микропроцессора.
Форматы команд и способы адресации. Форматы команд и способы
адресации на примере микропроцессора К580. Одно-, двух- и трехбайтовые
команды. Способы адресации: прямая, регистровая, непосредственная,
косвенно-регистровая, стековая. Преимущества и недостатки различных
способов адресации. Примеры команд. Назначение и роль стека при
обращении к подпрограммам, при обслуживании прерываний. Краткая
характеристика системы команд. Команды пересылки данных.
Форматы команд и способы адресации микропроцессора Intel 8085.
Команды пересылки. Характеристика команд пересылки. Группы команд.
Форматы команд. Двоичные и шестнадцатеричные коды команд. Команды
пересылки с регистровой, непосредственной, абсолютной и косвеннорегистровой адресацией.
Пересылка операнда из регистра в регистр. Характеристика команд типа
MOV Rx, Ry. Условное изображение операции. Формат команд. Поля
операндов приемника и источника. Двоичные коды номеров РОН. Двоичные
и шестнадцатеричные коды команд. Особенности выполнения команд с
регистром типа «М» (memory).
Команды загрузки РОН непосредственными операндами. Условное
изображение операции. Время выполнения команд. Командный и машинный
циклы. Число тактов в цикле.
Команды загрузки содержимого ячейки памяти (ЯП) в аккумулятор (А) с
абсолютной адресацией и запоминания содержимого А в ЯП.
Характеристика команд. Условное изображение операции. Объем памяти,
занимаемый командами. Формат команд.
Команды загрузки регистровых пар. Характеристика команд. Условное
изображение операции. Формат команд. Двоичные и шестнадцатеричные
коды команд. Время выполнения команд.
Команды загрузки счетчика команд и указателя стека. Применение этих
команд. Условное изображение операции. Формат команд. Тип команд.
Метод адресации.
Команды работы со стеком. Применение команд. Условное изображение
17
операции. Характеристика команд. Формат команд. Тип команд. Метод
адресации
Команды ввода и вывода. Их применение. Форматы команд. Свойства.
Особенности выполнения. Метод адресации. Адреса портов ввода и вывода.
Использование аккумулятора при выполнении этих команд.
Особенности команд пересылки. Независимость содержимого регистра
состояния процессора от выполнения команд пересылки. Время выполнения
команд пересылки. Самые «быстрые команды». Число тактов, необходимое
для выполнения команд пересылки.
Команды обработки информации. Арифметические и логические команды.
Арифметические и логические команды с регистровой адресацией.
Применение и формат команд. Поле кода операции. Поле типа команды.
Поле кода номера регистра. Шестнадцатеричные коды команд. Свойства
команд. Изменение содержимого РСП при выполнении команд обработки
информации.
Команда арифметического сложения АDD Rх. Команда АDС Rх. Команда
арифметического вычитания SUB Rх. Команда SBB Rх. Команда
логического умножения ANA Rх. Команда «исключающее ИЛИ» XRA Rх.
Команда логического сложения ORA Rх. Команда сравнения СМР Rх.
Особенности выполнения команд вычитания и сравнения. Особенности
выполнения логических команд. Прямой, обратный и дополнительный код
числа. Изменение разряда переноса (заема) РСП при выполнении команд
вычитания и сравнения. Время выполнения арифметических и логических
команд. Применение логических команд в программах управления ТП.
Арифметические и логические команды с непосредственной адресацией.
Применение. Преимущества. Особенности. Форматы команд. Коды команд в
двоичной системе счисления и в шестнадцатеричной. Время выполнения
команд.
Логическая команда инверсии (отрицание). Использование аккумулятора при
выполнении команды. Формат команды. Двоичный и 16-й коды. Применение
команды.
Примеры реализации на Ассемблере простейших вычислений. Арифметика
многобайтовых чисел. Использование логических операций для установки,
сброса и инвертирования битовых переменных. Операции арифметического и
логического сдвигов. Примеры программной реализации простейших
функций управления: пропорциональных и релейных регуляторов,
логических автоматов.
Команды инкремента и декремента.
Коды команд. Выполняемые операции. Основные свойства. Форматы и
методы адресации команд. Применение команд. Их влияние на регистр
состояния процессора (РСП). Организация счетчиков на сложение и
вычитание. Команды инкремента и декремента для регистровых пар.
Особенности и применение.
Команды сдвига.
Арифметический и циклический сдвиг. Коды команд. Форматы и методы
18
адресации команд. Изменение содержимого РСП после выполнения команд
сдвига. Изменение содержимого регистра или ячейки памяти после команды
сдвига. Применение команд сдвига при разработке управляющих программ
(УП).
Специальные арифметические команды.
Команда десятичной коррекции. Назначение. Сущность операции. Свойства
команды. Корректирующие числа. Код команды. Формат команды. Влияние
выполнения команды на содержимое РСП. Применение.
Команда сложения содержимого двух регистровых пар. Применение.
Особенности. Формат и коды команд (двоичные и шестнадцатеричные).
Команды управления.
Команда останова. Формат и коды команды. Действия, выполняемые
командой. Применение. «Пустая» команда NOP. Формат и коды команды.
Назначение.
Команды передачи управления (КПУ) и работы с подпрограммами и стеком.
Классификация КПУ. Применение КПУ. Команды перехода (или команды
ветвлений КВ). Операции, выполняемые КВ. Назначение КВ. Формат команд
ветвлений. Типы команд ветвлений. Адресация в КВ. Коды КВ. Команда
безусловного перехода. Метки в программах на ассемблере. Команды
условных переходов. Анализ признаков (флагов) РСП. «Технология» работы
команд ветвлений.
Команды обращения к подпрограммам (ПП). Типы команд. Адресация в
командах обращения к подпрограммам. Коды команд. Команды обращения к
ПП по условию Z,C и N(S). Использование РСП при возврате из ПП по
условию. Типы команд. Форматы команд. Коды команд.
«Технология» работы МПС при выполнении команд обращения к
подпрограммам и возврате из ПП.
Группа специальных команд МП. Команды «работы» с разрядом (битом)
переноса. Назначение команд. Формат и коды команд. Применение этих
команд в управляющих программах.
Команды разрешения и запрета прерываний МП. Назначение, формат и коды
команд. Применение этих команд в управляющих программах.
Команды обработки прерываний. Номера команд. Формат команд, коды
команд, применение. «Технология работы команд типа RST «n».
Зависимость количества команд МП от числа методов адресации.
Информационная мощность МП и её зависимость от системы команд.
Понятие об управляющих программах на языке ассемблера. Язык машинных
кодов. Понятие о программном таймере.
Организация циклических программ.
Основная программа, подпрограмма. Способы передачи параметров из
основной программы в подпрограмму и обратно (через регистры, память,
стек, и др.). Примеры подпрограмм на Ассемблере.
Система прерываний процессора на примере К580.
Запрос прерывания, обслуживание прерывания, вектор перехода на
процедуру обслуживания прерывания, таблица векторов прерываний.
19
Аппаратные и программные прерывания. Маскируемые и немаскируемые
прерывания. Структура процедуры обслуживания прерывания. Вложенные
прерывания. Приоритет прерывания. Встроенные и внешние контроллеры
прерываний. Механизм взаимодействия контроллера прерываний с
центральным процессором. Примеры использования прерываний для приема
аварийных сигналов и сигналов с датчиков обратных связей в приводе и
системах автоматизации.
Краткая характеристика языка Ассемблер для процессора К580.
Псевдокоманды определения символических имен переменных, меток,
портов и т.д. Резервирование переменных в памяти данных. Задание констант
и таблиц констант в памяти программ. Структура программы. Технология
получения исполнимого кода. Ассемблер, компоновщик, загрузчик,
библиотекарь – функции, входные и выходные файлы. Команды и
псевдокоманды. Условное ассемблирование – назначение, техника
использования.
Структурирование программ и модульное программирование.
Перемещаемый и неперемещаемый код. Секционирование программы на
Ассемблере: кодовая секция, секция данных, секция стека, абсолютная
кодовая секция. Псевдокоманды организации межпрограммных ссылок.
Особенности, преимущества и недостатки различных технологий
программирования: снизу вверх; сверху вниз; модульной.
Макросредства.
Макроопределение
и
макровызов
как
средство
создания
специализированного языка пользователя, адаптированного к предметной
области. Способы передачи параметров. Макросы и подпрограммы, их
преимущества и недостатки, области рационального применения.
Тема 4. Этапы проектирования микропроцессорных систем управления.
Проектирование микропроцессорных систем управления электроприводом и
технологическими процессами.
Преимущество
МПС
управления
ТП
перед
традиционными.
Централизованные и распределенные системы. Этапы проектирования МПС
управления. Техническое задание (ТЗ) на проектирование систем управления
(СУ). Структура ТЗ.
Разработка функциональной схемы микропроцессорной СУ.
Роль микроконтроллера на функциональной схеме. Необходимость
использования ЦАП и АЦП. Интерфейсные узлы СУ.
Тема 5. Математические модели микропроцессорных систем управления
Этап разработки математических моделей МПС управления.
Формы математических моделей. Математические модели в дискретной
форме. Интервал дискретности.
Математическая модель ПИД - регулятора в дискретной форме.
Рекуррентное соотношение для выходного сигнала модели. Параметры
дискретной модели. Переменные в математической модели регулятора в
дискретной форме.
Структурные схемы, соответствующие дискретным уравнениям регулятора.
20
Варианты построения математических моделей регулятора в дискретной
форме.
Математическая дискретная модель микропроцессорной системы с релейным
регулятором температуры.
Математическая модель управления цикловым механизмом.
Тема 6. Интерфейсные узлы микропроцессорных систем управления.
Детализированные структурные схемы микропроцессорных систем
управления
электроприводом,
промышленными
установками
и
технологическими комплексами.
Элементы структурной схемы. Микропроцессор и устройство памяти МПС
управления. Устройства ввода-вывода и интерфейсные узлы. Таймеры и
устройства цифровой связи. Методы обмена информацией в МПС
управления. Шина адреса, данных и управления. Системная магистраль.
Пульт управления и отладки. Типы интерфейсных модулей в устройствах
связи с объектом (УСО).
Литература:
1.
Микропроцессоры.:В.3 кн.:Учеб.для втузов/Под. ред. Л. Н.
Преснухина М.:Высш.шк.,1986.
2.
Семененко И. К. Электронно-вычислительные машины, М, В.Ш., 1989.
3.
Горбунов В.Л. Микропроцессоры. Справочное пособие. - М.:, В. Ш..
1990.
4.
Козаченко В.Ф. Микроконтроллеры: Руководство по применению 16разрядных микроконтроллеров Intel MCS-196/296 во встроенных системах
управления. Издательство “ЭКОМ”, Москва, 1997.
5.
Вершинин О. Е. Применение микропроцессоров для автоматизации
технологических процессов. – Л.: Энергоатомиздат, 1986.
6.
Микропроцессорные автоматические системы регулирования: Основы
теории и элементы: Учеб. пособие для техн. вузов по спец. "Автоматика и
управление
в
техн.
системах"/Под
ред.
В.В.Солодовникова.М.:Высш.шк.,1991.-254с. :ил.
7.
Гилмор Ч. Введение в микропроцессорную технику. –М.: Мир, 1984.
8.
В. Б. Бродин, И. И. Шагурин. Микроконтроллеры MCS-96, MCS51/151, MCS-251: Справочник, М.: Эком, 1999.
9.
И. И. Шагурин. Микропроцессоры и микроконтроллеры фирмы
Motorola, справочное пособие, М:, Радио и связь, 1998.
10. Майоров В. Г., Гаврилов А. И. Практический курс программирования
микропроцессорных систем. –М.: Машиностроение, 1989.
11. Кеннет Дж Данхор, Кэрол Л. Смит. Основы микропроцессорных
вычислительных систем. Перевод с анг./Под ред. А. Я. Савельева. – М.:
Высшая школа,1986.
12. Григорьев В. Л. Программирование микропроцессорных систем. М.:,ЭАИТ, 1986.
13. В. Д. Сартаков. Микропроцессорное управление электроприводами,
21
Часть 1, Изд-во ИрГТУ, Иркутск, 1999.
14. В. Д. Сартаков. Микропроцессорное управление электроприводами,
Часть 2, Изд-во ИрГТУ, Иркутск, 1999.
15. В. Д. Сартаков. Промышленные микропроцессорные контроллеры,
Иркутск, Изд-во ИрГТУ 2005.
16. В. Д. Сартаков, Д. В. Кушков. Микропроцессорные средства и системы.
Методические указания по выполнению лабораторных работ. Часть 1, Изд-во
ИрГТУ, Иркутск, 1993.
17. В. Д. Сартаков, Д. В. Кушков. Микропроцессорные средства и системы.
Методические указания по выполнению лабораторных работ. Часть 2, Изд-во
ИрГТУ, Иркутск, 1994.
18. В. Д. Сартаков, Д. В. Кушков. Микропроцессорные средства и системы.
Методические указания по выполнению курсовой работы. Изд-во ИрГТУ,
Иркутск, 1992.
19. Фритч В. Проектирование микропроцессорных систем, М , Мир, 1986.
20. В. Д. Сартаков, М. П. Дунаев, А. Н. Уцын. Микропроцессорные
средства и системы. Методические указания по выполнению курсовой
работы. Изд-во ИрГТУ, Иркутск, 2006.
21. В. Д. Сартаков, М. П. Дунаев. Микропроцессорные средства и системы.
Методические указания по выполнению лабораторных работ. Часть 1, Изд-во
ИрГТУ, Иркутск, 2006.
22. В. Д. Сартаков, М. П. Дунаев. Микропроцессорные средства и системы.
Методические указания по выполнению лабораторных работ. Часть 1, Изд-во
ИрГТУ, Иркутск, 2006.
23. В. Д. Сартаков, М. П. Дунаев, А. Н. Уцын. Микропроцессорные
средства и системы. Методические указания по выполнению лабораторных
работ. Часть 2, Изд-во ИрГТУ, Иркутск, 2006.
24. В. Д. Сартаков, М. П. Дунаев, А. Н. Уцын. Микропроцессорные
средства и системы. Методические указания по выполнению лабораторных
работ. Часть 3, в печати, Иркутск, 2006.
Дисциплина: «ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ»
Тема 1. Силовые преобразователи
Общие сведения о силовых преобразователях, их место в электроприводе и
классификация. Генератор постоянного тока. Новая элементная база силовой
электроники.
Тема 2. Управляемые преобразователи постоянного тока
Управляемые выпрямители. Принцип действия, функциональные и
принципиальные схемы, характеристики, анализ, область применения.
Широтно-импульсные преобразователи. Принцип действия, функциональные
и принципиальные схемы, характеристики, анализ, область применения.
Частотно-импульсные преобразователи. Принцип действия, функциональные
и принципиальные схемы, характеристики, анализ, область применения.
22
Тема 3. Управляемые преобразователи переменного тока
Регуляторы напряжения. Принцип действия, функциональные и
принципиальные схемы, характеристики, анализ, область применения.
Тиристорные преобразователи частоты. Принцип действия, функциональные
и принципиальные схемы, характеристики, анализ, область применения.
Транзисторные преобразователи. Принцип действия, функциональные и
принципиальные схемы, характеристики, анализ, область применения.
Тема 4. Регуляторы
Принцип действия, функциональные и принципиальные схемы.
Тема 5. Логические элементы
Логические операции и функции. Законы алгебры логики.
Тема 6. Типовые цифровые узлы
Шифратор.
Дешифратор.
Мультиплексор.
Компаратор.
Счетчики.
Сумматоры. Регистры. ОЗУ. ПЗУ.
Тема 7. Датчики
Датчики механических и электрических величин, их схемы и применение.
Тема 8. Согласующие элементы
Цифроаналоговый и аналогоцифровой преобразователи (ЦАП и АЦП).
Литература:
1.
В.М. Терехов. Элементы автоматизированного электропривода.М.:Высшая школа, 1987.- 224 с.
2.
М.П. Дунаев. Элементы систем автоматики: конспект лекций /
Иркутск: ИрГТУ, 2006. - ЭИ.
3.
М.П. Дунаев. Преобразовательная техника /Учебное пособие.Иркутск: ИрГТУ, 2001.- 77 с.
4.
М.П. Дунаев. Элементы систем автоматики / Пособие по СРС.Иркутск: ИрГТУ, 2002.- ЭИ.
5.
М.П. Дунаев. Элементы систем автоматики / Методические указания к
лабораторным работам. - Иркутск: ИрГТУ, 2004.- 37 с.
6.
М.П. Дунаев. Элементы систем автоматики./ Методические указания к
практическим занятиям. - Иркутск: ИрГТУ, 2003.- 33 с.
Дисциплина: «СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ»
Тема 1. Введение.
Роль электропривода как одного из основных элементов автоматизации
промышленных
установок
и
технологических
процессов.
Цели
автоматизации и основные функции СУЭП. Обзор развития СУЭП,
современные определения. Условные обозначения. Классификация
электрических систем СУЭП.
Тема 2. Принципы построения и математическое описание систем
управления электроприводов.
Задачи и принципы управления координатами электропривода. Требования к
23
диапазону, точности и характеру динамических процессов. Классификация и
общая структура СУЭП.
Управление скоростью и положением
исполнительного органа (ИО) - наиболее общие задачи управления
электроприводом. Управление током и моментом двигателя.
Обзор способов математического описания СУЭП. Математическое описание
нелинейных СУЭП. Возможности линеаризации объектов управления.
Описание непрерывных систем в виде передаточных функций, в форме
пространства состояний, матричное описание. Скалярные и матричные
структурные схемы. Обзор методов синтеза, используемых при разработке
СУЭП. Использование принципов оптимального и модального управления.
Восстановление координат объекта управления с помощью наблюдателя.
Одноконтурные и многоконтурные СУЭП. Задача ограничения промежуточных координат. Связи с отсечками, независимое управление
координатами,
подчиненное
управление.
Стандартные
настройки.
Реализация требуемых передаточных функций регуляторов на операционных
усилителях и средствами цифровой техники.
Влияние нелинейностей объекта в виде зазоров и сухого трения.
Возможности уменьшения влияния нелинейностей.
Тема 3. Логическое управление электроприводами.
Принципы использования релейно-контакторной аппаратуры для управления
пуском, реверсом и торможением электродвигателей. Типовые узлы схем
управления и защиты. Расчет уставок и резисторов в силовой сети. Типовые
релейно-контакторные
схемы
для
управления
электроприводами
постоянного и переменного тока. Управление многопозиционными
электроприводами.
Тема 4. Непрерывные и дискретные системы управления скоростью
электроприводов постоянного тока.
СУЭП с электромашинным (ЭМУ) и магнитным (МУ) усилителями. Суммирование входных сигналов по принципу суммирования намагничивающих
сил. Необходимость создания форсировок. Использование связей с
отсечками. Особенности динамики и реализации корректирующих связей.
СУЭП с тиристорным преобразователем (ТП), позволяющие обеспечить
высокое качество управления. Одноконтурная система. Оптимизация
динамических свойств, использование стандартных настроек, расчет
параметров регуляторов, оценка динамики, статическая погрешность.
Принцип упреждающего токоограничения. Система с подчиненным токовым
контуром при управлении напряжением ТП. Способы устранения влияния
прерывистых токов. Оптимизация, расчет параметров регуляторов,
статическая погрешность, оценка точности и динамики.
Тема 5. Непрерывные и дискретные системы управления скоростью
электроприводов переменного тока.
Управление скоростью асинхронного двигателя со стороны статора и ротора.
Простейшие СУЭП с тиристорными преобразователями напряжения в
статорной цепи и с воздействием на добавочное сопротивление в роторной
цепи. Использование ТПЧ с непосредственной связью для управления АД с
24
фазным ротором со стороны ротора. СУЭП с частотным регулированием
скорости АД. Структуры СУЭП с ТПЧ со звеном постоянного тока и
автономным инвертором напряжения. Реализация требуемой связи между
частотой и напряжением, Использование принципов подчиненного
управления. Расчет параметров регуляторов, оценка динамики.
Принцип векторного управления. Ориентация системы координат по
заданному вектору. Информационное обеспечение векторного управления.
Система векторного управления АД. Микропроцессорная реализация.
СУЭП с АД в режиме машины двойного питания. СУЭП по схеме асинхронно-вентильного каскада. Система с подчиненным регулированием
выпрямленного
тока
ротора.
Система
управления
вентильным
электродвигателем на основе двух- и трехфазной синхронной машины.
Структура, контроль положения ротора, особенности реализации обратной
связи по скорости. Статические и динамические характеристики.
Тема 6. Непрерывные и дискретные системы управления положением
исполнительного органа.
Принцип построения СУЭП. Система управления скоростью как скоростная
подсистема системы управления положением. Аналоговая и цифровая
реализация контура положения. СУЭП в режиме позиционирования.
Требования к статической точности и динамике. Расчет параметров
регулятора положения, исходя из требований к отработке малых, средних и
больших перемещений. Применение параболического регулятора положения.
Реализация требований по ограничений "рывка".
СУЭП в режиме слежения. Задача следящего управления. Характер входных
воздействий. Ошибки при управлении и возмущении. Повышение точности
отработки управляющего воздействия за счет повышения порядка астатизма
и применения комбинированного управления. Использование принципа
двухканальности. Повышение точности в условиях действия возмущения
путем повышения порядка астатизма и применения компенсационного
канала по возмущению. Влияние нелинейностей объекта и пути его
уменьшения. Настройка контура положения при упругой связи двигателя с
исполнительным органом.
Тема 7. Адаптация в СУЭП.
Основные положения по организации адаптивного управления в СУЭП.
Беспоисковые и поисковые системы. Использование наблюдающих
устройств. Адаптивное управление током якоря и скоростью двигателя в
системе подчиненного управления.
Тема 8. Заключение.
Оценка современного состояния СУЭП. Направление развития.
Литература:
1.
Терехов В.М., Осипов О.И. Система управления электроприводов:
учебник. Издательский центр «Академия», 2005.
2.
Башарин А.В., Новиков Я.В., Соколовский Г,Г. Управление
электроприводами. -Л.: Энергоиздат, 1982.
25
3.
Соколовский Г.Г. Теория и системы электропривода (электроприводы
переменного тока): учебное пособие., 1999.
4.
Зимин
Е.Н.,
Яковлев
В.Н.
Автоматическое
управление
электроприводами. - М.: Высшая школа, 1979.
5.
Чиликин
М.Г.,
Ключев
В.Н.,
Сандлер
А.С.
Теория
автоматизированного электоприводами. - М.: Энергия, 1979.
6.
Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Автоматизированный электропривод с
упругими связями. – Санкт-Петербург.: Энергоатомиздат, 1992.
МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЙ ЭКЗАМЕН
Дисциплина: «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ»
Тема 1: Физические основы электротехники. Законы электрических
цепей. Введение. Что такое электрическая цепь. Элементы электрических
цепей. Основные законы электротехники. Преобразование электрических
цепей. Электрические цепи постоянного тока.
Методы расчета электрических цепей. Расчет простых цепей. Расчет
сложных цепей по законам Кирхгофа. Расчет сложных электрических цепей с
помощью контурных токов и методы условных потенциалов. Расчет цепей с
помощью метода наложения и эквивалентного генератора. Баланс мощности.
Тема 2: Электрические цепи синусоидального тока. Комплексный метод
Переменные токи и напряжения. Основные понятия. Среднее и
действующее значение синусоидальных функций. Представление
синусоидальных функций в различных формах. Расчет сложных
электрических цепей комплексным методом.
Векторные диаграммы. Синусоидальный ток в резисторе, индуктивности и
емкости. Последовательное соединение R, L, C. Векторные и
топографические диаграммы. Параллельное соединение R.L,C.
Резонансные явления. Резонанс напряжений и резонанс токов.
Цепи с взаимной индуктивностью. Последовательное, параллельное
соединение катушек индуктивности. Трансформатор без ферромагнитного
сердечника. Режимы работы. Расчет сложных цепей, содержащих
индуктивно связанные элементы. Баланс мощности.
Тема 3: Многополюсники. Уравнения четырехполюсников. Основные
понятия о четырехполюсниках. Классификация четырехполюсников.
Вывод основных уравнений при прямом и обратном включении.
Режимы работы четырехполюсников. Режимы работы четырехполюсников.
Определение коэффициентов А, В, С, D. Эквивалентные схемы
четырехполюсников.
Тема 4: Цепи при воздействии периодических несинусоидальных
источников. Разложение несинусоидальных функций в ряд Фурье.
Действующее значение несинусоидальных функций. Определение активной,
реактивной, полной мощности. Расчет электрических цепей при
несинусоидальных источниках. Резонансные явления.
26
Тема 5: Многофазные электрические цепи. Трехфазные цепи. Трехфазный
генератор. Принцип действия. Трехфазная система ЭДС. Способы
соединения трехфазной цепи. Соединение «звезда» и «треугольник».
Соединение трехфазной цепи при соединении «звездой». Основные
соотношения между линейными и фазными величинами. Расчет такой цепи
при симметричной и несимметричной нагрузке. Соединение трехфазной цепи
«треугольником». Расчет таков цепи при симметричной и несимметричной
нагрузках.
Тема 6: Нелинейные электрические и магнитные цепи. Методы расчета
при постоянных и переменных токах. Основные определения нелинейных
цепей, их классификация. Расчет нелинейных цепей графическим методом.
Магнитная цепь. Основные законы для магнитных цепей. Однородные и
неоднородные магнитные цепи. Расчет неразветвленных и разветвленных
магнитных цепей. Анализ и расчет нелинейных цепей переменного тока.
Катушка с ферромагнитным сердечником. Эквивалентные схемы замещения.
Расчет методом кусочно-линейной аппроксимации нелинейных цепей
переменного тока. Ферромагнитные явления в нелинейных цепях.
Триггерные эффекты. Расчет нелинейных цепей с использованием
характеристики нелинейного элемента по действующим значениям.
Тема 7: Переходные процессы в линейных электрических цепях.
Классический, операторный, численный методы расчета. Возникновение ПП,
законы коммутации. Классический метод расчета ПП. Определение
постоянных интегрирования. Включение цепи R, L к источнику постоянного
напряжения, короткое замыкание R, L. Включение цепи R, C к источнику
постоянного и переменного напряжения. КЗ в цепи R, C. Включение цепи R,
L, C к источникам напряжения. Расчет сложных цепей классическим
методом. Операторный метод расчета ПП. Преобразование Лапласа. Схемы
замещения. Законы электротехники в операторной форме. Теорема
разложения для обратного перехода от операторного изображения к функции
оригинала. Численный метод расчета ПП. Расчет ПП включения цепи на
непрерывно изменяющееся напряжение.
Тема 8: Цепи с распределенными параметрами. Основные уравнения
длинных линий. Какие цепи считаются с распределенными параметрами.
Эквивалентные схемы участков цепи. Вывод основных уравнений в
дифференциальной форме.
Бегущие волны. Установившийся синусоидальный режим в длинной линии.
Бегущие волны в линии. Фазовая скорость. Цепь с распределенными
параметрами без потерь.
Тема 9: Теория электромагнитного поля. Уравнения электромагнитного
поля в интегральной и дифференциальной формах. Запись уравнений
электромагнитного поля в интегральной форме. Закон полного тока, закон
электромагнитной индукции, принцип непрерывности магнитного поля.
Система уравнений Максвелла в дифференциальной форме. Граничные
условия для электромагнитного поля.
Тема 10: Электростатическое поле. Методы расчета.
27
Электростатическое поле. Уравнения для поля неподвижных зарядов. Расчет
электростатического поля с помощью закона Кулона, теоремы Гаусса.
Определение емкостей. Теорема единственности. Уравнение Пуассона–
Лапласа. Метод отображения. Определение емкостей.
Тема 11: Стационарное электрическое и магнитное поле. Расчет
сопротивлений изоляции и заземлителей.
Стационарное электрическое поле. Основные законы в дифференциальной
форме. Моделирование электрических полей. Расчет сопротивлений
изоляции и заземлителей с помощью теории электрического поля
постоянного тока. Магнитное поле постоянного тока. Расчет магнитного
поля с помощью закона полного тока, уравнения Пуассона-Лапласа, метода
отображения.
Тема 12: Переменное электромагнитное поле в диэлектрике и в
проводящей среде. Поверхностный эффект. Переменное электромагнитное
поле. Основные уравнения для расчета поля в диэлектрике. Расчет
электромагнитного поля в проводящей среде. Поверхностный эффект.
Электромагнитное экранирование. Определение скорости распространения
волны
Литература:
1.
Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. Линейные
электрические цепи / Л.А. Бессонов. – М. «Высшая школа», 2000.
2.
Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. Нелинейные
электрические цепи / Л.А. Бессонов. – М. «Высшая щкола», 2000.
3.
Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. Теория
электромагнитного поля / Л.А, Бессонов. – М. «Высшая школа», 2000
4.
Зевеке, Г.В. и др. Основы теории цепей / Г.В. Зевке. – М. «Энергия»,
1965, 1975, 1989.
5.
Атабеков, Г.И. Теоретические основы электротехники. Часть 1. / Г.И.
Атапбеков.– М. «Энергия», 1979.
6.
Атабеков, Г.И. Теоретические основы электротехники. Часть 2. / Г.И.
Атабеков. – М. «Энергия»,1979.
7.
Нейман Л.Р. Теоретические основы электротехники. Ч. 1. / Л.Р.Нейман
Л.Р., К. С. Димерчан. – М. «Энергия», 1974.
8.
Нейман Л.Р. Теоретические основы электротехники. Ч. 2. / Л.Р.Нейман,
К.С.Димерчан. – М. «Энергия», 1974.
9.
Купалян, С.Д. Теоретические основы электротехники. Ч. 3. /
С.Д. Купалян.– М.: Энергия, 1970.
10. Говорков, В.А. Электрические и магнитные поля / В.А. Говорков. – М.:
Энергия, 1967.6 учеб. для вузов Т. / Под ред.К.С. Димерчана, Л.Р.Неймана,
Н.В.Коровкина - М: Высшая школа, 2003.
11. Теоретические основы электротехники: учеб. для вузов Т.2. / Под ред.
К.С. Димерчана, Л.Р. Неймана, Н.В. Коровкина, М: Высшая школа, 2003.
28
12. Теоретические основы электротехники: учеб. для вузов Т.3. / Под ред.
К.С. Димерчана, Л.Р.Неймана, Н.В.Коровкина – М.: Высшая школа, 2003.
13. Бессонов, Л.А. Сборник задач по теоретическим основам
электротехники / Л.А. Бессонов и [и др.]. – М.: Высшая школа, 2000.
Дисциплина: «ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА»
Тема 1: Введение в электромеханику. Развитие электромашиностроения и
энергетики в России. Материалы, применяемые в электромашиностроении.
Основные тенденции и направления в развитии современных машин и
трансформаторов.
Тема 2. Трансформаторы. Классификация трансформаторов. Принцип
действия. Основные элементы конструкции. Схемы и группы соединения
обмоток трансформаторов. Основные уравнения Э.Д.С. и Н.С. Приведенный
трансформатор. Схемы замещения трансформаторов. Холостой ход
трансформаторов.
Короткое
замыкание
трансформаторов.
Работа
трансформаторов под нагрузкой. Параллельная работа трансформаторов.
Работа трансформаторов при несимметричной нагрузке. Переходные
процессы в трансформаторах. Специальные трансформаторы.
Тема 3: Общие вопросы машин переменного тока.
Э.Д.С. в обмотках машин переменного тока. Обмотки машин переменного
тока.
Тема 4: Асинхронные машины.
Конструкции и основные режимы работы асинхронных машин. Принцип
действия. Область применения. Понятие скольжения. Работа асинхронной
машины при неподвижном и вращающемся роторе. Энергетическая
диаграмма и электромагнитные моменты асинхронного двигателя.
Уравнения, описывающие рабочий процесс в асинхронной машине.
Векторная диаграмма асинхронного двигателя и схемы замещения.
Механические характеристики асинхронных двигателей. Способы пуска в
ход асинхронных двигателей. Асинхронные двигатели с улучшенными
пусковыми свойствами. Рабочие характеристики и круговая диаграмма
асинхронного двигателя. Регулирование частоты вращения асинхронного
двигателя. Однофазные асинхронные двигатели.
Тема 5: Синхронные машины.
Конструкции и основные режимы работы синхронных машин. Принцип
действия. Область применения. Реакция якоря в синхронных машинах при
различной нагрузке. Характеристик синхронных генераторов. Векторные
диаграммы напряжений синхронных генераторов. Способы включения
синхронных генераторов в сеть. Режимы работы синхронных генераторов
параллельного с сетью. Работа синхронных генераторов с несимметричной
нагрузкой. Внезапное короткое замыкание синхронных генераторов.
Системы возбуждения синхронных генераторов. Синхронные двигатели.
Синхронные компенсаторы.
Тема 6: Машины постоянного тока.
29
Конструкции и основные режимы работы машин постоянного тока. Принцип
действия. Область применения. Якорные обмотки машин постоянного тока.
Магнитная цепь машин постоянного тока. Реакция якоря в машинах
постоянного тока. Коммутация и способы ее улучшения. Генераторы
постоянного тока. Схемы возбуждения и характеристика генераторов
постоянного тока. Двигатели постоянного тока. Энергетическая диаграмма и
вывод уравнения электромагнитного момента. Способы пуска двигателей
постоянного тока. Рабочие и механические характеристики двигателей
постоянного тока. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного
тока. Электрические способы торможения двигателей постоянного тока.
Специальные машины постоянного тока.
Литература:
1.
Копылов, Н.П. Электрические машины: учеб. для вузов. / И.П.
Копылов. 5-е изд. Стр. – М.: В.Ш., 2006. – 607 с.
2.
Костенко,
М.П.
Электрические
машины.
Учебник
для
электроэнергетических и электротехнических специальностей Ч.1, 2, 3. М. П.
Костенко, Л.М. Пиотровски. – Л.: Энергия, 1972.
Дисциплина: «ОБЩАЯ ЭНЕРГЕТИКА»
Тема 1: Типы ТЭС и АЭС.Типы ТЭС и АЭС, их классификация.
Технологические схемы ТЭЦ, КЭС и АЭС. Назначение и краткая
характеристика основного технологического оборудования.
Тема 2: Теоретические основы преобразования энергии в тепловых
двигателях.
Понятие о циклах тепловых двигателей.Первый и второй закон
термодинамики. Свойства рабочего тела для ТЭС и АЭС. Процессы в PV, TS
и HS– диаграммах. Циклы Карно и Ренкина для водяного пара.
Тема 3: Паровые котлы, их схемы. Энергетическое топливо и основные его
характеристики. Системы и оборудование по транспортировке топлива и
подготовке его к сжиганию. Технологические схемы и конструкции паровых
котлов. Тепловой баланс и КПД парового котла. Вспомогательное
оборудование котельной установки. Парогенераторы АЭС.
Тема 4: Ядерные энергетические установки. Типы ядерных реакторов.
Ядерное горючее. Принципы работы ядерного энергетического реактора.
Типы ядерных реакторов. Характеристики и конструкции ядерных реакторов.
Основные элементы реакторной установки.
Тема 5: Паровые турбины. Принципы работы паровых турбин.
Преобразование энергии в рабочих ступенях паровых турбин. Внутренний
относительный КПД турбин. Часовой и удельный расход пара. Конструкция
паровых турбин. Особенности турбин АЭС. Автономное регулирование
турбин, система защиты. Конденсаторы паровых турбин. Эжекторные
установки. Типы и назначение.
30
Тема 6: Энергетические балансы ТЭС и АЭС. Показатели тепловой и
общей экономичности ТЭС и АЭС. Влияние начальных и конечных
параметров параметров рабочего тела на тепловую экономичность.
Регенеративный подогрев питательной воды. Промежуточный перегрев пара.
Энергетический баланс энергоблока.
Тема 7: Тепловые схемы ТЭС и АЭС. Принципиальные тепловые схемы
ТЭС и АЭС. Деаэрационно-питательная установка. Регенеративные
подогреватели. Системы и оборудование по отпуску теплоты от ТЭЦ.
Методика расчета тепловых схем ТЭС и АЭС.
Тема 8: Гидроэнергетические установки. Классификация гидротурбин.
Активные и реактивные гидротурбины. Конструктивное выполнение
гидротурбин: поворотно-лопастные, двухперовые, диагональные, радиальноосевые, пропеллерные. ковшовые.
Тема 9: Гидроэнергоресурсы. Мировые гидроэнергоресурсы и
гидроэнергоресурсы России. Располагаемые и используемые в настоящее
время. Перспективы и проблемы использования гидроресурсов.
Тема 10: Схемы использования гидравлической энергии. Схемы
концентрации напора водного потока. Плотинная и деривационная схемы.
Смешанные схемы. Схемы ГАЭС.
Тема 11: Процесс преобразования гидравлической энергии в
электрическую на различного типа гидрогенераторах. Процесс
преобразования гидравлической энергии в электрическую на различных
типах гидрогенераторов. Способы преобразования энергии движущегося
потока воды в механическую энергию вращения. Механизм предващения
энергии потока в турбинах активного и реактивного типа. Характеристики
гидротурбин.
Тема 12: Современные проблемы комплексного использования
гидроресурсов. Проблемы комплексного использования водных ресурсов
между водопотребителями и водопользователями. Эффективность
комплексного использования гидроресурсов. Каскадное использование
водных ресурсов в гидроэнергетике.
Тема 13: Проектирование и эксплуатация гидроэлектростанций.
Традиционная и малая гидроэнергетика. Основные принципы выбора типа
гидроэлектростанций и ее мощности. Основные сооружения ГЭС. Влияние
режима стока воды на выбор мощности ГЭС. Регулирование речного стока в
процессе эксплуатации.
Тема 14: Возобновляемые источники энергии. Малые ГЭС, типы
энергоустановок, социально-экологические аспекты ресурсосберегающих
технологий. Энергия ветра, волн, солнца, приливов, геотермальная энергия.
Ресурсы возобновляемой энергии. Способы использования возобновляемой
энергии и их эффективность. Типы установок по использованию
возобновляемой
энергии.
Социально-экологические
проблемы
использования возобновляемой энергии и ресурсосбережения.
Литература:
31
1
Волков, Э.П. Энергетические установки электростанций: учеб. для
вузов / Э.П.Волков, В.А. Ведяев В.А., Обрезков В.И. М.: Энергоатомиздат.1983.-280 с.
2.
Елизаров, Д.П.. Теплоэнергетические установки электростанций / Д. П.
Елизаров Д.П. - М.: Энергоатомиздат.-1982.
3.
Стерман, Л. С. Тепловые и атомные электрические станции: учеб. для
вузов/ Л.С.Стерман, В.М. Лавыгин, С.Г. Тишин. – М.: Энергоатомиздат.2000.
4.
Трухний, А.Д. Стационарные тепловые турбины / А.Д. Трухний.- М.:
Энергоатомиздат, 1990. - 640 с.
Дисциплина: «ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И
ЭЛЕКТРОНИКА»
Тема: 1 Информационно-измерительная техника и электроника
(введение).
Основные понятия ИИТ. Значение ИИТ. Исторический аспект. Вклад
отечественных ученых в развитие ИИТ. Электрический сигнал – форма
представления. Унификация сигналов. Значение периодического сигнала.
Статистические и динамические измерения.
Основные структурные схемы средств измерений. Виды измерений и средств
измерений. Способы повышения точности измерений (конструктивные,
технологические, структурные, алгоритмические).
Тема: 2 Измерительные преобразователи тока и напряжения. Шунты и
добавочные
резисторы.
Делители
напряжения.
Измерительные
трансформаторы тока и напряжения.
Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Методы и средства
аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователя.
Тема: 3 Аналоговые электромеханические электроизмерительные
приборы. Общая теория построения. Общая характеристика. Устройство,
принцип действия, особенности применения.
Применение аналоговых электромеханических приборов. Измерение силы
тока, напряжения, мощности, энергии, cos φ, частоты в цепях постоянного и
переменного тока, а также в трехфазных цепях.
Тема: 4 Электронные измерительные приборы. Вольтметры постоянного
тока и переменного тока. Преобразователи периодического напряжения в
постоянное. Устройство, особенности применения.
Тема: 5 Цифровые измерительные приборы. Основные характеристики и
узлы. Цифровые измерительные приборы (ЦИП). Основные характеристики,
особенности применения. Узлы ЦИП.
Цифровые частотомеры. ЦИП для измерения частоты и периода.
Погрешности частотомеров.
Тема: 6 Осциллографы. Устройства и особенности применения.
Осциллографы как аналоговые средства динамических измерений. Принцип
32
действия и конструкция электронно-лучевого осциллографа. Понятие о
светолучевых осциллографах. Основные характеристики осциллографов.
Измерение, производимые с помощью осциллографов. Измерение
параметров сигнала электронным осциллографом: использование различных
видов разверток, измерения амплитудных и временных параметров сигнала,
измерение частоты фазы.
Тема 7: Информационно-измерительные системы. Принципы организации
и основные структуры ИИС. Общие сведения об ИИС. Классификация,
основные метрологические характеристики. Измерительные системы.
Телеизмерительные системы. ИИС применяемые в энергетике.
Структуры энергосистемы. Системы автоматизированного контроля, учета
потребления и сбыта электроэнергии. Система контроля, учета потребления и
сбыта тепловой энергии.
Литература:
1.
Раннев, Г.Г.Информационно-измерительная техника и электроника:
учеб.пособие для вузов / Г.Г. Раннев.- Академия, 2006. – 479с.
2.
Раннев, Г.Г. Информационно-измерительная техника и электроника:
учеб. пособие для вузов / Г.Г. Раннев; под ред. Г.Г.Раннев.- Академия, 2006.512с.
3.
Раннев, Г.Г.Информационно-измерительная техника и электроника:
учеб. пособие для вузов / Г.Г. Раннев, В.А. Сурогина, А.А.Калашнико.Академия, 2006. – 432.
4.
Атамалян, Э.Г. Приборы и методы измерений электрических величин:
Учебное пособие / Э.Г. Атамалян. – Дрофа, - 2006. – 415 с.
5.
Браммер, Ю.А. Цифровые устройства: учеб. пособие для вузов / Ю.А.
Браммер, И.Е. Пащук. – М.: Высш. шк., 2004. – 229 с.
6.
Панфилов, В.А. Электрические измерения: учеб. /В.А. Панфилов. –
Академия, 2006. – 200с.
7.
Раннев, Г.Г. Методы и средства измерений: учеб. для вузов. / Г.Г.
Раннев, А.П. Тарасенко. – М.: Академия, 2006.
8.
Вострокнутов, Н.Н. Цифровые измерительные устройства: теория
погрешностей, испытание проверка – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 208 с.
9.
Нефедов, В.И. Электрорадиоизмерения: учеб. / В.И. Нефедов [и др/.].М.: ФОРУМ ИНФА-М, 2004. – 384 с.
10. Измерение электрических и неэлектрических величин: учеб. пособие
для вузов./ Под ред. Н.Н. Евтихиева. – Энергоатомиздат, 1990. – 352 с.
11.
Фредун Мейзда. Электронные измерительные приборы и методы
измерений / Мейзда Фрейдун – М.: Мир, 1990.- 535 с.
12. Поворознюк, Н.И. Электрические и радиотехнические измерени: учеб.
пособие./ Н.И. Поворознюк, А.Н. Гуржий. – М.: Академия, 2006. – 274 с.
Дисциплина: «МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И
СЕРТИФИКАЦИЯ»
33
Тема 1: Теоретические основы метрологии. Основные понятия, связанные
с объектами измерений. Метрология – наука об измерениях. Исторические
основы возникновения и развития метрологии. Понятие о физической
величине: количественные и качественные проявления свойств объектов
материального мира. Три составляющие метрологии: законодательная,
научная и практическая. Классификация и виды измерений. Международная
система единиц физических величин Si.
Тема 2: Основные понятия, связанные со средствами измерений. Виды
средств измерений (мера, измерительные прибор, измерительный
преобразователь, измерительная установка, измерительная система).
Основные характеристики средств измерений: функция преобразования,
диапазон измерения, входное сопротивление и т.д. Нормируемые
метрологические характеристики средств измерений. Эталоны и меры.
Эталоны единиц физических величин. Первичные и вторичные эталоны.
Эталон единицы сила постоянного электрического тока. Эталон Вольта.
Эталон единиц сопротивления. Эталон единиц емкости. Эталон единицы
индуктивности. Меры электрических величин. Мера электродвижущей силы.
Меры сопротивления. Меры индуктивности. Взаимной индуктивности. Меры
емкости. Передача размеров единиц от эталонов образцовым и рабочим
средствам измерений. Понятие о первичных схемах. Применение
поверочных схем для многоступенчатой передачи размера единиц величин.
Тема 3: Закономерности формирования результата измерений. Основные
понятия о погрешностях измерений. Классификация погрешностей.
Детерминированный и вероятностный подходы к оценке погрешностей.
Случайные погрешности, плотность и функция распределения вероятностей,
характеристики случайных величин. Оценка погрешностей измерений.
Разновидности оценок погрешностей измерений: результата измерений и
средств измерений, используемых при измерениях: для конкретных
экземпляров средств измерений или средств измерений данного типа, с
помощью точных или приближенных зависимостей; прямых и косвенных
измерений, вычислительных операций; систематической, случайной или
суммарной. Форма представления результатов. Основные методы повышения
точности измерений. Класс точности средств измерения.
Тема 4: Понятие метрологического обеспечения. Правовые основы
обеспечения единства измерений. Закон «Об обеспечении единства
измерений». Ответственность за нарушение законодательства по метрологии.
Тема 5: Структура и функции метрологической службы предприятия,
учреждения, являющихся юридическими лицами. Организационные
основы Государственной метрологической службы. Государственный
метрологический контроль за средствами измерений. Государственный
метрологический надзор.
Тема 6: Исторические основы развития стандартизации и
сертификации. История развития стандартизации и сертификации. Новые
34
аспекты развития – социальная лояльность стандартизация услуг в России,
принятие международных стандартов.
Тема 7: Основные положения государственной системы стандартизации
(ГСС). Сущность и содержание стандартизации: цели стандартизации,
объект стандартизации, область стандартизации. Уровень стандартизации.
Нормативные документы по стандартизации и виды стандартов. Закон о
«Стандартизации».
Научная
база
стандартизации.
Определение
оптимального уровня унификации и стандартизации. Правовые основы
стандартизации ее задачи. Органы и службы по стандартизации РФ. Порядок
разработки стандартов. Государственный контроль и надзор за соблюдение
обязательных требований стандартов. Правовые основы, задачи и
организация госнадзора. Маркировка продукции знаком соответствия
государственным стандартом.
Тема 8: Сертификация, ее роль в повышении качества продукции.
Основные термины и понятия: сертификация, «заявление поставщика о
соответствии», система сертификации, оценка соответствия. Общие
требования к испытательным лабораториям. Сущность обязательной и
добровольной сертификации. Формы участия в системах сертификации
соглашения по признанию. Закон «О защите прав потребителей». Принципы,
права и порядок проведения сертификации продукции. Основные функции
участников сертификации. Порядок проведения сертификации продукции.
Схемы сертификации. Орган по сертификации и испытательные
лаборатории. Аккредитация органов по сертификации и испытательных
лабораторий. Сертификация услуг, система качества. Качество продукции.
Защита потребителей.
Литература:
1.
Крылов, Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии:
учеб. для вузов. – М.:ЮНИТИ-ДАНА. 2001. – 711 с
2.
Тарковский, Д.Ф. Метрология, стандартизация и технические средства
измерений: учеб. для вузов / Д.Ф. Тарковский, А.С. Ястребов. – М.: Высш.
шк, 2001. – 205 с.
3.
Сергеев, А.Г. Метрология: учеб. пособие для вузов / А.Г.Сергеев, В.
Крохин – М.: Логос, 2001. – 406 с.
4.
Основы метрологии и электрические измерения: учеб. для вузов / Под
редакцией Е.М. Душина, - Л: Энергоатомиздание, 1987. – 480 с.
5.
Гончаров, А.А. Метрология, стандартизация и сертификация / А.А.
Гончаров, В.Д. Копылов В.Д.. – М.: Академия, 2006 г.
6.
Яблонский, О. Основы стандартизации, метрологии и сертификации
О.Яблонский. – М.: Феникс, 2004.
7.
Радченко, Л. Основы метрологии, стандартизации, и сертификации в
общественном питании / Л. Радченко. – М.: - Феникс, 2005.
35
8.
Ким,
К.
Метрология,
стандартизация,
сертификация
и
электроизмерительная техника:учеб. пособие для вузов / К. Ким. – Л.: Издво Питер, 2006 г.
9.
Дюмов, Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация / Ю.В.
Дюмов.- Л.: Санкт-Пет.: Изд-во Питер, 2006.
10. Никифоров, А.Д. Метрология, стандартизация и сертификация / А.Д.
Никифоров, Т. А. Бакиев.-– М.: Высш. шк., 2005.
Дисциплина: «ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ В
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ»
Тема 1: Электромагнитная совместимость, электромагнитное влияние.
Допустимый интервал и уровень помех. Помехоподавление. Противофазные
и синфазные помехи. Земля и масса.
Тема 2: Источники и значения ЭМП.
Источники узкополосных помех, широкополосных импульсных помех,
широкополосных переходных помех, классы окружающей среды
Тема 3: Каналы, механизмы передачи и ослабления ЭМП.
Гальваническая, емкостная, индуктивная связь. Электромагнитная связь
линий. Связь электромагнитным излучением. Заземление экранов кабелей.
Идентификация механизмов связи.
Тема 4: Методы и средства защиты от ЭМП.
Пассивные помехозащитные устройства: фильтры, разрядники для защиты от
перенапряжений, оптроны и световодные линии, разделительные
трансформаторы. Электромагнитные экраны: природа экранирующего
действия, ближняя и дальняя зоны; экранирование статических,
квазистатических ролей, электромагнитных волн; вспомогательные элементы
экранов.Теория электромагнитных экранов.
Тема 5: Экспериментальное определение помехоустойчивости, общие
принципы обеспечения ЭМС, стандартизация в области ЭМС.
Общие принципы обеспечения ЭМС. Имитация помех, поступающих по
проводам. Имитация квазистатических полей и электромагнитных волн.
Общие принципы обеспечения ЭМС (подавление помех, вызываемых
отключением индуктивностей, создаваемых универсальными коллекторными
двигателями; создаваемых разрядами статического электричества; зонная
концепция молниезащиты, проблемы ЭМС в лабораториях высокого
напряжения; экология электромагнитных полей.
Тема 6: Стандартизация в области ЭМС.
Нормативная база, стандарты в области ЭМС. Организации, занимающиеся
вопросами ЭМС.
36
Литература:
1.
Хабигер, Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения
в технике/ Пер. с нем. И.П. Кужек; под ред. Б.К. Максимова - М.:
Энергоатомиздат, 1995.
2.
Шваб, А. Электромагнитная совместимость / Пер. с нем./И.П. Кужекин;
под ред. Б.К. Максимова - М.: Энергоатомиздат, 1995. – 480 с.
3.
Кравченко,
В.И.
Радиоэлектронные
средства
и
мощные
электромагнитные помехи. /В.И.Кравченко, Е.А. Болотов, Н.И. Летунова; под
ред. В.И. Кравченко. – М.: Радио и связь, 1987.
4.
Бургсдорф,
В.В.,
Якобс
А.И.
Заземляющие
устройства
электроустановок / В.В. Бургсдорф, А.И. Якобс.- М.: Энергоатомиздат, 1987.
Дисциплина: «ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ»
Тема 1. Введение.
Краткие исторические сведения. Основные понятия. Роль отечественных и
зарубежных ученых в становлении дисциплины. Блок-схемы САУ.
Функциональная схема САУ, основные определения.
Тема 2. Классификация САУ.
Классификация САУ по различным признакам. Классификация по
принципам управления, алгоритмы функционирования, поведение в
установившемся режиме способом настройки и другие признаки.
Тема 3. Математическое описание САУ.
Математическое описание непрерывных систем. Установившиеся и
переходные режимы работы систем управления. Уравнения статики и
динамики. Понятия и линеаризации. Основные формы представления
математического описания. Решение дифференциальных уравнений,
описывающих поведение САУ. Типовые динамические звенья и их
характеристики.
Тема 4. Частотные характеристики.
Частотные характеристики одномерных систем. Виды частотных
характеристик звеньев САУ и систем в целом. Способы построения
частотных характеристик звеньев и систем. Логарифмические частотные
характеристики. Упрощенные методы построения логарифмических
частотных характеристик САУ.
Тема 5. Преобразование структурных схем.
Способы преобразования структурных схем САУ. Правила переноса узлов и
сумматоров. Передаточные функции замкнутых систем по задающему и
возмущающему воздействиям. Передаточные функции для ошибок
регулирования, оценка их в типовых режимах, коэффициенты ошибок.
Тема 6. Устойчивость непрерывных систем.
Условия устойчивости. Критерии устойчивости – аналитические и
частотные. Аналитические критерии – Рауса и Гурвица. Частотные –
37
Михайлова, Найквиста и логарифмический частотный критерий. Понятие о
запасах устойчивости по модулю и фазе.
Тема 7. Анализ качества непрерывных САУ.
Оценка качества у установившихся и переходных режимах. Прямые оценки
качества. Косвенные оценки качества. Методы построения переходных
процессов в системах управления.
Тема 8. Синтез линейных систем управления.
Повышение точности в установившихся режимах. Основные виды
последовательных корректирующих устройств и их влияние на качество в
установившихся и переходных режимах. Основные виды параллельных (в
обратных связях) корректирующих устройств и их влияние на качество в
статике и динамике. Реализация корректирующих устройств на пассивных и
активных четырехполюсниках. Способы синтеза корректирующих устройств.
Синтез корректирующих устройств на основе стандартных переходных
функций.
Комбинированное
управление.
Условия
абсолютной
инвариантности.
Литература:
1.
Теория автоматического управления /Под редакцией А.А. Воронова/ Ч.
1 и ч. 2 – М. В.Ш., 1986 г.
2.
Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического
управления. СПб.: Изд-во «Профессия», 2004 г.
3.
Гоппе Г.Г., Федорова З.А. Моделирование электроприводов на ПЭВМ.
Учебное пособие – Иркутск, Изд-во ИрГТУ, 2001 г.
4.
Гоппе Г.Г, Федорова З.А. Теория автоматического управления.
Методическое пособие и варианты заданий по выполнению лабораторных
работ– Иркутск, Изд-во ИрГТУ, 2003 г..
5.
Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического
регулирования. М.: Наука,1975 г.
Дисциплина: «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ»
Тема 1: Общие вопросы электрического преобразования энергии;
физические законы, лежащие в основе их работы. Тенденции развития
электрических машин.
Основные физические законы преобразования энергии. Преобразование
различных видов энергии (механическая, химическая, тепловая и др.) в
электрическую и обратно. Основные электротехнические материалы,
применяемые в электромашиностроении. Тенденции развития электрических
машин
Тема 2: Машины постоянного тока, конструктивное исполнение,
параметры и режимы работы, основные характеристики двигателей и
генераторов, эксплуатационные требования, специальные машины
постоянного тока.
38
Конструкция, принцип действия, генераторный и двигательный режимы
работы. Якорные обмотки. Электродвижущая сила и электромагнитный
момент. Расчет магнитной цепи. Реакция якоря Коммутация. Генераторы
постоянного тока: классификация, характеристики. Двигатели постоянного
тока: классификация, механические и рабочие характеристики, способы
пуска, торможения и регулирования частоты вращения.
Тема 3: Трансформаторы, конструктивное исполнение, параметры и
режимы работы, основные характеристики, эксплуатационные
требования, специальные трансформаторы.
Область применения, основные элементы конструкции и принцип действия.
Однофазный трансформатор. Идеализированный трансформатор: холостой
ход и нагрузочный режим. Намагничивающий ток и ток холостого хода.
Комплексные уравнения и векторная диаграмма. Схема замещения. Внешняя
характеристика. Потери в трансформаторе. Энергетическая диаграмма.
Трехфазные трансформаторы. Группы соединения. Параллельная работа.
Тема 4: Асинхронные машины, конструктивное исполнение, параметры
и режимы работы, основные характеристики двигателей и генераторов,
эксплуатационные требования, специальные асинхронные машины.
Общие вопросы машин переменного тока. Конструкция и принцип действия
асинхронного двигателя. Трехфазная асинхронная машина при неподвижном
и вращающимся роторе. Схема замещения и векторная диаграмма. Пусковой
и максимальный моменты. Механическая характеристика. Устойчивость
работы. Круговая диаграмма: полная, упрощенная. Рабочие характеристики.
Способы пуска, торможения и регулирования частоты вращения.
Тема 5: Синхронные машины, конструктивное исполнение, параметры
и режимы работы, основные характеристики двигателей и генераторов,
эксплуатационные требования, специальные синхронные машины.
Конструкция и принцип действия, двигательный и генераторный режимы
работы. Холостой ход. Электродвижущая сила и поле возбуждения. Работа
под нагрузкой. Реакция якоря. Параметры обмоток синхронных машин.
Векторные диаграммы явнополюсного и неявнополюсного генератора.
Характеристики синхронных генераторов. Несимметричные режимы работы.
Параллельная работа генератора с сетью. Синхронные двигатели: пуск,
угловые и рабочие характеристики. Способы возбуждения.
Литература:
1.
Копылов И.П. Электрические машины.- М.: Логос, 2002 г.
2.
Токарев Б.Ф. Электрические машины. – М.: Энергоиздат, 1990 г.
3.
Брускин Д.Э. Электрические машины и микромашины. – М.: Высшая
школа, 1990 г.
4.
Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов. - В 2-х кн.,
под редакцией И.П.Копылова, 1993 г.
5.
Константинов Г.Г. Проектирование турбогенераторов. –Иркутск:Издво ИрГТУ, 2004г
39
6.
Вольдек А.И., Электрические машины: учебник.-2-е изд.-Л.:Энергия,
1978, 832 c.
7.
Копылов И.П. и др. Проектирование электрических машин. -М.:
Энергоатомиздат, 1993.-384с.
Дисциплина: «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД»
Тема 1: Введение.
Основные понятия и определения. Электропривод как система. Основные
элементы
электропривода.
Структурная
схема
электропривода.
Классификация ЭП.
Тема 2. Механика электропривода.
Механическая часть силового канала электропривода. Механические
характеристики
производственных
механизмов
и
двигателей.
Установившиеся режимы. Статическая устойчивость. Уравнение движения
ЭП. Кинематические расчетные схемы , приведение усилий, моментов,
жесткостей и моментов инерции. Двух массовая система. Время ускорения и
замедления привода.
Тема 3. Электромеханические свойства электроприводов.
Физические процессы в электроприводах с машинами постоянного тока,
асинхронными и синхронными машинами. Электрическая часть силового
канала электропривода. Построение электромеханических и механических
характеристик. Расчет пусковых сопротивлений. Тормозные режимы.
Влияние параметров питающей сети и электрической машины на
электромеханические
свойства
и
энергетические
показатели
электроприводов.
Тема 4. Регулирование координат электроприводов.
Принципы управления в электроприводе. Элементная база информационного
канала. Синтез структур и параметров информационного канала. Основные
показатели регулирования координат электроприводов. Инженерные методы
оценки точности и качества регулирования координат. Регулирование
момента(тока) электропривода. Регулирование скорости. Регулирование
положения.
Тема 5. Расчет мощности и проектирование электроприводов.
Нагрузочные диаграммы. Нагревание и охлаждение двигателей,
номинальные режимы работы. Методы проверки двигателей по нагреву.
Потери энергии в ЭП постоянного и переменного тока. Классификация
режимов работы ЭП. Расчет мощности двигателя при продолжительном,
кратковременном и повторно-кратковременном режиме работы. Элементы
проектирования электропривода.
Литература:
1.
Онищенко Г.Б. Электрический привод. Учебник для вузов. –
М.:РАСХН.2003.
40
2.
Ключев В.И. Теория электропривода. Учебник. М., Энергоатомиздат,
1995.
3.
Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. Учебник. М.,
Энергоатомиздат, 1981 .
4.
Ильинский Н.Ф., Казченко В.Ф. Общий курс электропривода. Учебник.
М., Энергоатомиздат, 1992
5.
Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод. Учебник. М..
Энергоатомиздат, 1986.
6.
Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода. Учебник. С.-П.,
Энергоатомиздат, 1994.
Программа вступительных испытаний разработана на основе
федерального государственного образовательного стандарта высшего
профессионального образования по направлению подготовки 140400 –
Электроэнергетика и электротехника (квалификация (степень) «магистр») от
08.12.2009 №700.
Программу составили:
профессор кафедры ЭССиС, к.т.н.
А.С. Жданов
профессор кафедры ЭиЭТ, д.т.н.
М.П. Дунаев
24 марта 2014 г.
Программа одобрена на заседаниях:
кафедры ЭиЭ, протокол № 8 от 21 апреля 2014 г.
Зав. кафедрой ЭССиС, д.т.н., профессор
Н.И. Воропай
21 апреля 2014 г.
кафедры ЭиЭТ, протокол № 8 от 21 апреля 2014 г.
Зав. кафедрой ЭиЭТ, к.т.н., доцент
О.В. Арсентьев
21 апреля 2014 г.
41
Программа одобрена на заседании Учебно-методической комиссии
института энергетики
Протокол № 3 от 27 мая 2014 г.
Председатель комиссии
_____________________ Федчишин В.В.
_____________ 2014г.
42