РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

"Ростовский государственный университет путей сообщения"

(ФГБОУ ВО РГУПС)

  УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе - начальник учебно-методического управления М.А. Кравченко

30.06.2019 г.
"Для размещения в ЭИОС настоящая РПД подписана
с использованием простой электронной подписи"

Кафедра "Тяговый подвижной состав"

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

1С.Б "Электронные преобразователи для электроподвижного состава"

по Учебному плану

в соответствии с ФГОС ВО 3+ по специальности

23.05.03 Подвижной состав железных дорог

Специализация

№ 3 Электрический транспорт железных дорог

Квалификация выпускника "Инженер путей сообщения "

Ростов-на-Дону

2019 г.

 



 






Автор-составитель к.т.н. Чавычалов Максим Вячеславович предлагает настоящую Рабочую программу дисциплины 1С.Б "Электронные преобразователи для электроподвижного состава" в качестве материала для проектирования Образовательной программы РГУПС и осуществления учебно-воспитательного процесса по федеральному государственному образовательному стандарту высшего образования.

Рабочая программа дисциплины рассмотрена на кафедре "Тяговый подвижной состав".





Экспертизу Рабочей программы дисциплины провел(а):

д.т.н., доц. Лобов Борис Николаевич, Профессор, ЮРГТУ (НПИ).





Рекомендуемое имя и тип файла документа:
1СБ_Электронные п д э с_С_23.05.03_во_5_ТПС_п39596_47698.doc


Наименование, цель и задача дисциплины

Дисциплина "Электронные преобразователи для электроподвижного состава".

Учебный план по Образовательной программе утвержден на заседании Ученого совета университета от 09.08.2017 № 15.

Целью дисциплины "Электронные преобразователи для электроподвижного состава" является фундаментальная подготовка в составе других базовых дисциплин блока "Блок 1 - Дисциплины (модули)" Образовательной программы в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования для формирования у выпускника профессионально-специализированных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности, предусмотренными учебным планом.

Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:

подготовка обучающегося по разработанной в университете Образовательной программе к успешной аттестации планируемых результатов освоения дисциплины;

подготовка обучающегося к освоению дисциплин "Информационные технологии и системы диагностирования при эксплуатации и обслуживании электроподвижного состава", "Системы управления электроподвижного состава";

подготовка обучающегося к прохождению практики;

подготовка обучающегося к защите выпускной квалификационной работы;

развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.


Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения Образовательной программы

Планируемый результат освоения дисциплины Планируемый результат освоения Образовательной программы

Знает: аппаратуру и устройства электроники применяемой на ЭПС.

Умеет: аппаратуру и устройства электроники применяемой на ЭПС.

Имеет навыки: проектирования преобразователей тяговых электроприводов.

ПСК-3.5 - способностью демонстрировать знания характеристик и условий эксплуатации электронных преобразователей для электроподвижного состава, применять устройства преобразования электрической энергии на подвижном составе железных дорог, включая методы и средства их диагностирования, технического обслуживания и ремонта, владением методами анализа электромагнитных процессов в статических преобразователях тяговых электроприводов, методами расчета и проектирования преобразовательных устройств подвижного состава, а также методами их технического обслуживания и ремонта

Место дисциплины 1С.Б "Электронные преобразователи для электроподвижного состава" в структуре Образовательной программы

Дисциплина отнесена к Блоку 1С Образовательной программы. Дисциплина входит в состав базовой части (Б).

Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям обучающегося, необходимым для изучения данной дисциплины, соответствуют требованиям по результатам освоения предшествующих дисциплин : "Физика", практики.

Нормативный срок освоения Образовательной программы по очной форме обучения – 5 лет. Наименование формы и срока обучения из базы данных РГУПС (вид обучения): 5 лет очное, 5 лет заочное.

Обозначения-аббревиатуры учебных групп, для которых данная дисциплина актуальна: ЗЭС, ЛЭэ, МЭС, МЭэ.

Дисциплина реализуется в 5 семестре.

Объем дисциплины в зачетных единицах с указанием количества академических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам учебных занятий) и на самостоятельную работу обучающихся

Вид обучения: 5 лет очное

Общая трудоемкость данной дисциплины 3 зачетные единицы (108 часов), в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП) с учетом ИЗ и КСР 50 часов.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в семестре
5
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 48 48 48
Лекции (Лек) 32 32 32
Лабораторные работы (Лаб) 2 2 2
Практические, семинары (Пр) 14 14 14
Индивидуальные занятия (ИЗ),
контроль самостоятельной работы (КСР)
2 2 2
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 49   49
Контрольная работа (К)      
Реферат (Р)      
Расчетно-графическая работа (РГР)      
Курсовая работа (КР)      
Курсовой проект (КП) 40   40
Самоподготовка 9   9
Контроль, всего и в т.ч. 9   9
Экзамен (Экз)      
Зачет (За) 9   9
Общая трудоемкость, часы 108 50 108
Зачетные единицы (ЗЕТ) 3   3

Вид обучения: 5 лет заочное

Общая трудоемкость данной дисциплины 3 зачетные единицы (108 часов), в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП) с учетом ИЗ и КСР 11 часов.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в заезде
7 8
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 8 8 4 4
Лекции (Лек) 4 4 4  
Лабораторные работы (Лаб) 2 2   2
Практические, семинары (Пр) 2 2   2
Индивидуальные занятия (ИЗ),
контроль самостоятельной работы (КСР)
3 3 1 2
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 93   31 62
Контрольная работа (К)        
Реферат (Р)        
Расчетно-графическая работа (РГР)        
Курсовая работа (КР)        
Курсовой проект (КП) 40     40
Самоподготовка 53   31 22
Контроль, всего и в т.ч. 4     4
Экзамен (Экз)        
Зачет (За) 4     4
Общая трудоемкость, часы 108 11 36 72
Зачетные единицы (ЗЕТ) 3      

Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам) с указанием отведенного на них количества академических часов и видов учебных занятий

Содержание дисциплины

Семестр № 5

1. Электронная база силовой электроники. (Компетенция/и ПСК-3.5)

1.1. Электроника и электроснабжение тяги поездов: 1) Применение преобразователей на электроподвижном составе постоянного тока 2) Применение преобразователей на электроподвижном составе переменного тока.

1.2. Однооперационные тиристоры, запираемые тиристоры: 1) Принцип действия диодов и транзисторов 2) Основные параметры и характеристики 3)Применение диодов и транзисторов на электроподвижном составе.

1.3. Однооперационные тиристоры, запираемые тиристоры: 1) Устройство и принцип действия 2) Характеристики и основные параметры.

1.4. Модули с полупроводниковыми приборами: 1) Интеллектуальные модули 2) Схемы включения и основные параметры.

1.5. Системы защиты полупроводниковых приборов: 1)Групповое соединение полупроводниковых приборов 2)Системы защиты от короткого замыкания и от перенапряжений.

1.6. Информационная электроника: 1)Микросхемы и микропроцессоры 2)Применение микропроцессоров в МСУД ЭПС.

2. Выпрямители. (Компетенция/и ПСК-3.5)

2.1. Выпрямители ЭПС: 1) Назначение и классификация выпрямителей 2) Схемы выпрямителей однофазного и трехфазного тока.

2.2. Коммутация в выпрямителях: 1) Коммутация в неуправляемых выпрямителях 2) Коммутация в управляемых выпрямителя.

2.3. Аварийные режимы работы выпрямителей.

3. Инверторы тока и напряжения на ЭПС. (Компетенция/и ПСК-3.5)

3.1. Инверторы на ЭПС: 1) Автономные инверторы 2) Инверторы ведомые сетью 3) Применение инверторов для асинхронного привода ЭПС.

4. Современные преобразователи для ЭПС. (Компетенция/и ПСК-3.5)

4.1. Тиристорные ключи постоянного тока: 1) Применение широтно-импульсного регулирования на электроподвижном составе 2) Применение частотно-импульсного регулирования на ЭПС 3) Применение ШИМ на ЭПС.

4.2. Преобразователи на IGBT- транзисторах: 1) Особенности применения 2) Преобразователи электровозов ЭП 10 и ЭП 20 и электропоезда «Сапсан».


Отведенное количество часов по видам учебных занятий и работы

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Трудоемкость в часах по видам занятий
Лекции Практические занятия, семинары Лабораторные работы Самоподготовка
1 8 2   2
2 8 4 2 2
3 8 4   2
4 8 4   3
Итого 32 14 2 9
В т.ч. по интерактивным формам 6 10    

Лабораторный практикум

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Наименование лабораторных работ Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 5
2 Испытание тиристора 2

Практические занятия (семинары)

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Наименование (тематика) практических работ, семинаров Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 5
1 Расчет параметров и характеристик полупроводниковых диодов, транзисторов 2
2 Расчет преобразователя на тиристорах, 2
Расчет системы защиты вентилей преобразователя от перегрузки и перенапряжений 2
3 Расчет автономного инвертора напряжения 2
Расчет расчет трехфазного инвертора напряжения для электровоза с асинхронным приводом 2
4 Расчет импульсного преобразователя для электровоза постоянного тока 2
Расчет параметров и характеристик IGBT транзисторов 2

Самостоятельное изучение учебного материала (самоподготовка)

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Наименование тем, вопросов, вынесенных для самостоятельного изучения Трудоемкость внеаудиторной работы, часы
Семестр № 5
1 Силовые ключи 2
2 Электронная база 2
3 Сравнительные характеристики 2
4 Схемотехника преобразователей 3

Объем самостоятельного изучения учебного материала (самоподготовка) по виду обучения 5 лет заочное составляет 53 час.


Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Испытание блока управления выпрямительно-инверторным преобразователем электровоза: учебно-методическое пособие / П.В. Губарев, Н.Р. Тептиков, Е.А. Чеботарев. РГУПС, 2017. + ЭР НТБ РГУПС. ЭБС РГУПС

Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине

Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения Образовательной программы

Компетенция Указание (+) этапа формирования в процессе освоения ОП (семестр)
5
ПСК-3.5 +

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования

Компе-
тенция
Этап
формирования
ОП (семестр)
Показатель оценивания Критерий оценивания
ПСК-3.5 5 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
Балльная оценка за курсовой проект - качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.

Описание шкал оценивания компетенций

Значение оценки Уровень освоения компетенции Шкала оценивания (для аттестационной ведомости, зачетной книжки, документа об образования) Шкала оценивания (процент верных при проведении тестирования)
Балльная оценка - "удовлетворительно". Пороговый Оценка «удовлетворительно» выставляется обучающемуся, который имеет знания только основного материала, но не усвоил его деталей, допускает неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 59%
Балльная оценка - "хорошо". Базовый Оценка «хорошо» выставляется обучающемуся, твердо знающему программный материал, грамотно и по существу его излагающему, который не допускает существенных неточностей в ответе, правильно применяет теоретические положения при решении практических работ и задач, владеет необходимыми навыками и приемами их выполнения. От 60% до 84%
Балльная оценка - "отлично". Высокий Оценка «отлично» выставляется обучающемуся, глубоко и прочно усвоившему программный материал, исчерпывающе, последовательно, грамотно и логически стройно его излагающему, в ответе которого тесно увязываются теория с практикой. При этом обучающийся не затрудняется с ответом при видоизменении задания, показывает знакомство с литературой, правильно обосновывает ответ, владеет разносторонними навыками и приемами практического выполнения практических работ. От 85% до 100%
Дуальная оценка - "зачтено". Пороговый, Базовый, Высокий Оценка «зачтено» выставляется обучающемуся, который имеет знания, умения и навыки, не ниже знания только основного материала, может не освоить его детали, допускать неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 100%
Балльная оценка - "неудовлетворительно", Дуальная оценка - "не зачтено". Не достигнут Оценка «неудовлетворительно, не зачтено» выставляется обучающемуся, который не знает значительной части программного материала, допускает ошибки, неуверенно выполняет или не выполняет практические работы. От 0% до 39%

Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы

Типовые контрольные задания

Курсовые проекты (работы)

расчет выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока электровоза переменного тока ВЛ80Р;

расчет выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока электровоза переменного тока ВЛ85;

расчет выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока электровоза переменного тока ВЛ65;

расчет выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока электровоза переменного тока ЭП1М;

расчет выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока электровоза переменного тока 2ЭС5К;

расчет импульсного преобразователя электровоза постоянного тока 2ЭС4К;

расчет автономного инвертора напряжения электровоза ЭП20;

расчет автономного инвертора напряжения электропоезда "Ласточка";

расчет автономного инвертора напряжения для питания АТД НТА-350 электропоезда;

расчет автономного инвертора напряжения на IGBT транзисторов.


Контрольные работы, расчетно-графические работы, рефераты

Не предусмотрено.


Перечни сопоставленных с ожидаемыми результатами освоения дисциплины вопросов (задач):

Зачет. Семестр № 5

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1) Типы электронных преобразователей применяемых на ЭПС.
2) Схемы включения биполярных транзисторов. Режимы работы биполярных транзисторов.
3) Полевые транзисторы с изолированным затвором.
4)Тиристоры однооперационные. Основные параметры и характеристики.
5) Биполярные транзисторы. Основные параметры и характеристики.
6) Способы запирания тиристоров.
7) Классификацию полупроводниковых приборов.
8) Модули с полупроводниковыми приборами.
9) Однофазные выпрямители неуправляемые и управляемые.
10) Микрогпроцессоры.
11)Четырехзонный управляемый выпрямитель для электровозов с плавным регулированием напряжения.
12) Внешние характеристики неуправляемых и управляемых выпрямителей.
13) Работу выпрямителей на активно-индуктивную нагрузку.
14) Работу выпрямителей на нагрузку с противо-эдс.
15) Классификацию и принципы построения систем управления.
16) Импульсно-фазовый способ управления тиристорами.
17) Нагревание и тепловые параметры полупроводниковых приборов.
18) Групповое соединение полупроводниковых приборов.
19) Системы защиты полупроводниковых приборов.
20) Инверторы тока и напряжения.
21) Автономные инверторы и инверторы ведомые сетью.
22 )Применение импульсных преобразователей на ЭПС.
23) Оптоэлектронные устройства.
24)Применение инверторов на ЭПС.
25) Применение автономных инверторов в тяговом электроприводе с асинхронными двигателями трехфазного тока.
26) Мультивибраторы, режимы работы.
27) JCBT – транзисторы на ЭПС.
28) GTO – тиристоры на ЭПС

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1) Выбирать диоды, транзисторы , тиристоры по справочнику по их техническим параметрам.
2) Рассчитывать выпрямители малой и большой мощности.
3) Строить характеристики неуправляемых и управляемых выпрямителей.
4) Рассчитывать выпрямительно-инверторный преобразователь для электровоза переменного тока.
5) Рассчитывать импульсный преобразователь для электровоза постоянного тока.
6) Рассчитывть инвертор напряжения для электровозов и электропоездов с асинхронным тяговым приводом.

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1) Применением полупроводниковой техники для решения технических задач по совершенствованию преобразователей электровозов и электропоездов.

2) Использованием оптоэлектронной техники в решении проблем передачи больших объемов информации.

3) Методами расчета различных типов преобразователей для электрического подвижного состава.

4) Методами расчета управляемых выпрямителей для электровозов и электропоездов с плавным регулированием напряжения.

5) Методами расчета автономных инверторов тока.

6) Методами расчета автономных инверторов напряжения.

7) Методами расчета импульсных преобразователе для электроаозов и электропоездов постоянного тока.

8) Методами расчета преобразователей для электроподвижного состава с асинхронным тяговым приводом.


Иные контрольные материалы для автоматизированной технологии оценки имеются в Центре мониторинга качества образования


Методические материалы, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций

№ п/п Библиографическое описание
1 Методические указания, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций. Ресурс ЦМКО РГУПС.

Для каждого результата обучения по дисциплине определены

Показатели и критерии оценивания сформированности компетенций на различных этапах их формирования

Резуль-
тат
обуче-
ния
Компе-
тенция
Этап
формиро-вания в
процессе
освоения
ОП
(семестр)
Этапы
формирования
компетенции
при изучении
дисциплины
(раздел
дисциплины)
Показатель
сформиро-
ванности
компетенции
Критерий
оценивания
Знает, Умеет, Имеет навыки ПСК-3.5 5 1, 2, 3, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1, 2, 3, 4 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
1, 2, 3, 4 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
2 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
1, 2, 3, 4 Балльная оценка за курсовой проект - качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.

Шкалы и процедуры оценивания

Значение оценки Уровень
освоения
компетенции
Шкала оценивания
(для аттестационной
ведомости, зачетной
книжки, документа
об образовании)
Процедура оценивания
Балльная оценка -
"отлично",
"хорошо",
"удовлетворительно".
Дуальная оценка -
"зачтено".
Пороговый, Базовый, Высокий В соответствии со шкалой оценивания в разделе РПД "Описание шкал оценивания компетенций" Зачет (письменно-устный).
Автоматизированное тестирование.
Выполнение практического задания в аудитории.
Выполнение лабораторной работы (подготовка отчета).
Защита курсового проекта.
Балльная оценка -
"неудовлетворительно".
Дуальная оценка -
"не зачтено".
Не достигнут

Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины

Основная литература

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Бурков А.Т. Электроника и преобразовательная техника : учебник. В 2 т. Т. 2. Электронная преобразовательная техника / А.Т. Бурков. - М. : ФГБОУ Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2015. - 307 с. УМЦ ЖДТ
2 Учебно-методический комплекс специальности «Подвижной состав железных дорог»: учеб. пособие. Ч. 4 /под ред. В.Г. Рубана; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2019. ЭБС РГУПС

Дополнительная литература

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Акимова Т.Н. Электронная техника [Электронный ресурс] : учебное пособие / Акимова Т.Н. - М. : Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2005. - 34 с. УМЦ ЖДТ

Электронные образовательные ресурсы в сети "Интернет"

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://rgups.ru/. Ресурс ЭИОС РГУПС
2 http://www.iprbookshop.ru/. Электронно-библиотечная система "IPRBooks"
3 https://www.biblio-online.ru/. Электронно-библиотечная система "Юрайт"
4 http://www.umczdt.ru/. Электронная библиотека "УМЦ ЖДТ"
5 http://jirbis2.rgups.ru/jirbis2/. Электронно-библиотечная система РГУПС
6 https://rgups.public.ru/. Электронная библиотека "public.ru"

Профессиональные базы данных и информационно-справочные системы

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://www.glossary.ru/. Глоссарий.ру (служба тематических толковых словарей)
2 http://www.consultant.ru/. КонсультантПлюс

Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Чавычалов М.В. Учебно-наглядное пособие - тематические иллюстрации по дисциплине "Электронные преобразователи для электроподвижного состава". РГУПС. - Ростов н/Д, 2019. ЭИОС РГУПС
2 Тептиков Н.Р. и др. Расчет преобразователей для электровозов постоянного тока : учеб.-методич. пособие. по дисциплине «Электронная техника и преобразователи». ч.1.- РГУПС. – Ростов н/Д 2016. 26 с. ЭБС РГУПС

Перечень информационных технологий, включая перечень ПО и информационных справочных систем

№ п/п Наименование Произ-
во
1 Операционная система ОС Microsoft Windows. Офисное программное обеспечение Microsoft Office. Общесистемное ПО Acrobat Reader. И

О - программное обеспечение отечественного производства

И - импортное программное обеспечение


Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Помещения(аудитории):

учебные аудитории для проведения учебных занятий;

помещения для самостоятельной работы.

Для изучения настоящей дисциплины в зависимости от видов занятий используется:

Учебная мебель;

Технические средства обучения (включая стационарный либо переносной набор демонстрационного оборудования);

Лабораторное оборудование.

Самостоятельная работа обучающихся обеспечивается компьютерной техникой с возможностью подключения к сети "Интернет" и ЭИОС.


"____" _________________20___г.


Код РПД: 47698.