МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛПО ТЕМАТИКЕ«УЗЛОВЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ И КОНСТРУКЦИИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН»ЗАВЕДУЮЩАЯ КАФЕДРОЙ ДОКТОР ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК ПРОФЕССОРГОЛЬДБЕРГ ОСКАР ДАВИДОВИЧПРОФЕССОР КАФЕДРЫ ХЕЛЕМСКАЯ СОФЬЯ ПЕТРОВНАПРОФЕССОР КАФЕДРЫ ГОЛУБОВИЧ АНГЕЛИНА ИВАНОВНА^ ДОЦЕНТ КАФЕДРЫ САФОНОВ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧМосква 2011 г.РЕФЕРАТОбъем НОМ составляет 32 страниц текста формат шрифта Times New Roman №12 одинарного интервала, использовано 23 литературных источника. В научно-образовательных материалах рассматривается содержание ряда дисциплин, преподаваемых кафедрой электрических машин МГОУ студентам, обучающимся для получения квалификации «бакалавр» по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» по профилю «Электромеханика». Сформулированы узловые положения ряда основных дисциплин, преподаваемых для студентов, обучающихся Результаты исследования использованы при составлении рабочих учебных программ, учебно-методических комплексов. НОМ может быть рекомендован для преподавателей среднего профессионального образования и преподавателей вузов, обучающих студентов по профилю «Электромеханика». . ^ СОДЕРЖАНИЕ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА 1 Двухуровневая подготовка специалистов и особенности разработки учебных программ для подготовки бакалавров 4 2 Электрические машины 7 2.1 Анализ распределения времени на изучение дисциплины 7 2.2 Общая характеристика дисциплины 8 2.3 Цели и задачи дисциплины. Формируемые профессиональные компетенции (ПК) 9 2.4 Особенности и методика преподавания дисциплины 9 2.5 Содержание основных разделов дисциплины 11 3 Технология изготовления электромагнитных устройств и электромеханических преобразователей 12 3.1 Общая характеристика содержания дисциплины 12 3.2 Цели и задачи дисциплины 13 3.3 Основные разделы дисциплины 14 3.4 Анализ содержания дисциплины 16 3.5. Выводы 18 4 Испытания эксплуатация и ремонт электрических машин 19 4.1 Цели и задачи дисциплины 20 4.2 Основные разделы и содержание дисциплины 21 4.3 Узловые положения дисциплины 22 5 Проектирование малых электрических машин 23 5.1 Анализ распределения времени на изучение дисциплины 23 5.2 Общая характеристика дисциплины 24 5.3 Особенности и методика преподавания дисциплины 25 5.4 Содержание основных разделов дисциплины 26 6 Аэродинамические и тепловые расчеты электрических машин 28 6.1 Цель и задачи дисциплины 28 6.2 Основные разделы и содержание дисциплины 28 6.3. Узловые положения дисциплины 30 1. Двухуровневая подготовка специалистов и особенности разработки учебных программ для подготовки бакалавров. В условиях быстро изменяющихся условий рынка бакалавр должен наряду с фундаментальными знаниями в области электромеханики иметь широкий кругозор по основным разделам смежных областей. Это значит, что выпускник-бакалавр, работающий на производстве, например, в области машин постоянного тока, при необходимости мог с наименьшими затратами времени переквалифицироваться на машины синхронные с возбуждением от постоянных магнитов, асинхронные, силовые трансформаторы, линейные электродвигатели, вентильные машины и т.д. Некоторые студенты-заочники, обучающиеся по профилю «Электромеханика», работают преимущественно на предприятиях, изготавливающих, эксплуатирующих серийные и другие классические электрические машины. В этом случае выпускник работает в сфере производства определенного вида электрической машины и узкая специализация для него является главной. В большинстве случаев студенты-заочники работают во время учебы на одних предприятиях, а после получения диплома меняют место работы, а, значит, зачастую и характер деятельности. При этом выпускникам приходится эксплуатировать и разрабатывать электрические машины специальных приводов. Для этих инженеров важной является не только узкая специализация, характерная для его работы в настоящее время, но и относительно широкий кругозор в области других электрических машин, электрического привода, автоматического управления и т.д. облегчающих переход на другую узкую специализацию. Технический прогресс обуславливает появление совершенно новых типов машин, у которых принцип работы, конструкция, методы испытаний зачастую не освещаются в отечественной технической литературе. Так, например, в России не известны электростатические асинхронные электродвигатели, большинство частей которых выполняется по особой технологии из кремния. Такие двигатели серийно выпускаются с конца 90-х годов прошлого века в США, и такие двигатели находят применение в микроэлектромеханических системах. Непрерывно появляются также новые компьютерных расчетные методики и методы моделирования. Поэтому инженер-специалист в таких условиях зачастую должен переучиваться, повышать свой инженерный уровень. Методика преподавания цикла дисциплин кафедры «Электрические машины» для студентов бакалавриата по профилю «Электромеханика» должна быть ориентирована на подготовку бакалавров относительно широкого профиля в области электромеханики. Заочная система образования имеет следующие основные отличительные особенности: а) контингент студентов состоит из молодых работников предприятий, имеющих производственный опыт, соответствующий избранной специальности, и предназначенных, в основном, для работы на тех же предприятиях; б) процесс обучения проходит без отрыва от производства и при остром дефиците времени. В традиционных учебных дисциплинах, изучаемых в ВУЗ̉е, периодически появляются новые разделы, отражающие современное развитие науки и техники. В учебные планы включаются новые дисциплины, наличие которых приводит к необходимости сокращения некоторых традиционных курсов. Особенности современного учебного процесса в высшей школе, обусловленные техническим прогрессом и развитием систем образования без отрыва от производства, переход на двухуровневую систему бакалавр – магистр, требует разработки специальных методик преподавания, позволяющих непрерывно модернизировать учебные дисциплины, обеспечивая эффективность процесса обучения при сокращении объема дисциплины и дефиците учебного времени. Вариант подобной методики преподавания, разработанной для студентов, обучающихся по заочной системе образования и изучающих комплекс дисциплин кафедры «Электрические машины» излагается в настоящей работе. В основе методики лежит деление курса на основной материал (узловые положения курса) и информативный. В 2000 г. был утвержден ГОС по подготовке бакалавров по направлению 551300 «Электротехника, электромеханика и электротехнология» [7]. Этот стандарт имел существенные недостатки, которые были учтены в новой редакции по направлению подготовки 140400 [1 ]. На основе ФГОС [1] УМО МЭИ разработал примерную основную образовательную программу высшего профессионального образования по направлению 140400 [2]. Эта программа охватывает большее число задач, чем в [1], и эта программа как и ФГОС используется в данной работе. Кроме того, в данной работе учитываются выводы, сделанные в [8-13]. Со свертыванием обзорных программ многие предприятия прекратили разработку новых конструкций электромеханических преобразователей и их выпуск. Одновременно возрастает потребность в специалистах, не имеющих очень высокую квалификацию, но способных работать с технической документацией, в особенности на иностранных языках, на импортируемые изделия электротехнической промышленности. С учетом этого обстоятельства в Томском политехническом институте в учебных планах бакалавриата в рамках гуманитарного, специального и экономического цикла (до 1440 час.) на изучение иностранного языка отводится до 700 час; т.е. почти в 3 раза больше, чем обычно [8]. Как можно сделать из содержания ФГОС [1] и ПООП УМО [2] одной из самых востребованных дисциплин является дисциплины «Испытания, эксплуатация, ремонт электрических машин». Действительно, согласно [1] при изучении данной дисциплины студенты должны овладеть 16 профессиональными компетенциями, а согласно [2] – дополнительно 4 профильно-специализированными компетенциями, в то же время например, для дисциплины «Теория автоматического управления» предусмотрено овладение 1 – 2 профессиональными компетенциями, и данная дисциплина в основном необходима для развития способности и дальнейшему обучению на втором уровне высшего профессионального образования. Вместе с тем для теории автоматического управления (ТАУ) в рабочем учебном плане МГОУ для профиля подготовки предусмотрено 288 час. общей нормативной трудоемкости, курсовая работа, 12 час. лекций, лабораторные работы, а для дисциплины «Испытания, эксплуатация, ремонт электрических машин» предусмотрено 252 час., курсовой проект, 8 час. лекций, а лабораторные работы не предусмотрены. Такой перекос в пользу ТАУ был бы оправдан при подготовке специалиста (инженера). С учетом специфики рынка труда следует особое внимание уделить фундаментальности вузовской подготовки, особенно на малдих курсах. Сегодня фундаментальность является основой профессиональной гибкости, т.к. условия современного рынка постоянно изменяется. Фундаментальный характер образования является одним из приоритетов Болонского процесса [3]. В квалификационной характеристике выпускники вуза государственные стандарты определяют область, объекты и виды его профессиональной деятельности. Согласно ФГОС, область профессиональной деятельности бакалавров включает в себя совокупность технических средств, способов и методов человеческой деятельности для производства, передачи, распределения, преобразования, применения электрической энергии, управления ее потоками, разработка и изготовление элементов, устройств и систем, реализующих эти процессы [4]. Особенности профессиональной деятельности бакалавра по направлению подготовки «Электроэнергетика и электротехника» многообразны. К профессиональной деятельности бакалавров по профилю «Электромеханика» относятся электрические машины, трансформаторы, электромеханические комплексы и системы, а по профилю «Электрические и электронные аппараты» – электрические и электронные аппараты, комплексы и системы электромеханических и электронных аппаратов. В качестве нововведения по сравнению с ГОС [5] в качестве объектов деятельности для бакалавров всех профилей по направлению 140400 указываются нормативно-техническая документация и системы стандартизации, методы и средства испытаний и контроля качества изделий электротехнической промышленности, электротехнических установок. В ФГОС для бакалавров по направлению 140400 предусмотрены те же виды профессиональной деятельности, как и для инженеров (специалистов): проектно-конструкторская; производственно-технологическая; организационно-управленческая; научно-исследовательская; монтажно-наладочная; сервисно-эксплуатационная. В ФГОС отмечается, что конкретные виды профессиональной деятельности, к которым в основном готовится бакалавр, определяется вузом, что позволяет профилирующей кафедре в качестве ориентиров в своей преподавательской деятельности выбирать конкретные виды профессионального труда, к которым в основном подготавливается выпускник. Для профиля подготовки «Электромеханика» научно-исследовательская деятельность предполагает: использование математических и физических моделей для расчета характеристик электромеханических преобразователей энергии; моделирование магнитных и тепловых полей с использованием прикладного программного обеспечения; производственно-технологическая деятельность предполагает: разработка заводских инструкций по монтажу, испытаниям, наладке и эксплуатации электрических машин, трансформаторов и электромеханических комплексов; контроль исполнения требований конструкторской и технологической документации при производстве электрических машин и трансформаторов; разработка местных инструкций по эксплуатации электрических машин и трансформаторов; разработка технологических карт, плана производств работ, ведение эксплуатационной и ремонтной документации; организационно-управленческая деятельность: участие в разработке нормативной документации; организация монтажа, испытаний, наладки, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта электрических машин и трансформаторов; организация сертификации электрических машин; проектно-конструкторская деятельность: проектирование электрических машин и трансформаторов; разработка конструкторской и технологической документации для производства электрических машин; монтажно-наладочная деятельность: монтаж электрических машин в соответствии с инструкциями заводов изготовителей; оформление документации по результатам монтажных и наладочных работ; сервисно-эксплуатационная деятельность: эксплуатация электрических машин в соответствии с требованиями местных инструкций по эксплуатации; проведение технического обслуживания электрических машин и трансформаторов; проведение текущего, среднего и капитального ремонта; проведение периодического технического освидетельствования электрических машин и трансформаторов. Для профиля «Электромеханика» выпускник должен обладать: умением исследовать электромеханические, виброакустические и тепловые процессы в электрических машинах; умением разрабатывать конструкторскую, технологическую и ремонтную документацию на электрические машины и трансформаторы; умением проектировать электрические машины и трансформаторы; умением монтировать, испытывать, эксплуатировать и ремонтировать электрические машины и трансформаторы; умением организовывать научно-исследовательскую, проектно-конструкторскую работу; умением организовывать работы по монтажу, испытаниям, наладке, эксплуатации и ремонту электрических машин и трансформаторов; готовностью к освоению системных дисциплин и технических процессов; готовностью к решению нестандартных задач при проектировании, конструировании, монтаже, наладке, испытаниях, эксплуатации и ремонту электрических машин и трансформаторов; готовностью освоения смежных дисциплин и технологических процессов; умение решать нестандартные задачи при проектировании, конструировании, монтаже, наладке, испытаниях, эксплуатации и ремонте электрических машин и трансформаторов; способностью проводить учебные занятия в учреждениях начального и среднего профессионального образования; способностью проводить работы по сертификации электрических машин и трансформаторов. Первые два года у специалистов и бакалавров объем дисциплин одинаковый (базовое образование). С 3-го курса программы специалистов и бакалавров уже различаются. Специалиста обучают для конкретной специальности (узкопрофильное), программы обучения бакалавра широкопрофильные, имеют общенаучный и общепрофессиональный характер. Бакалавр получает фундаментальную подготовку без узкой специализации, хотя в дипломе бакалавра указан профиль. Бакалавриат предусматривает учебу и подготовку квалифицированных рядовых сотрудников в течение четырех лет (при заочной форме 5 лет). Есть специальности, по которым диплома бакалавра вполне достаточно. Но есть и также, где четыре года подготовки недостаточно. Опрос выпускников кафедры «Электрические машины» МГОУ, показал, что большинство из них после 5 лет обучения по заочной схеме не чуствовали себя специалистами и только после выполнения дипломного проекта многое вписалось в систему знаний и умения. Положительно к бакалаврам относятся в крупных компаниях, где готовы доучить бакалавра до уровня магистра в соответствии со своими требованиями. Внутри многих компаний имеются свои системы подготовки специалистов. С другой стороны, часто для офисной работы нужен просто образованный человек, умеющий работать с информацией, с людьми, готовить различные документы. Программы подготовки бакалавра построены так, что выпускнику легко сменить профессию. Они построены так, что за 1 год перейти к одной из целого ряда совместимых профессий. Специалист же после 6 лет обучения по заочной форме обучения может получить новую профессию через 2-3 года, обучаясь на коммерческой основе, т.к. это уже будет считаться вторым высшим образованием. Для бакалавра обучение в магистратуре рассматривается как продолжение образования, поэтому появляется возможность поступить на бюджетное место.^ 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ Анализ распределения времени на изучение дисциплины Общая нормативная база содержания дисциплины заложена в: ФГОС ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» (квалификация – бакалавр): Утвержден приказом № 710 Министра образования и науки РФ 8 декабря 2009 г. Введен в действие с 01 января 2010 г. [ 1 ] Примерной основной образовательной программе высшего профессионального образования. Направление подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» (квалификация – бакалавр) / Учебно-методическое объединение вузов по образованию в области энергетики и электротехники. Рекомендована Ректором ГОУ ВПО МЭИ (ТУ) 06.04 2010 г. [ 2 ] Применительно к профилю «Электромеханика» содержание дисциплины определяется рабочей программой дисциплины «Электрические машины» в соответствии с рабочим учебным планом МГОУ для заочной формы обучения. Содержание дисциплины для студентов квалификации «бакалавр» целесообразно базировать на содержании этой дисциплины для студентов квалификации «инженер» с учетом указанных ниже особенностей. Согласно рабочему учебному плану МГОУ студенту направления 140400 (профиль «Электромеханика») на совместную работу с преподавателем отведено 28 часов. Из них: Лекции – 12 часов, Лабораторные работы – 4 часа, Практические занятия – 12 часов. Это значительно меньше, чем у студента направления 140600 специальности 140601 – Электромеханика (подготовка специалиста), которому на работу с преподавателем отведено 76 часов. Из них: Лекции – 44 часа, Лабораторные работы – 16 часов, Практические занятия – 16 часов. При этом на самостоятельную работу студенту направления 140400 (профиль «Электромеханика») выделено 260 часов, против 94 часов выделенных студенту направления 140600 специальности 140601 – Электромеханика. Т.е. наблюдается явный перевес в распределении времени в сторону самостоятельного изучения дисциплины. Согласно примерной основной образовательной программе высшего профессионального образования по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» (квалификация – бакалавр) можно использовать различные типы лекций: вводная, мотивационная (возбуждающая интерес к осваиваемой дисциплине), подготовительная (готовящая студентов к более сложному материалу), интегрирующая (дающая общий теоретический анализ предшествующего материала), установочная (направляющая студентов к источникам информации для дальнейшей самостоятельной работы) [ 2 ]. Исходя из анализа выделенного количества лекционных часов, целесообразно выбрать вводный, мотивационный и установочный тип лекций. Примечательна и меньшая растянутость во времени изучения дисциплины. Так для студента направления 140600 специальности 140601 – Электромеханика дисциплина делится на две части и изучается на 3 и 4 курсах. По каждой части студент сдает зачет и экзамен, по всему курсу выполняет шесть контрольных работ. Студент направления 140400 (профиль «Электромеханика») изучает дисциплину полностью на 3 курсе и сдает экзамен, по всему курсу выполняет одну контрольную работу и один курсовой проект. Сокращение количества контрольных работ при незначительном сокращении часов, отведенных для практических занятий, дает возможность преподавателю уделить достаточно внимания корректировке изучения разделов дисциплины и выполнения основных этапов курсового проекта. ^ Общая характеристика дисциплины Дисциплина «Электрические машины» является базовой (основной общепрофессиональной) частью профессионального цикла подготовки бакалавра по направлению 140400 – Электроэнергетика и электротехника. Поэтому успешное освоение данной дисциплины является отправной точкой для успешного освоения других дисциплин соответствующего профиля направления. Особенностью дисциплины «Электрические машины» является её зависимость от знаний и навыков, полученных в процессе изучения дисциплин: Физика, Теоретические основы электротехники, Электротехническое и конструкционное материаловедение, Общая энергетика, Теоретическая механика, Прикладная механика. Данные дисциплины изучаются студентом ранее или параллельно с изучением дисциплины «Электрические машины». Из дисциплин «Физика» и «Теоретические основы электротехники» требуются знания теории классической механики и электромагнетизма, Закона Ома для постоянного и переменного токов, Закона полного тока, правил Кирхгофа, а также твердое представление понятий магнитная индукция, индуктивность, взаимная индуктивность, потокосцепление, различных форм записи Закона электромагнитной индукции. Из дисциплины «Электротехническое и конструкционное материаловедение» требуются знания об основных свойствах и характеристиках конструкционных, электро- и магнитопроводящих, диэлектрических материалов, а также их применяемость в электрических машинах и трансформаторах. Из дисциплины «Общая энергетика» требуются знания общих вопросов энергетических систем, теоретических основ преобразования различных видов энергии (тепловой, ядерной, гидравлической, солнечной, ветровой, геотермальной и т.п.) в электрическую энергию как наиболее адаптированную к нуждам потребителей. Из дисциплин «Теоретическая механика», «Прикладная механика» требуются знания основных законов движения и взаимодействия тел, а также методов расчета деталей механизмов на жесткость, прочность. ^ Цели и задачи дисциплины. Формируемые профессиональныекомпетенции (ПК)Основной целью дисциплины является формирование у студентов теоретической базы по современным электромеханическим преобразователям энергии, которая позволит им успешно решать теоретические и практические задачи в их профессиональной деятельности, связанной с проектированием, испытаниями и эксплуатацией электрических машин. Для достижения поставленной цели необходимо научить студентов: классифицировать электрические машины и описывать сущность происходящего в них электромеханического преобразования энергии; самостоятельно проводить расчеты по определению параметров и характеристик электрических машин; проводить элементарные испытания электрических машин. Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: способность и готовность анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6); готовность участвовать в работе над проектами электроэнергетических и электротехнических систем и отдельных их компонентов (ПК-8); способность разрабатывать простые конструкции электроэнергетических и электротехнических объектов (ПК-9); способность к обучению на втором уровне высшего профессионального образования, получению знаний по одному из профилей в области научных исследований и педагогической деятельности (ПК-33); способность применять методы испытаний электрооборудования и объектов электроэнергетики и электротехники (ПК-43); готовность к приемке и освоению вводимого оборудования (ПК-49). В результате изучения дисциплины “Электрические машины” обучающиеся должны: знать и понимать принцип действия современных типов электрических машин, знать особенности их конструкции, уравнения, схемы замещения и характеристики; иметь общее представление о проектировании, испытаниях и моделировании электрических машин; уметь использовать полученные знания при решении практических задач по проектированию, испытаниями и эксплуатации электрических машин. владеть навыками элементарных расчетов и испытаний электрических машин. ^ Особенности и методика преподавания дисциплины Важной особенностью дисциплины «Электрические машины» является её базовый основополагающий характер в подготовке бакалавра по направлению 140400 – «Электроэнергетика и электротехника» профиля «Электромеханика». Именно на этапе изучения данной дисциплины у студента закладываются основные базовые представления об электрической машине как главного объекта интересов для профиля «Электромеханика». При разработке методики преподавания дисциплины необходимо учитывать уровень целевой аудитории, т.е. определить профессиональную направленность студентов исходя из их трудовой деятельности. Традиционно отличительной чертой студента-заочника является обучение специальности, тесно связанной с его трудовой деятельностью (работой) или продолжение обучения по специальности, полученной ранее в заведениях СПО. Однако проведенный опрос среди студентов показал, что значительная их часть работает в области эксплуатации, обслуживания или ремонта электрохозяйства и электрооборудования цехов предприятия, в состав которого входят или не входят электрические машины. Часть студентов работает в сферах, не связанных с производством, преобразованием, передачей или распределением электроэнергии (торговля, финансы и пр.). Непосредственно же производством или ремонтом самих электрических машин занимается лишь незначительная часть студентов. Такая профессиональная ориентированность студентов вызвана объективными причинами, связанными с общим состоянием производства электрических машин: сокращением электромашиностроительных заводов, объемов производства, количества НИИ, занятых проектированием и исследованием электрических машин. Таким образом, у значительной части студентов изначально нет базовых представлений об электрических машинах и трансформаторах, а их профессиональная деятельность не способствует укреплению знаний дисциплины «Электрические машины». Картину не меняют и студенты-выпускники СПО, продолжающие образование по специальности, т.к. теоретические знания, не подкрепленные профессиональной деятельностью, быстро забываются. Круг видов профессиональной деятельности, к которой готовится бакалавр, достаточно широк и включает в себя проектно-конструкторскую, производственно-технологическую, организационно-управленческую, научно-исследова- тельскую, монтажно-наладочную и сервисно-эксплуатационную деятельность. Это определило наличие в учебном плане таких важных дисциплин профиля как: Электрические машины, Электрические машины систем автоматики, Электрический привод, Технология изготовления электромагнитных устройств и электромеханических преобразователей, Инженерное проектирование электрических машин, Испытания, эксплуатация и ремонт электрических машин, Надежность электрических машин, Спецкурс электрических машин, Аэродинамические и тепловые расчеты электрических машин, Проектирование малых электрических машин. Качественное освоение указанных дисциплин не возможно без твердых знаний конструкции, принципа действия, основных характеристик трансформаторов и электрических машин различных типов, а также способов регулирования частоты вращения электродвигателей. Учитывая, что данные дисциплины (включая и дисциплину «Электрические машины») будут изучаться студентом-заочником главным образом самостоятельно с консультациями и контролем со стороны преподавателя, качество остаточных знаний, полученных в курсе «Электрические машины», имеет важное значение. Методика преподавания дисциплины должна быть направлена на создание у студента цельного образа электрической машины в конструкции, принципе действия, понимании основных особенностей и характеристик как конечного результата изучения дисциплины. Для этого целесообразно в содержании разделов дисциплины выделить основополагающий материал, составляющий основное содержание курса и содержащий фундаментальные понятия курса, и информативный материал, содержащий дополнительную узкоспециализированную информацию. Основополагающий материал разделов необходимо излагать подробно, но вместе с тем лаконично, т.к. излишне формализованный, перегруженный определениями и формулами материал плохо усваивается студентом. Предпочтителен интерактивный характер изложения материала в виде совместного обсуждения со студентами в ходе непосредственного изложения. Информативный материал разделов необходимо излагать в виде установочной лекции, направляя студентов к источникам информации для дальнейшей самостоятельной работы. С точки зрения учебно-методического обеспечения дисциплины источниками информации для самостоятельного изучения являются учебники и учебные пособия для ВУЗов, по которым обучаются студенты специальности 140601 – «Электромеханика», а также Интернет-ресурсы. В ФГОС понятие «инженерная деятельность» не используется, следовательно, профессиональная деятельность бакалавра несет на себе исполнительскую функцию, направленную на реализацию в производственной практике инженерных идей. Поэтому на производстве бакалавр займет нишу между инженером и техником, которому он уступает по уровню умений и практической подготовки к деятельности. Исходя из этого, для самостоятельного изучения дисциплины допустимо рекомендовать также учебники и учебные пособия для СУЗов. При проведении аттестации по курсу дисциплины необходимо руководствоваться требованиями к будущему бакалавру как к специалисту широкого круга профессиональной деятельности в области электроэнергетики и электротехники, имеющему дополнительные знания по конкретному профилю. Поэтому студент должен знать весь основополагающий материал разделов дисциплины. ^ Содержание основных разделов дисциплины Раздел 1. Введение в электромеханикуОсновополагающий материал: Роль электрических машин в современной технике. Классификация электромеханических преобразователей. Основные конструктивные исполнения электрических машин. Материалы, применяемые в электромашиностроении. Общие вопросы электромеханического преобразования энергии. Законы электромеханики. Физические законы, лежащие в основе работы электрических машин: электромагнитной индукции, Кирхгофа, полного тока, Ома для магнитной цепи, Ампера. Магнитное поле машины. Вращающееся магнитное поле в электрических машинах и условия его создания. Информативный материал: Обмотки машин переменного тока. ЭДС в обмотке, обмоточный коэффициент. Высшие гармоники МДС и поля. Составляющие магнитного поля и индуктивные сопротивления обмоток. Параметры электрических машин. Электромагнитные силы и моменты в электрических машинах. Потери и КПД. Нагрев и охлаждение электрических машин. ^ Раздел 2. Трансформаторы Основополагающий материал: Назначение, область применения, принцип работы и конструкции трансформаторов. Уравнения трансформаторов. Параметры и приведение обмоток. Схема замещения, основные уравнения и векторная диаграмма приведенного трансформатора. Трехфазные трансформаторы. Опыты и характеристики холостого хода и короткого замыкания. Ток холостого хода. Напряжение короткого замыкания. Особенности работы насыщенных однофазных и трехфазных трансформаторов. Изменение вторичного напряжения при нагрузке. Внешняя характеристика трансформатора. Схемы и группы соединений обмоток. Параллельная работа. Потери и КПД трансформатора. ^ Информативный материал: Регулирование напряжения трансформаторов. Несимметричная нагрузка. Автотрансформатор. Многообмоточный трансформатор. Специальные трансформаторы. ^ Раздел 3. Машины постоянного тока Основополагающий материал: Назначение, область применения, принцип действия и конструкция двигателя и генератора. Обмотки якорей машин постоянного тока. ЭДС в обмотке якоря. Магнитная цепь машины постоянного тока. Поле машины постоянного тока при нагрузке. Реакция якоря. Учет размагничивающего влияния реакции якоря. Устранение вредного влияния ^ РЕМОНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН В Государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования (ГОС ВПО) по подготовке специалиста 654500 [5] дисциплина «Испытание, эксплуатация и ремонт электромагнитных устройств и электромагнитных преобразователей». Однако «электромагнитные устройства и преобразователи» – понятие весьма широкое. Сюда можно отнести кроме электромеханических преобразователей (электрических машин) также трансформаторы, электромагниты, электромагнитные муфты, электромеханические реле и контакторы, МГД-генераторы, печи для индукционного нагрева, линейные насосы для перекачки жидких металлов и т.д. Поэтому в рабочие учебные планы для подготовки бакалавра по профилю подготовки «Электромеханика» подобная дисциплина включена под названием «Испытание, эксплуатация и ремонт электрических машин». Общая нормативная трудоемкость – 252 час., при этом студенты должны выполнить курсовой проект и контрольную работу. Согласно ФГОС [1] при изучении данной дисциплины студенты должны овладеть 16 профессиональными компонентами, а согласно [2] – дополнительно 4 профильно-специализированными компонентами. ^ Цели и задачи дисциплины Сформировать теоретические и практические знания и навыки в области современных методов испытаний электрических машин и трансформаторов, выбору наиболее приемлемых из них по точности, трудоёмкости и стоимости. Познакомить с различными способами нагрузки и современными измерительными приборами и датчиками основных физических величин, встречающихся при испытаниях. Дать представление о современных способах транспортировки, хранения, монтажа и технического обслуживания электротехнического оборудования, методах и формах его ремонта, рациональной структуре ремонтного предприятия. Научить современным технологическим процессам ремонта и методикам перерасчёта электрических машин и трансформаторов при капительных ремонтах и модернизации. В результате освоения программы студенты должны иметь представление: о методах испытаний электрических машин и трансформаторов; о способах их транспортировки и условиях хранения. Они должны знать: - способы измерений основных физических величин, встречающихся при испытаниях и эксплуатации, их преимущества и недостатки; - способы нагрузки и виды нагрузочных устройств, критерии их выбора; - составлять программу испытаний отдельных видов машин и выбирать оборудование и приборы для их проведения; - как проводить расчёты численности электроремонтно