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 "Электрические машины"

по Учебному плану

в соответствии с ФГОС ВО 3+ по направлению подготовки

15.03.03 Прикладная механика

Программа прикладного бакалавриата

Проектно-конструкторское обеспечение машиностроительных производств

Квалификация выпускника "Бакалавр"

Ростов-на-Дону

2019 г.

 



 






Автор-составитель к.т.н., доц. Трубицина Надежда Анатольевна предлагает настоящую Рабочую программу дисциплины 1Б.В.ОД "Электрические машины" 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 провел(а):

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





Рекомендуемое имя и тип файла документа:
1БВОД_Электрические м_Б_15.03.03_во_5_ЭМА_п35563_41029.doc


Наименование, цель и задача дисциплины

Дисциплина "Электрические машины".

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

Целью дисциплины "Электрические машины" 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 "Проектно-конструкторское обеспечение машиностроительных производств".

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 "Проектирование наземных транспортных систем", "Проектирование технологических машин";

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: основные физические процессы, протекающие в электрических машинах и трансформаторах, и законы электромеханики

Умеет: использовать физико-математический аппарат при решении профессиональных задач

Имеет навыки: систематизации и классификации проблем в профессиональной деятельности

ОПК-3 - способностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения физико-математический аппарат

Знает: конструкцию и принцип работы электрических машин и трансформаторов

Умеет: читать электрические схемы электрических машин

Имеет навыки: выполнения типовых расчётов основных электромагнитных величин электрических машин и трансформаторов

ПК-12 - готовностью участвовать в проектировании машин и конструкций с целью обеспечения их прочности, устойчивости, долговечности и безопасности, обеспечения надежности и износостойкости узлов и деталей машин

Место дисциплины 1Б.В.ОД "Электрические машины" 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 : "Высшая математика", "Начертательная геометрия. Инженерная графика", "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.

Обозначение-аббревиатура учебных групп, для которых данная дисциплина актуальна: ТКБ.

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: 4 года очное бакалавриат

Общая трудоемкость данной дисциплины 3 зачетные единицы (108 часов), в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП) с учетом ИЗ и КСР 38 часов.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в семестре
5
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 32 32 32
Лекции (Лек) 16 16 16
Лабораторные работы (Лаб) 16 16 16
Практические, семинары (Пр)      
Индивидуальные занятия (ИЗ),
контроль самостоятельной работы (КСР)
6 6 6
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 61   61
Контрольная работа (К)      
Реферат (Р)      
Расчетно-графическая работа (РГР)      
Курсовая работа (КР)      
Курсовой проект (КП)      
Самоподготовка 61   61
Контроль, всего и в т.ч. 9   9
Экзамен (Экз)      
Зачет (За) 9   9
Общая трудоемкость, часы 108 38 108
Зачетные единицы (ЗЕТ) 3   3

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

Содержание дисциплины

Семестр № 5

1. Трансформаторы (ТР). (Компетенция/и ОПК-3)

1.1. Конструкция и принцип действия трансформаторов. Схемы и группы соединений обмоток:: 1) Основные конструктивные элементы ТР. 2) Принцип действия ТР и способы охлаждения. 3) Основные схемы соединения обмоток ТР. 4) Группы соединения обмоток ТР.

1.2. Рабочие процессы в ТР. Параллельная работа ТР: 1) Опыт холостого хода (х.х.) ТР. 2) Опыт короткого замыкания (к.з.) ТР. 3) Работа ТР под нагрузкой. 4) Условия включения ТР на параллельную работу.

2. Машины постоянного тока (МПТ). (Компетенция/и ОПК-3, ПК-12)

2.1. Конструкция и принцип действия МПТ: 1) Классификация и свойство обратимости ЭМ. 2) Основные конструктивные элементы МПТ. 3) Принцип действия генератора и двигателя постоянного тока (ГПТ и ДПТ). 4) Обмотки якорей МПТ.

2.2. Генераторы и двигатели постоянного тока (ГПТ и ДПТ): 1) Классификация и электрические схемы ГПТ и ДПТ. 2) Основные характеристики ГПТ независимого и параллельного возбуждения. 3) Основные характеристики ДПТ последовательного возбуждения. 4) Способы пуска и регулирования ДПТ.

3. Асинхронные машины (АМ). (Компетенция/и ОПК-3, ПК-12)

3.1. Конструкция и принцип действия АМ: 1) Условия возникновения вращающегося магнитного поля. 2) Основные конструктивные элементы АМ. 3) Принцип действия АМ – двигательный, генераторный режимы и режим электромагнитного тормоза.

3.2. Рабочие процессы в АМ. Пуск асинхронных двигателей (АД): 1) Уравнения, описывающие рабочий процесс в АМ. 2) Приведение величин цепи ротора к обмотке статора. 3) Векторная диаграмма АД и схема замещения. 4) Механическая характеристика АМ. 5) Пуск трехфазных АД.

4. Синхронные машины (СМ). (Компетенция/и ОПК-3, ПК-12)

4.1. Конструкция и принцип действия СМ: 1) Конструкция СМ. 2) Принцип действия синхронного генератора и двигателя (СГ и СД). 3) Охлаждение СМ.

4.2. Синхронные генераторы и синхронные двигатели: 1) Характеристики СГ. 2) Параллельная работа СГ. 3) Основные способы пуска СД. 4) Синхронные компенсаторы (СК).


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 4   4 15
2 4   4 16
3 4   4 15
4 4   4 15
Итого 16   16 61
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 № 5
1 Исследование однофазного трансформатора (режимы холостого хода и короткого замыкания). 2
Исследование параллельной работы трансформаторов. 2
2 Исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения. 2
Исследование двигателя постоянного тока последовательного возбуждения. 2
3 Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором методом холостого хода и короткого замыкания. 2
Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором методом нагрузки. 2
4 Исследование синхронного генератора. 2
Исследование синхронного компенсатора. 2

Практические занятия (семинары)

Не предусмотрено.


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 № 5
1 Элементы конструкции трехфазных ТР. 3
Основные потери и КПД ТР. 2
Приведенный ТР. 2
Векторные диаграммы ТР под нагрузкой, схемы замещения и внешние характеристики 4
Параллельная работа ТР при несоблюдении условий включения. 4
2 Основные участки магнитной цепи МПТ. 1
Магнитная характеристика МПТ и коэффициент насыщения магнитной цепи. 2
Реакция якоря и ее виды, компенсационная обмотка. 5
Коммутация МПТ, причины и степень искрения, понятие кругового огоня. Способы улучшения коммутации. 6
Основные электромагнитные соотношения в ГПТ и ДПТ. 2
3 АМ при неподвижном роторе, замещение вращающегося ротора эквивалентным неподвижным. 4
Электромагнитный момент АМ. 4
Круговая диаграмма АД и рабочие характеристики. 4
Условия устойчивой работы АД, регулирование частоты вращения. 3
4 Реакция якоря СГ. 4
Векторная диаграмма неявнополюсного СГ с учетом насыщения. 4
Основные характеристики СД. 4
Потери мощности и КПД в ЭМ. 3

Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Соломин В. А. Машины переменного тока : учеб.-метод. пособие к лаб. работам/ В. А. Соломин, Н. А. Трубицина, Л. Л. Замшина; ФГБОУ ВПО РГУПС. -Ростов н/Д, 2014. ЭБС "РГУПС" ЭБС РГУПС
2 Соломин В. А. Машины постоянного тока и трансформаторы : учеб.-метод. пособие к лаб. работам/ В. А. Соломин, Л. Л. Замшина, Н. А. Трубицина; ФГБОУ ВПО РГУПС. -Ростов н/Д, 2014.ЭБС "РГУПС" ЭБС РГУПС
3 Соломин, В.А. Техника безопасности в лабораториях кафедры «Электрические машины и аппараты»: учебно-методическое пособие к лабораторным работам / В.А. Соломин, Н.А. Трубицина, Л.Л. Замшина; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2015 ЭБС "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
ОПК-3 +
ПК-12 +

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования

Компе-
тенция
Этап
формирования
ОП (семестр)
Показатель оценивания Критерий оценивания
ОПК-3 5 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
ПК-12 5 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
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)

Не предусмотрено.


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)Классификация ЭМ и свойство обратимости.
2)Принцип действия ТР.
3)Конструкция магнитопроводов и обмоток ТР.
4)Элементы конструкции трехфазных ТР.
5)Основные схемы соединения обмоток ТР.
6)Группы соединения обмоток ТР.
7)Теория рабочего процесса ТР, основные уравнения.
8)Приведенный ТР.
9)Параллельная работа ТР, условия включения.
10)Конструкция МПТ.
11)Виды обмоток якорей МПТ.
12)Принцип действия ГПТ и ДПТ.
13)Основные участки магнитной цепи МПТ..
14)Классификация и электрические схемы ГПТ и ДПТ.
15)Способы пуска и регулирования ДПТ.
16)Реакция якоря и ее виды.
17)Коммутация МПТ.
18)Способы улучшения коммутации.
19)Компенсационная обмотка и способы улучшения коммутации МПТ.
20)Условия возникновения вращающегося магнитного поля.
21)Конструкция АМ.
22)Принцип действия АМ – двигательный, генераторный режимы и режим электромагнитного тормоза.
23)Приведенная АМ.
24)Способы пуска АД.
25)Способы регулирование частоты вращения АД.
26)Конструкция СМ.
27)Принцип действия СГ и СД.
28)Охлаждение СМ.
29)Реакция якоря СМ.
30)Параллельная работа СГ, условия включения, метод точной и грубой синхронизации.
31)Способы пуска СД.
32)Конструкция и принцип работы синхронного компенсатора.

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1)Определить потери энергии и КПД в ЭМ и ТР.
2)Составить уравнения, описывающие рабочий процесс в ТР.
3)Выполнить опыт х.х. ТР и определить параметры схемы замещения по опытным данным.
4)Выполнить опыт к.з. ТР и определить параметры схемы замещения по опытным данным.
5)Привести параметры вторичной обмотки ТР к числу витков первичной.
6)Рассчитать простые петлевые обмотки якоря МПТ.
7)Рассчитать простые волновые обмотки якоря МПТ.
8)Рассчитать основные участки магнитной цепи МПТ и определить коэффициент насыщения аналитическим методом.
9)Оценить класс коммутации.
10)Определить основные электромагнитные параметры в ГПТ.
11)Определить основные электромагнитные параметры в ДПТ.
12)Выполнить опыт х.х. АД и определить коэффициент мощности по опытным данным.
13)Выполнить опыт к.з. АД и определить коэффициент мощности по опытным данным.
14)Составить уравнения, описывающие рабочий процесс в АМ.
15)Привести величины цепи ротора АМ к обмотке статора.

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1)Построить векторные диаграммы обмоток ТР при различных группах соединения.

2)Построить векторную диаграмму ТР при активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузке.

3)Построить внешние характеристики ТР при различном характере нагрузки.

4)Построить схему замещения ТР.

5)Построить схему-развертку простой петлевой и простой волновой обмотки МПТ.

6)Построить магнитную характеристику МПТ и определить коэффициент насыщения графическим методом.

7)Построить характеристики ГПТ независимого и параллельного возбуждения.

8)Построить характеристики ДПТ последовательного возбуждения.

9)Построить векторную диаграмму АД при активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузке.

10)Построить схему замещения АМ.

11)Построить механическую характеристику АМ.

12)Построить рабочие характеристики АД.

13)Построить пусковые характеристики АД с фазным ротором.

14)Построить характеристики СГ.

15)Построить характеристики СД.


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-3 5 1, 2, 3, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1, 2, 3, 4 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
Знает, Умеет, Имеет навыки ПК-12 5 2, 3, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
2, 3, 4 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" Зачет (письменно-устный).
Выполнение лабораторной работы (подготовка отчета).
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 Игнатович В.М. Электрические машины и трансформаторы [Электронный ресурс] : учебное пособие / В.М. Игнатович, Ш.С. Ройз. — Электрон. текстовые данные. — Томск: Томский политехнический университет, 2013. — 182 c ЭБС IPRBooks

Дополнительная литература

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Копылов, И. П. Электрические машины в 2 т. Том 2 : учебник для академического бакалавриата / И. П. Копылов. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 407 с. — (Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-534-03224-6. ЭБС Юрайт
2 Копылов, И. П. Электрические машины в 2 т. Том 1 : учебник для академического бакалавриата / И. П. Копылов. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 267 с. ЭБС Юрайт

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 Трубицина Н.А. Учебно-наглядное пособие - тематические иллюстрации по дисциплине "Электрические машины". РГУПС. - Ростов н/Д, 2019. ЭИОС РГУПС
2 Петрушин А.Д. Электрические машины и электропривод : учеб. пособие / А.Д. Петрушин, Н.К. Колесников, Н.А. Трубицина; РГУПС. -Ростов н/Д, 2008. ЭБС "РГУПС" ЭБС РГУПС
3 Трубицина, Н. А. Сборник задач: учеб. метод. пособие для практических работ / Н. А. Трубицина; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2015.ЭБС "РГУПС" 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
2 ОС Microsoft Windows И
3 Офисное программное обеспечение Microsoft Office 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;

Образец техники.

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


"____" _________________20___г.


Код РПД: 41029.