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 "Электрические машины и аппараты"

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

1Б.В.ОД "Силовая электроника"

по Учебному плану

в соответствии с ФГОС ВО 3+ по направлению подготовки

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Программа прикладного бакалавриата

Электромеханика

Квалификация выпускника "Бакалавр"

Ростов-на-Дону

2019 г.

 



 






Автор-составитель предлагает настоящую Рабочую программу дисциплины 1Б.В.ОД "Силовая электроника" 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 "Электрические машины и аппараты".





Экспертизу Рабочей программы дисциплины провели:

к.т.н. Шайхиев Алексей Рифкатович, Доцент, Кафедра "Электрические машины и аппараты";

д.т.н., доц. Лобов Борис Николаевич, Профессор, ФГБОУ ВПО ЮРГПУ(НПИ) имени М.И. Платова.





Рекомендуемое имя и тип файла документа:
1БВОД_Силовая э_Б_13.03.02_во_45_ЭМА_п35462_47730.doc


Наименование, цель и задача дисциплины

Дисциплина "Силовая электроника".

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

Целью дисциплины "Силовая электроника" является расширение и углубление подготовки в составе других базовых и вариативных дисциплин блока "Блок 1 - Дисциплины (модули)" Образовательной программы в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования для формирования у выпускника общепрофессиональных, профессиональных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности, предусмотренными учебным планом и профилем подготовки "Электромеханика".

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 "Специальные электрические машины", "Электрические и электронные аппараты", "Электрический привод";

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: методики применения физико-математический аппарата, методов анализа и моделирования, теоретического и эксперементального исследования при решении задач в области электрических машин.

Умеет: выполнять физико-математические расчеты, анализ результатов моделирования, теоретического и эксперементального исследования в области электрических машин..

Имеет навыки: навыками проведения расчетов в области электрических машин с использованием физико-математический аппарата, методов анализа и моделирования, теоретического и эксперементального исследования.

ОПК-2 - способностью применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач

Знает: методы моделирования электрических цепей

Умеет: анализировать модели электрических сетей

Имеет навыки: Владеть основными методиками по моделированию электрических цепей.

ОПК-3 - способностью использовать методы анализа и моделирования электрических цепей

Знает: основные законы электромеханики, принципы действия и устройства электрических машин общепромышленного применения

Умеет: представлять графические и текстовые конструкторские документы в соответствии с требованиями стандартов

Имеет навыки: изображения, как отдельных элементов электрических машин, так и всей машины в целом

ПК-3 - способностью принимать участие в проектировании объектов профессиональной деятельности в соответствии с техническим заданием и нормативно-технической документацией, соблюдая различные технические, энергоэффективные и экологические требования

Место дисциплины 1Б.В.ОД "Силовая электроника" в структуре Образовательной программы

Дисциплина отнесена к Блоку 1Б Образовательной программы. Дисциплина входит в состав вариативной части (В.ОД).

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

Нормативный срок освоения Образовательной программы по очной форме обучения – 4 года. Наименование формы и срока обучения из базы данных РГУПС (вид обучения): 4 года очное бакалавриат.

Обозначения-аббревиатуры учебных групп, для которых данная дисциплина актуальна: ЭМБ, ЭМэ.

Дисциплина реализуется в 4, 5 семестрах.

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: 4 года очное бакалавриат

Общая трудоемкость данной дисциплины 10 зачетных единиц (360 часов), в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП) с учетом ИЗ и КСР 158 часов.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в семестре
4 5
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 144 144 80 64
Лекции (Лек) 64 64 32 32
Лабораторные работы (Лаб) 48 48 32 16
Практические, семинары (Пр) 32 32 16 16
Индивидуальные занятия (ИЗ),
контроль самостоятельной работы (КСР)
14 14 3 11
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 157   61 96
Контрольная работа (К)        
Реферат (Р)        
Расчетно-графическая работа (РГР)        
Курсовая работа (КР) 35   35  
Курсовой проект (КП)        
Самоподготовка 122   26 96
Контроль, всего и в т.ч. 45   36 9
Экзамен (Экз) 36   36  
Зачет (За) 9     9
Общая трудоемкость, часы 360 158 180 180
Зачетные единицы (ЗЕТ) 10   5 5

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

Содержание дисциплины

Семестр № 4

1. Физические основы электроники. (Компетенция/и ОПК-2)

1.1. Движение заряженных частиц в классическом и квантово-механическом представлении:: 1) Движение заряженных частиц в рамках классической модели 2) Движение заряженных частиц в квантово-механическом представлении 3) Описание волновых процессов при движении заряженных частиц на основе вспомогательной волновой функции 4) Принцип неопределенности Гейзенберга.

1.2. Основное уравнение квантовой механики:: 1) Связь между параметрами силового поля и состоянием микрочастицы. Уравнение Шредингера 2) Движение микрочастицы в зоне потенциального барьера 3) Линейные колебания и вращательное движение микрочастиц 4) Состояние электрона на внешней оболочке атома.

1.3. Связанное состояние микрочастицы в потенциальной яме:: 1) Типы колебаний(моды) 2) Плотность электромагнитных колебаний 3) Классическое распределение частиц по Максвеллу 4) Потенциальные ямы. Потенциальный барьер. 1.4. Принцип запрета Паули и уровень Ферми: 1) Принцип запрета Паули 2) Распределение Ферми 3) Уровень Ферми 4) Квантовые числа и квантово-механическое описание электронов в атоме.

2. Кристаллические полупроводники. (Компетенция/и ОПК-3)

2.1. Структура кристаллов:: 1) Типы связей в кристаллах 2) Дефекты кристаллической решетки 3) Тепловые свойства кристаллов 4) Энергетические зоны в кристалле. 2.2. Электропроводность полупроводников: 1) Собственные и примесные полупроводники 2) Собственная проводимость полупроводников 3) Донорная проводимость полупроводников 4) Концентрация носителей заряда в полупроводниках.

2.2. Электропроводность полупроводников:: 1) Собственные и примесные полупроводники 2) Собственная проводимость полупроводников 3) Донорная проводимость полупроводников 4) Концентрация носителей заряда в полупроводниках.

2.3. Концентрация носителей заряда в полупроводниках:: 1) Вырожденные полупроводники 2) Невырожденные полупроводники 3) Основные и неосновные носители заряда 4) Удельная электропроводность собственных и примесных полупроводников.

2.4. Полупроводники в сильном электрическом поле:: 1) Критическая напряженность электрического поля 2) Подвижность носителей заряда в сильных электрических полях 3) Термоэлектронная эмиссия 4) Электростатическая ионизация.

3. Электронно-дырочный переход. (Компетенция/и ОПК-2)

3.1. Образование электронно-дырочного перехода:: 1) Работа выхода 2) Контакт двух металлов 3) Контакт металла и полупроводника 4) Контакт двух полупроводников.

3.2. Электрическое смещение р-n-перехода:: 1) Включение р-n-перехода в электрическую цепь 2) Прямое включение 3) Обратное включение 4) Ток дрейфа и ток диффузии.

3.3. Вольт - амперная характеристика р-n-перехода:: 1) Исходные положения. Определение ВАХ 2) Уравнение ВАХ 3) Исследование уравнения ВАХ 4) Прямой и обратный участки ВАХ 5) Основные параметры р-n-перехода.

3.4. Пробои р-n-перехода:: 1) Лавинный пробой 2) Туннельный пробой 3) Поверхностный пробой 4) Тепловой пробой.

4. Полупроводниковые приборы. (Компетенция/и ПК-3)

4.1. Полупроводниковые диоды:: 1) Принцип действия и классификация 2) Плоскостные и точечные диоды 3) Параметры и обозначение силовых диодов 4) Специальные типы диодов.

4.2. Транзисторы:: 1) Назначение и классификация 2) Физические явления в биполярных транзисторах и схемы их включения. 3) Характеристики биполярных транзисторов и режимы их работы 4) Характеристики работы полевых транзисторов и режимы их работы.

4.3. Тиристоры:: 1) Назначение и классификация 2) Физические процессы в p-n-p-n структуре тиристора 3) Вольт - амперная статическая характеристика тиристора 4) Тринисторы и семисторы.

4.4. Оптоэлектронные приборы и устройства:: 1) Оптоэлектронные приборы и устройства 2) Излучатели 3) Оптроны 4) Волоконно-оптические линии связи.

5. Базовые схемы транзисторных каскадов и усилителей. (Компетенция/и ПК-3)

5.1. Усилительные каскады и режимы их работы:: 1) Усилительный каскад с общим эмиттером 2) Температурная стабилизация усилительного каскада с общим эмиттером 3) Усилительный каскад с общим коллектором и общей базой 4) Усилительные каскады на полевых транзисторах 5) Операционные усилители.

Семестр № 5

6. Выпрямители. (Компетенция/и ОПК-2)

6.1. Выпрямители однофазного тока:: 1) Назначение и классификация выпрямителей 2) Однополупериодная схема выпрямления 3) Нулевая двухпульсовая схема выпрямления 4) Мостовая двухпульсовая схема выпрямления 5) Управляемый выпрямитель однофазного тока.

6.2. Выпрямители трехфазного тока:: 1) Трехпульсовая нулевая схема выпрямления 2) Шестипульсовая нулевая с уравнительным реактором 3) Мостовая шестипульсовая схема выпрямления (схема Ларионова). 4) Двенадцатипульсовая схема выпрямления (двухмостовая) 5) Коммутация вентильных токов в неуправляемых выпрямителях.

6.3. Управляемые выпрямители:: 1) Мостовой однофазного тока управляемый выпрямитель 2) Мостовой трехфазного тока управляемый выпрямитель 3) Внешние и регулировочные характеристики и энергетические показатели. 4) Коммутация вентильных токов в управляемых выпрямителях.

6.4. Аварийные режимы работы выпрямителей:: 1) Классификация аварийных режимов 2) Внешнее короткое замыкание на шинах выпрямительного тока. 3) Особенности аварийного режима сложной двенадцатипульсовой схемы двухмостового выпрямителя 4) Короткое замыкание управляемых выпрямителей.

7. Инверторы, ведомые сетью. Автономные инверторы. (Компетенция/и ОПК-3)

7.1. Назначение зависимых инверторов. Однофазные и трехфазные зависимые инверторы:: 1) Однофазные инверторы 2) Трехфазные инверторы 3) Коммутация инверторов ведомых сетью 4) Характеристики и энергетические показатели инверторов.

7.2. Автономные инверторы:: 1) Однофазный мостовой инвертор напряжения 2) Трехфазный мостовой инвертор напряжения 3) Схемы коммутации анодных токов в автономных инверторах Схемы коммутации анодных токов в автономных инверторах 4) Автономные инверторы тока.

7.3. Применение автономных инверторов в тяговом электроприводе ЭПС:: 1) Схемы ЭПС с автономными инверторами и асинхронными двигателями 2) Системы электрической тяги с использованием технологий тиристорных преобразователей с автономными инверторами 3) Влияние вентильных преобразователей на питающую сеть 4) Коэффициент мощности вентильных преобразователей.

8. Импульсные преобразователи постоянного тока. (Компетенция/и ОПК-3)

8.1. Назначение и принцип действия импульсных преобразователей постоянного тока:: 1) Назначение и принцип действия 2) Импульсный способ регулирования в цепях постоянного тока 3) DC/ DC – преобразователь с ЧИМ 4) DC/ DC – преобразователь с ШИМ.

8.2. Тиристорные ключи постоянного тока:: 1) Тиристорный ключ, запираемый приложением обратного напряжения 2) Тиристорный ключ, запираемый импульсом обратного тока 3) Сравнение схем коммутации напряжением и током в тиристорных ключах.

8.3. Расчет параметров коммутирующего контура:: 1) Анализ процессов коммутации в схеме с приложением обратного напряжения 2) Расчет требуемых значений LK и CK для схемы с приложением обратного напряжения 3) Расчет требуемых значений LK и CK для схемы с импульсом обратного тока.

8.4. Схемы импульсных преобразователей:: 1) Классификация схем 2) Схемы с одноступенчатой коммутацией 3) Схемы с двухступенчатой коммутацией 4) Электромагнитные процессы при импульсном регулировании.

9. Системы управления вентильными преобразователями. (Компетенция/и ОПК-2)

9.1. Функции и структура систем управления (СУ):: 1) Основные задачи решаемые СУ 2) Обобщенная структурная схема нереверсивного вентильного преобразователя 3) Структурная схема СУ реверсивного вентильного преобразователя.

9.2. Фазосмещающие устройства (ФСУ):: 1) Назначение ФСУ 2) Структурная схема ФСУ вертикального типа 3) Работа ФСУ при косинусоидальной форме опорного напряжения 4)ФСУ с линейной формой опорного напряжения 5) Цифровые ФСУ вертикального типа.

9.3. Одноканальные и многоканальные системы управления:: 1) Структурная схема и принцип работы многоканальной СУ 2) Недостатки многоканальных СУ 3) Обобщенная структурная схема одноканальной СУ вертикальногоТипа 4) Цифровая одноканальная ФСУ вертикального типа.

10. Применение силовых электронных устройств. (Компетенция/и ПК-3)

10.1. Общие технические требования:: 1) Аварии, возникающие при эксплуатации силовых электронных устройств 2) Аварии, возникающие при внешнем КЗ 3) Аварии, возникающие при внутреннем КЗ.

10.2. Защита в аварийных режимах:: 1) Защита выпрямителей от перегрузок 2) Способы электронной защиты.

10.3. Эксплуатационный контроль и диагностика технического состояния:: 1)Основная задача эксплуатационного контроля 2) Диагностика преобразователей.


Отведенное количество часов по видам учебных занятий и работы

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Трудоемкость в часах по видам занятий
Лекции Практические занятия, семинары Лабораторные работы Самоподготовка
1 8 4 8 6
2 8 2 8 9
3 6 4 8 2
4 6 4 4 4
5 4 2 4 5
6 8 4 4 15
7 8 4 4 20
8 6 2 4 20
9 6 4 2 20
10 4 2 2 21
Итого 64 32 48 122
В т.ч. по интерактивным формам     16  

Лабораторный практикум

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование лабораторных работ Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 4
1 Изучение правил техники безопасности в лаборатории и особенности конструкции полупроводниковых приборов 8
2 Исследование полупроводниковых диодов 4
Исследование стабилитронов 4
3 Исследование тиристоров 4
Исследование биполярных транзисторов 2
Исследование полевых транзисторов 2
4 Исследование RC-усилительного каскада на биполярном транзисторе 2
Исследование основных характеристик и параметров операционного усилителя 2
5 Исследование инвертирующего операционного усилителя 2
Исследование неинвертирующего операционного усилителя 2
Семестр № 5
6 Изучение правил техники безопасности в лаборатории и особенности конструкции силовых полупроводниковых приборов 2
Исследование особенностей группового соединения силовых полупроводниковых вентилей 2
7 Исследование однофазного мостового выпрямителя 4
8 Исследование процессов фильтрации выходного напряжения на выходе выпрямителей 2
Исследование схем неуправляемых выпрямителей трехфазного тока 2
9 Исследование управляемых выпрямителей 2
10 Исследование импульсного DC/DC преобразователя 2

Практические занятия (семинары)

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование (тематика) практических работ, семинаров Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 4
1 Расчет параметров полупроводниковых диодов 2
Расчет параметров и схем включения стабилитронов 2
2 Расчет вторичных параметров биполярного транзистора 2
3 Расчет ключевого режима биполярного транзистора 2
Расчет рабочего режима биполярного транзистора 2
4 Расчет параметров полевого транзистора 2
Анализ и расчет статических параметров тиристоров 2
5 Расчет параметров оптронов 2
Семестр № 5
6 Выдача заданий на курсовую работу 2
Определение количества параллельно и последовательно включенных диодов и тиристоров в вентильном плече преобразователя 2
7 Расчет параметров и характеристик основных схем неуправляемых выпрямителей 2
Расчет параметров и характеристик основных схем управляемых выпрямителей 2
8 Расчет и построение внешних и регулировочных характеристик основных схем управляемых выпрямителей 2
9 Изучение схем управляемых выпрямителей трехфазного тока и влияние отдельных элементов схемы на их работу 2
Расчет параметров и характеристик схем зависимых и автономных инверторов 2
10 Расчет параметров и характеристик схем DC/DC преобразователя 2

Самостоятельное изучение учебного материала (самоподготовка)

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование тем, вопросов, вынесенных для самостоятельного изучения Трудоемкость внеаудиторной работы, часы
Семестр № 4
1 Структура кристаллов. Дефекты кристаллической решетки 6
2 Подвижность носителей заряда в сильных электрических полях 9
3 Электростатическая ионизация 2
4 Образование электронно-дырочного перехода. Работа выхода 2
Образование электронно-дырочного перехода. Контакт двух металлов 2
5 Оптоэлектронные приборы и устройства. Волоконно-оптические линии связи 5
Семестр № 5
6 Выпрямители однофазного тока. Система предельных параметров силовых полупроводниковых вентилей 15
7 Аварийные режимы работы выпрямителей. Короткое замыкание управляемых выпрямителей. Особенности аварийного режима сложной двенадцатипульсовой схемы двухмостового выпрямителя 20
8 Выпрямители трехфазного тока. Особенности аварийного режима сложной двенадцатипульсовой схемы двухмостового выпрямителя. Параллельная работа инвертора с выпрямителем 10
Преобразование однофазного тока для питания асинхронных двигателей 10
9 Изучение схем автономных инверторов напряжения и тока 20
10 Изучение систем управления вентильным преобразователем 21

Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Гордеев-Бургвиц М.А. Общая электротехника и электроника [Электронный ресурс]: Учебное пособие/ Гордеев-Бургвиц М.А.— Электрон. текстовые данные.— М.: Московский государственный строительный университет, Ай Пи Эр Медиа, ЭБС АСВ, 2015.— 331 c ЭБС IPRBooks
2 Водовозов A.M. Основы электроники [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Водовозов A.M.— Электрон. текстовые данные.— М.: Инфра-Инженерия, 2016.— 140 c.Ай Пи Эр Медиа ЭБС IPRBooks

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)
4 5
ОПК-2 + +
ОПК-3 + +
ПК-3 + +

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования

Компе-
тенция
Этап
формирования
ОП (семестр)
Показатель оценивания Критерий оценивания
ОПК-2 4 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
Балльная оценка за курсовую работу - качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
5 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
ОПК-3 4 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
Балльная оценка за курсовую работу - качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
5 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
ПК-3 4 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
Балльная оценка за курсовую работу - качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
5 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.

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 управляемого однофазного выпрямителя.


Контрольные работы, расчетно-графические работы, рефераты

Не предусмотрено.


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

Экзамен. Семестр № 4

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1) История развития электроники как науки.
2) Применение электронных приборов в электроэнергетике.
3) Физико-химические свойства основных п/п материалов.
4) Энергетические зоны в кристалле.
5) Собственная проводимость полупроводников.
6) Примесная проводимость полупроводников.
7) Вырожденные полупроводники.
8) Невырожденные полупроводники.
9) Основные и неосновные носители заряда.
10) Критическая напряженность электрического поля.
11) Подвижность носителей заряда в сильных электрических полях.
12) Термоэлектронная эмиссия.
13) Электростатическая ионизация.
14) Образование электронно-дырочного перехода.
15) Работа выхода.
16) Контакт двух металлов.
17) Контакт металла и полупроводника.
18) Контакт двух полупроводников.
19) Включение р-n-перехода в электрическую цепь.
20) Прямое включение.
21) Обратное включение.
22) Ток дрейфа и ток диффузии.
23) Вольт - амперная характеристика р-n-перехода.
24) Уравнение ВАХ.
25) Основные параметры р-n-перехода.
26) Виды пробоев р-n-перехода.
27) Принцип действия и классификация п/п диодов.
28) Плоскостные и точечные диоды.
29) Основные параметры и УГО п/п диодов.
30) Специальные типы полупроводниковых диодов.
31) Назначение и классификация транзисторов.
32) Физические процессы в биполярных транзисторах.
33) Основные статические характеристики и параметры биполярных транзисторов.
34) Физические процессы и схемы включения полевых транзисторов.
35) Стоковые и стоко - затворные характеристики полевых транзисторов.
36) Основные параметры полевых транзисторов.
37) Физические процессы в неуправляемых p-n-p-n тиристорах.
38) Управляемые тиристоры.
39) Вольт - амперная характеристика неуправляемых и управляемых тиристоров.
40) Назначение и классификация оптоэлектронных приборов.
41) Оптроны.

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1) Уметь экспериментально снимать ВАХ полупроводниковых диодов
2) Уметь на основе экспериментально снятой ВАХ определять основные параметры полупроводниковых диодов
3) Уметь экспериментально снимать статические входные и выходные характеристики биполярных транзисторов
4) Уметь экспериментально снимать стоковые и стокозатворные характеристики основных типов полевых транзисторов
5) На основе экспериментально снятых входных и выходных статических характеристик рассчитыватьZ,Y,H-параметры транзисторов
6) Рассчитывать предельно допустимые токи и напряжения в выходных цепях биполярных и полевых транзисторов
7) Строить эквивалентные схемы замещения полупроводниковых диодов для различных частотных диапазонов работы
8) Разрабатывать схемы замещения биполярных и полевых транзисторов с учетом граничных частот работы активных элементов
9) Уметь экспериментально снимать амплитудные ,амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики усилительных каскадов с биполярными и полевыми транзисторами
10) Определять основные статические параметры логических ИМС
11) Определять основные динамические параметры логических ИМС
12) Уметь на основе экспериментально снятых ВАХ тиристоров определять их статические параметры
13) Экспериментально снимать и анализировать основные характеристики оптронов

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1) Методами изучения физических процессов в полупроводниковых диодах.
2) Методами изучения физических процессов в биполярных транзисторов.
3)Методами изучения основных физических процессов в полевых транзисторах.
4) Владеть методикой расчета биполярных и полевых транзисторов в режиме электронного ключа.
5) Владеть методикой расчета биполярных и полевых транзисторов в режиме усиления.
6) Владеть методикой расчета основных параметров полупроводниковых диодов.
7) Владеть методикой расчета H-параметров биполярных транзисторов.
8) Методикой расчета рабочего режима биполярного транзистора.
9) Методикой снятия и построения стоковых и стокозатворных характеристик полевых транзисторов.
10) Методикой снятия и построения входных и выходных статических характеристик биполярных транзисторов.
11) Методикой снятия и построения ВАХ тиристоров различных типов.

Зачет. Семестр № 5

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1)История развития силовой электроники как науки
2)Применение силовых электронных приборов в электроэнергетике
3)Основные параметры силовых п/п вентилей
4)Конструктивное выполнение силовых п/п вентилей
5)Маркировка силовых п/п вентилей
6)Параллельное соединение п/п вентилей
7)Последовательное соединение п/п вентилей
8)Принцип действия тиристора (динистора)
9)Принцип действия управляемых тиристоров
10)Основные характеристики и параметры тиристоров
11)Общие сведения о выпрямителях переменного тока, применяемых на ж.д. транспорте
12)Схема и принцип действия однополупериодной схемы выпрямления
13)Схема и принцип работы двухполупериодной мостовой схемы выпрямления
14)Схема и принцип работы двухполупериодной схемы выпрямления с нулевым выводом трансформатора
15)Схема и принцип работы трехфазной схемы выпрямления с нулевым выводом трансформатора
16)Схема и принцип работы трехфазной мостовой схемы выпрямления (схема Ларионова)
17)Коммутация вентильных токов в неуправляемых выпрямителях
18)Коммутация вентильных токов в выпрямителях с управляемыми вентилями
19)Внешние характеристики неуправляемых выпрямителей
20)Внешние характеристики управляемых выпрямителей
21)Основные параметры выпрямительных установок
22)Классификация инверторов
23)Принцип работы зависимого инвертора
24)Коммутация анодных токов при работе зависимого инвертора
25)Внешняя характеристика инвертора.
26)Схемы инверторов применяемых на тяговых подстанциях.
27)Особенности инверторов для ЭПС
28)Схема и принцип работы автономного инвертора
29)Преобразование однофазного тока для питания асинхронных двигателей на основе автономного инвертора
30)Коммутационные процессы в автономных инверторах
31)Принцип импульсного регулирования напряжения постоянного тока
32)Виды модуляции, применяемые при управлении импульсными преобразователями постоянного тока
33)Схема и принцип работы тиристорно-импульсного преобразователя с частотной модуляцией
34)Схема и принцип работы тиристорно-импульсного преобразователя с широтно-импульсной модуляцией
35)Функция и структура систем управления преобразователями
36)Фазосмещающие устройства вертикального типа
37)Одноканальные системы управления
38)Многоканальные системы управления
39)Переходные процессы и аварийные режимы в цепях преобразователей
40)Способы и схемы защиты преобразователей от токов короткого замыкания и перенапряжений
41)Схема и принцип работы двойной нулевой схемы выпрямления трехфазного тока с уравнительным реактором
42)Внешняя характеристика инвертора.
43)Параллельная работа инвертора с выпрямителем
44)Автономные инверторы напряжения с двухступенчатой коммутацией
45)Пульсации выпрямленного тока при двухпульсовых схемах выпрямления
46)Двенадцати пульсовые схемы выпрямления
47)Применение микроконтроллеров в СУ управляемых преобразователей.
48)Аварийные режимы в регулируемых преобразователях

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1)Уметь экспериментально снимать ВАХ силовых полупроводниковых диодов
2)Уметь на основе экспериментально снятой ВАХ определять основные параметры силовых полупроводниковых диодов.
3)Уметь экспериментально снимать статические входные и выходные характеристики силовых транзисторов.
4)Уметь экспериментально снимать ВАХ параллельно соединенных силовых полупроводниковых диодов.
5)На основе экспериментально снятой ВАХ определять основные параметры силовых полупроводниковых диодов.
6)Рассчитывать предельно допустимые токи и напряжения в выходных цепях силовых транзисторов.
7)Уметь экспериментально снимать внешние характеристики выпрямителей.
8)Уметь экспериментально снимать регулировочные характеристики управляемых выпрямителей
9)Уметь экспериментально снимать внешние характеристики зависимого инвертора.
10)Уметь экспериментально снимать внешние характеристики автономного инвертора.
11)Определять основные параметры схем коммутации автономного инвертора.
12)Уметь анализировать коммутационные процессы в зависимых и автономных инверторах.
13)Уметь анализировать переходные процессы и аварийные режимы в цепях преобразователей.
14)Определять основные параметры схем управления в управляемых преобразователях

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1)Методами изучения физических процессов в силовых полупроводниковых диодах.

2)Методами изучения физических процессов в IGBT- транзисторах.

3)Методами изучения основных физических процессов в силовых полевых транзисторах.

4)Владеть методикой расчета силовых транзисторов в режиме электронного ключа.

5)Владеть методикой расчета группового соединения силовых полупроводниковых вентилей.

6)Владеть методикой расчета основных параметров управляемых выпрямителей.

7)Владеть методикой расчета основных параметров зависимого инвертора.

8)Методикой расчета основных параметров неуправляемых выпрямителей.

9)Методикой анализа коммутационных процессов в зависимых инверторах.

10)Методикой анализа коммутационных процессов в автономных инверторах.

11)Методикой анализа аварийных режимов в нерегулируемых преобразователях.

12)Методикой анализа аварийных режимов в регулируемых преобразователях.


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 ОПК-2 4 1, 3 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1, 3 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
1, 3 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
1, 3 Балльная оценка за курсовую работу - качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
5 6, 9 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
6, 9 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
6, 9 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
Знает, Умеет, Имеет навыки ОПК-3 4 2 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
2 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
2 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
2 Балльная оценка за курсовую работу - качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
5 7, 8 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
7, 8 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
7, 8 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
Знает, Умеет, Имеет навыки ПК-3 4 4, 5 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
4, 5 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
4, 5 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
4, 5 Балльная оценка за курсовую работу - качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
5 10 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
10 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
10 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.

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" Экзамен (письменно-устный).
Зачет (письменно-устный).
Выполнение практического задания в аудитории.
Выполнение лабораторной работы (подготовка отчета).
Защита курсовой работы.
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 Миленина, С. А. Электроника и схемотехника : учебник и практикум для академического бакалавриата / С. А. Миленина ; под ред. Н. К. Миленина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Издательство Юрайт, 2019. — 270 с. — (Серия : Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-534-05078-3. ЭБС Юрайт
2 Розанов, Ю. К.Силовая электроника : учебник и практикум для академического бакалавриата / Ю. К. Розанов, М. Г. Лепанов ; под редакцией Ю. К. Розанова. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 206 с. — (Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-9916-9440-7. — Текст : электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — Наличие в ЭБС: ЭБС "Юрайт" ЭБС Юрайт

Дополнительная литература

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Электронная преобразовательная техника. [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Кулинич Ю.М. - М. : УМЦ ЖДТ, 2015. - ЭБС УМЦ ЖДТ 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 Учебно-наглядное пособие - тематические иллюстрации по дисциплине "Силовая электроника". РГУПС. - Ростов н/Д, 2019. ЭИОС РГУПС
2 Ермуратский П.В. Электротехника и электроника [Электронный ресурс]/ Ермуратский П.В., Лычкина Г.П., Минкин Ю.Б.— Электрон. текстовые данные.— М.: ДМК Пресс, 2011.— 416 c.Ай Пи Эр Медиа ЭБС IPRBooks
3 Детистов В.А. Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине "Электроника" РГУПС, Ростов-на-Дону, 2008. ЭБС РГУПС
4 Розанов, Ю. К. Силовая электроника : учебник и практикум для академического бакалавриата / Ю. К. Розанов, М. Г. Лепанов ; под ред. Ю. К. Розанова. — М. : Издательство Юрайт, 2019. — 206 с. — (Серия : Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-9916-9440-7. ЭБС Юрайт

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
2 Quite Universal Circuit Simulator (QUCS) 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);

Персональные компьютеры;

Лабораторное оборудование.

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


"____" _________________20___г.


Код РПД: 47730.