(модуля) «Монтаж и эксплуатация электрических машин

1. Цели освоения (дисциплины)
Основной целью изучения дисциплины является формирование у
студентов знаний и умений в области
монтажа
и
технического
обслуживания электрических машин при их эксплуатации. Приобретаются
прочные практические навыки по выбору двигателей для их эксплуатации.
Изучаются
организационные
и
практические
вопросы
монтажа
электрических машин в соответствие с требованиями: «Правил устройства
электроустановок» (ПУЭ) и «Правил технической эксплуатации
электроустановок и правил
техники безопасности при эксплуатации
электроустановок (ТПЭ и ПТБ).
В результате изучения данной дисциплины студенты должны
приобрести знания, умения и определенный опыт, необходимый для
дальнейшей профессиональной деятельности.
В результате освоения данной дисциплины обеспечивается достижение
целей ЦОП1и ЦОП7 образовательной программы «Электроэнергетика и
электротехника»; приобретенные знания, умения и навыки позволят
подготовить выпускника:
–
обладать общенаучными и инженерными знаниями, практическими
навыками и универсальными компетенциями, гарантирующими высокое
качество их подготовки к профессиональной деятельности в области
электроэнергетики и электротехники (ЦОП1);
–
демонстрировать стремление и способность к непрерывному
образованию, совершенствованию и превосходству в профессиональной
среде через участие в профессиональных сообществах, осуществление
наставнической и рационализаторской деятельности (ЦОП7).
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к «Профессиональному циклу» вариативной
части образовательной программы «Электроэнергетика и электротехника».
Указанная дисциплина является одной из важнейших для модуля
профильных дисциплин и имеет самостоятельное значение.
Для успешного освоения дисциплины необходимо:
знать: классификацию электрических машин, законы электротехники,
физические основы работы и принципы действия электрических машин,
свойства различных электрических машин и их характеристики;
уметь: анализировать и интерпретировать физические процессы,
протекающие в электрических машинах; выбирать типы электрических
машин для решения поставленных технологических
задач при их
эксплуатации
иметь опыт: расчета эквивалентных токов, моментов, мощностей и
средних потерь мощности для различных режимов работы электрических
машин; выбора режима работы и сравнения характеристик режима с
каталожными данными для выбранного двигателя.
2
Пререквизитами данной дисциплины являются: «Электрические
машины» (общий курс), «Электрические и электронные аппараты» (общий
курс), «Технология производства электрических машин».
Кореквизит дисциплины – «Расчет и принципы конструирования
электрических машин».
3. Результаты освоения дисциплины





Для достижения поставленной цели необходимо научить студентов:
понимать и использовать каталожные характеристики электрических
машин общепромышленного применения;
основным методам выбора двигателей для их эксплуатации в
промышленных устройствах;
правильно классифицировать электромеханические преобразователи
электрической
энергии
и
интерпретировать
основные
электромагнитные процессы, происходящие в них;
самостоятельно проводить расчеты по определению пусковых свойств,
перегрузочной способности двигателя и его энергетических
характеристик при эксплуатации
в промышленных силовых
устройствах;
самостоятельно решать организационные вопросы по текущим и
капитальным ремонтам электрических машин, их обслуживания в
процессе эксплуатации, а также вопросы по организации до и после
ремонтных испытаний преобразователей энергии.
В соответствии с поставленными целями после изучения дисциплины
«Монтаж и эксплуатация электрических машин» бакалавры приобретают
знания, умения и опыт, которые определяют результаты обучения согласно
содержанию основной образовательной программы: Р1, Р4, Р6, Р8.
Соответствие знаний, умений и опыта указанным результатам представлено в
таблице 1.
3
Таблица 1
Составляющие результатов обучения, которые будут получены при изучении данной
дисциплины
Результат
ы
обучения
Составляющие результатов обучения
Код
Знания
Код
Умения
Код
Владение опытом
З.1.
2
основных физических
явлений и законов
механики,
электротехники,
органической
и
неорганической химии
теплотехники, оптики,
ядерной физики и их
математическое
описание
У.1.
2
выявлять физическую
сущность явлений и
процессов
в
устройствах
различной
физической природы
и
выполнять
применительно к ним
простые технические
расчеты
В.1.
2
анализа
физических
явлений
в
электрических
устройствах, объектах
и системах
З.4.
1
типовых стандартных
приборов, устройств,
аппаратов,
программных средств,
используемых при
экспериментальных
исследованиях
У.4.
1
В.4.
1
работы с приборами и
установками для
экспериментальных
исследований
З.4.
2
основных методов
экспериментальных
исследований объектов
и систем
электроэнергетики и
электротехники;
У.4.
2
В.4.
2
экспериментальных
исследований
режимов работы
технических
устройств и объектов
электроэнергетики и
электротехники;
математической
обработки результатов
и составления научнотехнических отчетов
З.6.
2
основ техники
безопасности,
производственной
санитарии и
противопожарной
защиты на
электроэнергетических
и электротехнических
производствах и
трудового
законодательства РФ
У.6.
2
В.6.
1
контролировать
режимы работы
оборудования
объектов
электроэнергетики;
З.6.
3
в зависимости от
профиля подготовки):
технологии и
технических условий
строительных и
монтажных работ
объектов
электроэнергетики
(электрических
У.6.
3
проводить
эксперименты по
заданным методикам
с последующей
обработкой и
анализом результатов
в области
электроэнергетики и
электротехники
анализировать
научно-техническую
информацию, изучать
отечественный и
зарубежный опыт по
тематике
исследования;
планировать
эксперименты для
решения
определенной задачи
профессиональной
деятельности
обеспечить
соблюдение
производственной и
трудовой дисциплины
и контролировать
соблюдение
требований
безопасности
жизнедеятельности на
объектах
электроэнергетики и
электротехники
принимать участие в
строительных и
монтажных работах,
осуществлять
регулировочные и
сдаточные испытания
электроэнергетически
хи
электротехнических
В.6.
3
участия в монтажных,
наладочных,
ремонтных и
профилактических
видах работ с
электроэнергетически
ми
электротехническим
оборудованием
Р1
Р4
Р6
4
Результат
ы
обучения
Составляющие результатов обучения
Код
Знания
Код
станций и подстанций;
систем
электроснабжения
городов и
предприятий,
электроэнергетических
сетей и систем,
релейной защиты и
автоматики,
электрооборудования
высокого напряжения),
технологии
производства
электротехнических
устройств и
оборудования
(микропроцессорных и
гибридных
электрических
аппаратов; аппаратов
автоматики и
управления;
конденсаторных
установок и кабельных
изделий,
электроприводов с
двигателями
постоянного и
переменного тока и
др.)
Р8
Умения
Код
Владение опытом
В.6.
4
освоения нового
электроэнергетическо
еи
электротехническое
оборудования
В.8.
1
использования
современных
технических средства
и информационных
технологий в
профессиональной
области
аргументированного
письменного
изложения
собственной точки
зрения; навыками
публичной речи,
аргументации,
ведения дискуссии и
полемики,
практического
анализа, логики
различного рода
объектов и
оборудования с
участием
производственного
персонала
З.6.
4
состояния и тенденций
развития современного
отечественного и
зарубежных
электроэнергетическог
ои
электротехнического
оборудования
У.6.
4
З.8.1
основных методов, способов
и средств получения,
хранения и переработки
информации
У.8.
1
З.8.2
государственного языка,
моральных, правовых,
культурных и этических
норм, принятых в различных
сферах общественной жизни
У.8.
2
выбирать новое
оборудование для
замены
существующего в
процессе
эксплуатации,
оценивать его
достоинства и
недостатки
применять
компьютерную
технику и
информационные
технологии в своей
профессиональной
деятельности
логически верно,
аргументировано и
ясно строить устную и
письменную речь;
готовностью к
использованию
одного из
иностранных языков
В.8.
2
5
Результат
ы
обучения
Составляющие результатов обучения
Код
Знания
Код
Умения
Код
Владение опытом
рассуждений;
навыками
критического
восприятия
информации
В результате освоения дисциплины (модуля) «Монтаж и эксплуатация
электрических машин» студентом должны быть достигнуты следующие
результаты:
Таблица 2
Планируемые результаты освоения дисциплины (модуля)
№
Результат
п/п
Р1
P4
Р6
Р8
Знать организационные и практические вопросы в области
эксплуатации, монтажа и диагностики электрических машин.
Уметь
планировать
и
проводить
необходимые
экспериментальные исследования, связанные с определением
параметров, характеристик и состояния электрических машин,
обрабатывать полученные данные и делать выводы.
Уметь
осуществлять
монтаж,
ремонт
и
наладку
электротехнического
оборудования:
трансформаторов,
электродвигателей, преобразователей частоты. Производить
обоснованный выбор нового оборудования.
Уметь оформлять техническую документацию на производство
электромонтажных работ с использованием современных
технических средств.
6
4. Структура и содержание дисциплины
Лекции
1. Введение.
Общие вопросы эксплуатации. Главная задача эксплуатации. Основные
понятия,
характеризующие
эксплуатацию
электрических
машин:
электроустановка, авария, гарантийный срок, долговечность, межосмотровый
период, межремонтный период, модернизация, ремонтопригодность, ремонт,
резервирование.
2. Хранение электрических машин.
Условия хранения. Классификация помещений с электроустановками и
размещение электрооборудования.
3. Выбор электродвигателей.
3.1. Критерии выбора: по роду тока, конструктивному исполнению,
классу вибрации и уровню шума, по способам монтажа и охлаждения.
3.2. Выбор электродвигателей для различных режимов работы (S1-S8).
3.3. Выбор двигателей для работы в режиме кратковременной нагрузки с
малой продолжительностью рабочего цикла.
3.4. Выбор двигателей для работы в режимах частых реверсов.
3.5. Выбор двигателей для режимов стохастической нагрузки.
Практические занятия
1. Определение мощности асинхронного двигателя по размерам
магнитной цепи.
2. Замена обмоточного провода обмотки статора асинхронного двигателя.
3. Поверочные расчеты.
4. Замена односкоростной обмотки статора асинхронного двигателя на
полюсопереключаемую двухскоростную.
5. Расчет пусковых сопротивлений для двигателя с фазным ротором.
Лабораторные работы
1. Проверка работоспособности двигателя постоянного тока.
2. Диагностирование асинхронного двигателя.
3. Диагностирование обмоток статора и ротора асинхронного
двигателя.
4. Монтаж электрических машин
4.1. Технология монтажа.
4.2. Электромонтажные и пусконаладочные работы.
Практические занятия
1. Методы устранения вибрации и шумов электрических машин.
2. Особенности монтажа крупных электрических машин.
3. Монтаж и испытания электрических машин после ремонта.
Лабораторные работы
1. Особенности монтажа частотно-регулируемого асинхронного
двигателя.
5. Основные причины отказов электрических машин.
7
5.1. Общие неисправности электрических машин. Пробой обмоток на
корпус. Распайка паек в обмотках и бандажах, сильный нагрев контактов.
Нахождение повреждений в обмотках электрических машин. Проверка
правильности включения обмоток. Испытание электрической прочности
изоляции обмоток. Допустимая величина сопротивления изоляции обмоток.
5.2. Виды неисправностей электрических машин и причины их
появления. Машины постоянного тока, щетки для электрических машин,
установка щеток и траверсы у машин постоянного тока, уход за коллектором
и щетками. Устранение искрения машин постоянного тока, настройка
коммутации машин постоянного тока.
5.3. Асинхронные двигатели. Искрение щеток и обгорание
контактных колец. Перегрев двигателя, перегрев активной стали, перегрев
обмотки статора, перегрев обмотки ротора, перегрев контактных колец и
щеток, перекрытие контактных колец электрической дугой.
5.4. Синхронные машины. Неисправности возбудителей. Искрение
щеток и обгорание контактных колец. Перегрев машины, перегрев активной
стали статора, перегрев обмотки статора, перегрев обмотки возбуждения,
перегрев контактных колец и щеток. Местные перегревы. Затруднения при
асинхронном пуске синхронного двигателя. Колебания синхронного
двигателя и выпадение его из синхронизма.
5.5. Отсутствие напряжения при холостом ходе генератора,
понижение напряжения при холостом ходе, неравенство междуфазных
напряжений при холостом ходе, наличие напряжения только между двумя
фазами, колебания напряжения генератора. Колебания мощности и тока
генератора, работающего в одиночку.
5.6. Неисправности подшипниковых узлов с подшипниками
скольжения и качения. Паразитные подшипниковые токи.
5.7. Вибрации и ненормальный шум машин. Измерение зазоров,
биений и вибраций. Проверка правильности установки валов. Центровка
валов. Устранение повышенной вибрации электрических машин.
Динамическая разбалансировка. 5.8. Выбор смазочных масел для
подшипников электрических машин.
Практические занятия
1. Подшипниковые токи. Причины их появления. Устранение
подшипниковых токов.
2. Неисправности обмоток электрических машин.
Лабораторная работа
1. Обеспечение линии вала при монтаже электромашинного агрегата.
2. Настройка коммутации двигателей постоянного тока после монтажа.
3. Методы определения неисправностей обмоток якорей электрических
машин.
6. Организация обслуживания электрических машин при
эксплуатации
8
6.1. Организация обслуживания электрических машин при
эксплуатации.
7. Ремонт электрических машин.
7.1. Общие вопросы ремонта электрических машин. Периодические
профилактические испытания и организация планово-предупредительных
ремонтов.
7.2. Текущий и капитальный ремонты. Ремонтный цикл. Формы
ремонтов.
7.3. Разборка и дефектация электрических машин. Механический ремонт
деталей и узлов электрических машин. Ремонт обмоток. Балансировка
роторов. Комплектование и сборка машин после ремонта.
8. Послеремонтные испытания.
8.1. Программы приемо-сдаточных испытаний.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной
работы студентов
6.1. Виды и формы самостоятельной работы
6.1. Текущая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний
студента, развитие практических умений включает:
– работу с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и
электронных источников информации по индивидуальному заданию;
– опережающую самостоятельную работу;
– изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;
– подготовку к лабораторным работам, к практическим занятиям;
– подготовку к контрольным работам и экзамену (зачету);
Контроль самостоятельной работы
Контроль самостоятельной работы студентов и качество освоения
отдельных разделов дисциплины осуществляется посредством:
– защиты лабораторных работ в соответствии графиком выполнения;
– защиты рефератов по выполненным обзорным работам и
проведенным исследованиям;
– результатов ответов на контрольные вопросы;
– опроса студентов на практических занятиях.
Оценка текущей успеваемости студентов определяется в баллах в
соответствии рейтинг-планом, предусматривающем все виды учебной
деятельности.
6.3.
7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения
дисциплины
Для текущей оценки качества освоения дисциплины и её отдельных
разделов разработаны и используются следующие средства:
– контрольные вопросы по отдельным темам и разделам;
9
– комплект заданий по теоретическим и практическим вопросам в
тестовой форме;
– перечень рефератов по наиболее проблемным задачам и вопросам
теоретического и практического плана изучаемой дисциплины;
– комплект заданий для закрепления теоретического материала.
Оценка качества освоения дисциплины производится по результатам
следующих контролирующих мероприятий приведенных в таблице 4.
Таблица 4
Контролирующие мероприятия
Выполнение и защита лабораторных работ
Контрольная работа
Контроль
решения
задач
в
соответствии
индивидуальным заданием
Результаты
обучения
дисциплине
по
Р1, Р2, Р6
Р8
с Р1, Р4, Р8
Для оценки качества освоения дисциплины при проведении
контролирующих мероприятий предусмотрены следующие средства (фонд
оценочных средств) (с примерами):
 вопросы входного контроля;
 контрольные вопросы, задаваемых при выполнении и защитах
лабораторных работ;
 контрольные вопросы, задаваемые при проведении практических
занятий,
 вопросы для самоконтроля;
 вопросы контрольной работы;
 вопросы, выносимые на экзамены и зачеты.
Примеры вопросов контрольной работы.
Контрольная работа № 1.
1. Основные причины отказов электрических машин.
2. Способы обнаружения витковых замыканий в обмотках переменного
тока.
3. Устранение искрения машин постоянного тока.
Контрольная работа № 2.
1. Особенности эксплуатации электрических машин малой мощности.
2. Организация технического обслуживания электрических машин при
эксплуатации.
3. Промышленные испытания электрических машин.
Пример вопросов, выносимых на зачет.
1. Выбор электродвигателей. Метод средних потерь.
2. Общие вопросы ремонта электрических машин. Объемы работ по
техническому обслуживанию и ремонту (текущему и капитальному).
10
8. Рейтинг качества освоения дисциплины
В соответствии с рейтинговой системой текущий контроль производится
ежемесячно в течение семестра путем бальной оценки качества усвоения
теоретического материала (ответы на вопросы) и результатов практической
деятельности (решение задач, выполнение заданий).
Оценка качества освоения дисциплины в ходе текущей и
промежуточной аттестации обучающихся осуществляется в соответствии с
«Руководящими материалами по текущему контролю успеваемости,
промежуточной
и
итоговой
аттестации
студентов
Томского
политехнического университета», утвержденными приказом ректора № 77/од
от 29.11.2011 г.
Промежуточная аттестация (экзамен) производится в конце семестра
также путем балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется
суммированием баллов текущей оценки в течение семестра и баллов
промежуточной аттестации в конце семестра по результатам экзамена.
9. Учебно – методическое и информационное обеспечение дисциплины
9.1. Основная литература
9.1.1. Акимова Н.А. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт
электрического и электромеханического оборудования: учеб. Пособие для
студ. сред. проф. образования/ Акимова Н.А., Котеленец Н.Ф., Сетюрихин
Н.И. – М.: Издательский центр «Академия», 2008.-304 с. ил.
9.1.2. Котеленец Н.Ф. Испытание, эксплуатация и ремонт электрических
машин: Учебник для вузов/ Котеленец Н.Ф., Акимова Н.А., Антонов М.В.М.: Издательский центр «Академия», 2003.-384 с. ил.
9.1.3. Кацман, М. М. Справочник по электрическим машинам : учебное
пособие / М. М. Кацман. — М. : Академия, 2005. — 479 с. : ил. — (Среднее
профессиональное образование. Электротехника) . — Библиогр.: с. 470.
9.2. Дополнительная и справочная литература
9.2.1. Справочник по электрическим машинам: В2т /Под общей ред.
Копылова Ю.П. и Клокова Б.К., Т1.-М.:Энергоиздат,1988, 456 с.: ил.
9.2.2. Сибикин Ю.Д. и др. Эксплуатация и ремонт электрооборудования
машиностроительных предприятий. Справочник. М.: 1971, 425с.: ил.
Гемке, Р. Г. Неисправности электрических машин / Р. Г. Гемке; Под ред. Р. Б.
Уманцева. —9-е изд., перераб. и доп.. — Л.: Энергоатомиздат, 1989. — 336
с.: ил.
11
12