Цель курсового проекта по дисциплине «Электрические машины» состоит в построении технологической и кинематической схем установки, выборе электродвигателя, проверке выбранного электродвигателя по дополнительным условиям, построении кривых нагрева и охлаждения электродвигателя, выборе пусковой и защитной аппаратуры, разработке схем управления и защиты электродвигателя, расчёте надёжности электропривода, определении экономической эффективности разработанного электропривода.

При выполнении курсовой работы студенты закрепляют знания, полученные на лекциях, лабораторных и практических занятиях, в процессе самостоятельного изучения литературных источников, получают навыки самостоятельной исследовательской работы.

Особое внимание уделено способности студента самостоятельно выбирать способы решения поставленных задач.

Для выполнения курсового проекта достаточно знаний по общим принципам работы технических устройств и электрических систем, а также умения работать с математическими моделями. В момент получения задания на курсовой проект студент имеет необходимый минимум знаний для того, чтобы начать его выполнение.

В курсовом проекте предлагается рассчитать производственный агрегат (указав рабочую машину в соответствии с заданным вариантом задания), имеющий следующие технические и эксплуатационные данные:

1) Номинальная частота вращения приводного вала – об/мин;

2) Вид передачи;

3) Данные нагрузочной диаграммы: t1=    , t2=    , t3=    ;

4) Время работы    , мин;

5) Время отключённого состояния    , мин;

6) Время холостого хода    , мин;

7) Момент инерции рабочей машины – кг∙м2;

8) Температура окружающей среды    0С.

Данные для расчета берутся согласно задания, выданного преподавателем.

Все расчёты должны быть выполнены в Международной системе единиц (СИ), пояснительная записка написана на листах формата А4 (210х297 мм) и оформлена согласно стандарта СТО 02069024.101-2015. Графическая часть должна содержать 2 чертежа формата А1, с изображением на них:

– технологической схемы процесса или рабочей машины;

– спецификации или перечня элементов;

– зависимостей МД(ω), МС(ω), МИЗБ(ω), ω(t), θ(t) или T(t).

Чертежи и пояснительная записка оформляются в соответствии с действующими стандартами ЕСКД.

Основным источником рекомендуемой литературы, содержащей всю необходимую для проведения указанных ранее расчетов и формулы, является учебник Шичкова Л.П. «Электрический привод», именуемый в дальнейшем «учебник» [1].

В конце пояснительной записки к курсовому проекту должен приводится список основной и дополнительной литературы, на который в тексте обязательно необходимо оформить ссылки в соответствии общими требованиями и правилами оформления студенческих работ (стандарт СТО 02069024.101-2015).

Окончательная работа подписывается автором и проставляется дата её выполнения.

1 Тематика, состав и содержание курсового проекта

 

 

Курсовой проект является одним из важнейших этапов изучения студентами дисциплины «Электрические машины».

Цели курсового проекта:

– систематизировать, закрепить, углубить и расширить знания студента в вопросах проектирования систем автоматического управления;

– научить студентов самостоятельно пользоваться технической литературой, справочниками, ГОСТами, нормативными материалами и другими пособиями;

– научить студентов самостоятельно решать задачи, связанные с разработкой и инженерными расчетами систем автоматического управления.

Работа над курсовым проектом является хорошей подготовкой студента к выполнению в будущем выпускной квалификационной работой.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части. Пояснительная записка – это документ, содержащий описание построения технологической и кинематической схем установки, выбора электродвигателя, проверки выбранного электродвигателя по дополнительным условиям, построения кривых нагрева и охлаждения электродвигателя, выбора пусковой и защитной аппаратуры, разработки схем управления и защиты электродвигателя, расчёта надёжности электропривода, определения экономической эффективности разработанного электропривода.

Объем пояснительной записки курсового проекта – 40-50 страниц печатного текста. Объем чертежно-графического материала в курсовом проекте составляет 2 листа чертежей формата А1.

Суть курсового проекта состоит в практическом применении знаний, полученных в курсе «Электрические машины», а также в некоторых других курсах, для решения задач построения технологической и кинематической схем установок, связанных с работой электрического двигателя.

Курсовой проект состоит из восьми разделов.

В первом разделе представляются кинематическая и технологическая схемы установки.

Во втором разделе производится выбор электродвигателя.

В третьем разделе осуществляется проверка выбранного электродвигателя по дополнительным условиям.

В четвертом разделе строятся кривые нагрева и охлаждения электродвигателя.

В пятом разделе производится выбор пусковой защиты электродвигателя.

В шестом разделе разрабатывается схема управления и защиты электродвигателя.

В седьмом разделе производится расчет надежности электропривода.

В восьмом разделе определяется экономическая эффективность разработанного электропривода.

Курсовой проект предполагает разработку прикладной проблемы, в результате чего создается некоторый продукт (проектное решение).

Курсовой проект должен содержать следующие элементы:

1) Титульный лист;

2) Аннотация;

3) Оглавление;

4) Введение;

5) Главы основной части;

6) Заключение по работе;

7) Список сокращений и условных обозначений (если необходимо);

8) Библиографический список (список использованной литературы);

9) Приложения (если необходимо).

Титульный лист является первой страницей курсового проекта и оформляется по четко определенным правилам. На титульном листе указываются названия высшего учебного заведения, факультета, выпускающей кафедры; тема работы; автор работы, его руководитель.

Образец титульного листа курсового проекта приведен в Приложении Б.

После титульного листа размещается лист задания. Пример оформления листа задания на курсовой проект приведен в Приложении В.

После листа задания размещается краткая аннотация. Пример оформления аннотации приведен в Приложении Г.

За аннотацией следует оглавление (содержание) работы, в котором приводятся заголовки всех глав, параграфов, указываются страницы, с которых они начинаются. Заголовки в оглавлении должны точно повторять заголовки в тексте. Нельзя сокращать или использовать их в другой формулировке, последовательности и соподчиненности по сравнению с заголовками в тексте. Образец листа содержания курсового проекта приведен в Приложении Д.

Варианты исходных данных для расчета приведены в Приложении Е.

Введение представляет собой наиболее ответственную часть любого проекта, поскольку содержит в сжатой форме все основные положения, изложению, обоснованию и реализации которых посвящён курсовой проект.

Традиционно во введении:

– обосновывается актуальность выбранной темы;

– формулируется цель курсового проекта и содержание поставленных задач, излагается их суть;

– описываются объект и предмет исследования;

– освещается степень разработанности данной проблемы;

– указывается направление и избранный метод (методы) исследования, подходы к решению поставленных задач или реализации новой разработки;

– указывается, что нового вносится автором в предмет исследования, отмечается теоретическая значимость и прикладная ценность планируемых результатов;

– формулируются основные положения, которые автор выносит на защиту.

Во введение можно также включить краткое содержание курсового проекта по главам, описать структурные особенности дальнейшего изложения материала и обосновать логику его построения. Весь порядок изложения материала курсового проекта должен быть направлен на достижение поставленной цели. Логичность изложения достигается только тогда, когда каждая глава имеет определенное целевое назначение и является базой для последующей.

Актуальность темы исследования является одним из основных требований, предъявляемых ко всем исследовательским работам, выполняемым в процессе обучения и дальнейшей профессиональной деятельности. Актуальность темы означает, что сформулированные в исследовании задачи и проблемы имеют существенное значение для соответствующей отрасли науки и / или практической деятельности и в настоящее время требуют скорейшего решения.

Обоснование актуальности темы должно содержать объяснение того, почему к данной теме целесообразно обратиться именно сейчас, какова научная и практическая необходимость, в каком состоянии находятся современные научные представления о предмете исследования и практические разработки в данной области.

Рассмотрение степени разработанности проблемы включает перечисление существующих подходов к решению актуальных задач, наиболее значимых результатов отечественных и зарубежных ученых, занимавшихся данной проблемой, имеющихся в данной области разработок; а также указание того, какие вопросы остаются недостаточно освещенными, какие недостатки и ограничения присущи выполненным ранее работам. (Названия основных трудов отечественных и зарубежных исследователей, относящихся к теме работы, существующих программных продуктов и т.д. можно указать в сносках или привести в библиографическом списке).

Обосновать выбор темы можно, например, недостаточной ее исследованностью или созданием новых условий для решения указанных проблем, в которых имеющиеся решения оказываются неэффективными (появление новых технологий и т.п.).

Изложение материала должно продемонстрировать, что автор хорошо ориентируется в поставленной проблеме, овладел методами научной работы с библиографическим материалом, может верно оценить вклад предшественников в решение данной проблемы. Важно дать обоснованную критическую оценку выполненных ранее значимых работ, отметить их главные достоинства и недостатки.

После рассмотрения степени научной разработанности проблемы формулируется место представляемой автором работы в исследовании поставленной проблемы, т.е. цель работы и ее задачи («стратегия» и «тактика»).

Проблемная ситуация всегда связана с некоторым объектом, который избирается для изучения. Предмет исследования – логическое описание объекта. В объекте выделяется та его часть, которая служит предметом исследования.

Цель работы раскрывает ее тему. Перечисление задач, поставленных в работе для достижения сформулированной цели, фактически задает план и внутреннюю логику текста всей работы.

Автор должен дать объективную оценку собственного вклада в решение поставленной проблемы, степени научной новизны выполненной работы и ее практической ценности. Если у автора возникло ощущение, что до него никто не обращался к данной теме, лучше вернуться к анализу имеющейся литературы, проконсультироваться с руководителем, после чего принять решение, какие положения можно выносить на защиту.

Приступая к написанию работы надо иметь ввиду, что основные положения, выносимые на защиту и их оценка, могут окончательно оформиться только на последнем этапе работы. Поэтому после написания основной части текста работы, возможно, следует вернуться к оформлению введения.

Основная часть работы должна составлять не менее 70% ее полного объема. Она делится на главы и параграфы в соответствии с логической структурой изложения. Курсовой проект для удобства восприятия может разбиваться на главы. Каждая глава должна состоять не менее чем из двух параграфов.

Логическая структура работы может быть представлена в виде плана, отражающего содержание работы как логического целого, построенного в виде развернутого доказательства положений, обоснования решений, которые выносятся на защиту.

Деление работы на главы и параграфы должно служить логике раскрытия темы. Пункты плана должны структурно полностью раскрывать тему, но не следует вводить в план разделы, содержательно выходящие за рамки темы или связанные с ней лишь косвенно.

Главы – это основные структурные единицы текста работы. Название каждой из них нужно сформулировать так, чтобы оно не оказалось шире темы всей работы, так как глава представляет только один из аспектов темы, одну из сторон в решении поставленных задач и название должно отражать эту подчиненность.

Каждая глава должна заканчиваться выводами и постановкой задачи для изложения материала следующих глав.

Первая глава, как правило, содержит обстоятельный обзор научной литературы и существующих решений за последние годы, известных исследований и разработок, их анализ, а также материалы, показывающие, что необходимо выполнить для решения поставленных в работе задач и как это сделать наиболее рационально. В этой главе (в отдельных параграфах) дается краткий критический анализ выполненных ранее работ, где необходимо назвать те вопросы, которые остались нерешенными, а также указать, какие из полученных ранее результатов могут быть использованы при решении задач, поставленных в представляемой автором работе. Полная, детальная (в отличие от «введения») математическая постановка задачи может содержаться в первой или начале второй главы.

Вторая глава может быть посвящена изложению теоретического обоснования решаемой задачи. Назначение этой главы – дать теоретический материал по вопросам, рассматриваемым в работе, с точки зрения его применения для достижения поставленной цели, найти необходимую теоретическую основу для решения поставленных задач. Теоретическую базу работ, выполняемых в учебном процессе, составляют концепции, идеи, теории, которые выдвинуты авторами:

– основополагающих и современных научных трудов в области информатики, информационных технологий, экономики и менеджмента;

– исследований консалтинговых и аналитических агентств;

– современных научно-практических публикаций в рассматриваемой предметной области.

Обсуждению и оценке полученных и представленных в данной главе результатов следует посвятить отдельный параграф. Оценка результатов работы должна быть качественной и количественной с представлением графической информации, табличных данных, диаграмм. Сравнение с известными решениями следует проводить по всем аспектам, в том числе и по эффективности. Следует указать на возможность обобщений, дальнейшего развития методов и идей, использования результатов работы в смежных областях.

В заключении подводятся итоги проделанной работы. Формулируются основные выводы по результатам исследований. Приводятся сведения об апробации, об опубликовании основного содержания работы (если имеются публикации), ее результатов, выводов. Приводятся сведения о защищенности технических решений авторскими свидетельствами (патентами). Указывается, где внедрены результаты работы, и где еще они могут быть использованы.

Заключение имеет особую важность, поскольку именно здесь в завершенной форме должны быть представлены итоговые результаты работы. В заключении объединяются отдельные результаты по теме и совокупный итог работы в целом. Здесь необходимо соотнести полученные выводы с целями и задачами, поставленными во введении, соединить в единое целое сделанные в предшествующих главах выводы, оценить успешность собственной работы.

Целесообразно построить текст заключения как перечень выводов, разбив его на пункты, каждый из которых – выделение и обоснование одного конкретного вывода. Если работа наряду с теоретическими результатами имеет и практическую значимость, это также должно быть отмечено в заключении. В работах, выполняемых в учебном процессе по направлению подготовки Бизнес-информатика, практическая значимость результатов может проявляться в разработке:

– практических рекомендаций, предложений для конкретного предприятия, группы предприятий или отрасли, госструктур;

– научно-практических и научно-методических рекомендаций;

– предложений персонала предприятий и компаний;

– технологий, инструментальных средств для конкретного предприятия, группы предприятий или отрасли, госструктур.

Кроме того, следует оценить открывающуюся на основе результатов выполненной работы перспективу дальнейших исследований по данной теме, очертить встающие в этой связи новые задачи, охарактеризовать дополнительные («не запланированные» при первоначальной постановке задачи) результаты и идеи, а также оценить возможные перспективы их развития и использования.

Если в тексте работы использованы свои (не общепринятые) обозначения и сокращения, их список можно привести на отдельной странице, следующей сразу же за заключением. Если сокращения, условные обозначения, символы, единицы и термины повторяются в отчете менее трех раз, отдельный список не составляют, а расшифровку дают непосредственно в тексте работы при первом их упоминании.

Библиографический список представляет собой перечень литературных источников, использованных автором в ходе работы над темой и должен включать в себя не менее 20 источников. Список использованных источников следует за заключением. На каждый включенный в такой список литературный источник необходимо сделать ссылку в тексте курсового проекта. Не следует включать в библиографический список те источники, на которые отсутствуют ссылки в тексте курсового проекта и которые не были использованы при выполнении работы, а также энциклопедии, справочники, научно-популярные книги, газеты и т.п. Если есть необходимость в использовании таких изданий, то лучше сделать ссылки на них с помощью подстрочных сносок.

Необходимо помнить об актуальности и новизне используемых источников.

Список литературы оформляется в соответствии с правилами, описанными в стандарте СТО 02069024.101–2015 «Работы студенческие. Общие требования и правила оформления».

Вспомогательные или дополнительные материалы справочного характера, которые загромождают текст основной части работы, помещают в приложении.

По содержанию и оформлению приложения могут быть очень разнообразны: копии подлинных документов, выдержки из отчетов, отдельные положения из инструкций и правил и т.п. Приложения могут содержать тексты программ и результаты решения задач с их помощью, таблицы, рисунки (графики, диаграммы, схемы и т.д.), выводы формул, но не текст, вынесенный с целью сокращения объема работы.

2 Порядок оформления курсового проекта

 

 

Законченный курсовой проект оформляется в виде пояснительной записки. Пояснительная записка должна соответствовать стандарту СТО 02069024.101–2015 «Работы студенческие. Общие требования и правила оформления».

Пояснительная записка должна включать в указанной ниже последовательности: титульный лист, задание, содержание, введение, основную часть, заключение, список использованных источников.

Основная часть пояснительной записки должна подробно отражать ход и результаты исследования по всем пунктам программы. В ней, однако, не должно быть переписанных текстов из учебников, учебных пособий, монографий или других изданий. Терминология, обозначения и определения должны быть едиными по всей записке и соответствовать общепринятым в научно-технической литературе. Сокращения слов в тексте и подписях под иллюстрациями не допускаются. Все обозначения электрических, механических и других физических величин должны быть приведены в системе СИ.

Графическая часть (чертежи, плакаты) должна отвечать требованиям действующих стандартов и может выполняться неавтоматизированным методом (карандашом, чернилами или тушью) либо автоматизированным методом (с применением графических и печатающих устройств вывода ЭВМ).

Чертежи выполняются на листах формата А1 (594х841 мм) по ГОСТ 2.301.

Основную надпись указывают на каждом листе графических документов курсового проекта.

Основная надпись выполняется по ГОСТ 2.104.

На чертежах деталей и сборочных чертежах указывают теоретическую и практическую массу изделия в килограммах без указания единицы измерения. Допускается указывать массу и в других единицах измерения с их указанием.

3 Порядок защиты курсового проекта и критерии оценивания

 

3.1 Процедура защиты

 

 

На защиту предоставляются:

– текст итогового варианта курсового проекта в бумажном виде, подписанный руководителем;

– рецензия руководителя;

– презентация.

Текст итогового варианта курсового проекта в бумажном виде, рецензия руководителя и презентация представляются на русском языке.

Защита курсового проекта может проводиться в присутствии других студентов, руководителей и всех желающих присутствовать на защите.

На доклад по курсовому проекту отводится 7-10 минут. Для того, чтобы уложиться в это время, необходимо тщательно подготовить доклад. Каждый доклад имеет свою специфику, отражающую особенности проведенного исследования. Вместе с тем, в структурном отношении доклад обычно делится на три части: введение, основную часть, заключение.

Во введении обосновывается актуальность темы, устанавливается проблема, требующая разрешения, дается оценка степени изученности и научной проработанности темы, определяется объект, предмет и цель исследования, комплекс задач, которые необходимо было решить, чтобы цель была достигнута, характеризируются основные положения, выносимые на защиту.

В основной части излагается суть выполненной работы: постановка и решение задач, обоснование выбора методов исследования, аргументация полученных результатов. В этой части необходимо подчеркнуть собственный вклад в проведенном исследовании, определить новизну полученных результатов.

В заключении приводятся общие выводы, основные рекомендации, характеризуется новизна полученных результатов, устанавливается связь полученных результатов с практикой, определяются перспективы дальнейшего развития темы и полученных результатов.

Если работа является частью работы коллектива (команды), то в этом случае необходимо выделить личный вклад автора в полученные результаты.

Время доклада имеет смысл распределить следующим образом (таблица 1).

 

Таблица 1 – Примерная тайм-структура доклада при защите курсового проекта

Раздел доклада	Длительность	Содержание
Введение	1-3 минуты	– актуальность темы; – проблема или гипотеза исследования; – цель и задачи исследования
Основная часть	4-6 минут	– обоснование выбранных методов исследования и предлагаемого подхода к решению поставленной задачи; – изложение основных результатов
Заключение	1-2 минуты	– обобщенные выводы; – самостоятельный вклад докладчика в решение рассматриваемой проблемы; – элементы научной новизны и/или практической значимости полученных результатов; – направление дальнейшего развития темы

 

Презентация является дополнением к докладу. Целью презентации является демонстрация в наглядной форме основных положений доклада. Структура презентации должна соответствовать структуре доклада.

Рекомендации по оформлению презентации:

– на титульном слайде необходимо указать: ВУЗ, факультет, образовательную программу, тему работы, фамилию, имя и отчество докладчика, информацию о руководителе курсового проекта (фамилия с инициалами, ученая степень, ученое звание, должность);

– слайды должны быть пронумерованы, что упрощает ссылки на них при обсуждении работы;

– текст слайдов и иллюстрации должны быть выполнены с использованием стилей, которые обеспечивают читабельность, легкость восприятия;

– иллюстрации (рисунки, графики, таблицы) должны иметь название;

– сохранение презентации в формате PDF обеспечит корректное отображение слайдов на любом компьютере с любой платформой.

Дополнительные материалы, подкрепляющие выступление и не вошедшие в презентацию, могут быть оформлены в виде раздаточного материала к докладу. Примером таких материалов могут служить основные тезисы презентации, блок-схемы, графики, схемы, таблицы, примеры разработанных документов и др. В случае наличия раздаточного материала в процессе выступления необходимо делать ссылку на соответствующий материал.

 

 

3.2 Критерии оценки курсовых проектов

 

 

Итоговая оценка за курсовой проект складывается из оценки содержания и оформления работы, а также оценки за устную защиту. После защиты оценка проставляется в ведомость и зачетную книжку и в рецензию на курсовой проект обучающегося преподавателем.

Критерии оценки:

– обоснование актуальности работы;

– наличие цели, задач, предмета и объекта исследования;

– анализ основных теоретических положений и научной литературы;

– использование адекватных методик;

– наличие качественного количественного анализа;

– оригинальность выводов и их соответствие в целом задачам исследования;

– соблюдение требований по структуре и оформлению;

– самостоятельность выполнения.

Курсовые проекты сдаются в строго установленные сроки. Несвоевременное выполнение курсового проекта считается академической задолженностью и ликвидируется в установленном порядке.

Обучающиеся, не получившие положительной оценки по курсовому проекту, к сессии не допускаются. Курсовой проект по дисциплине учебного плана, получивший оценку «неудовлетворительно», перерабатывается и возвращается на проверку тому же преподавателю.

Оценка курсового проекта осуществляется по традиционной пятибалльной системе: «отлично», «хорошо», «удовлетворительно» и «неудовлетворительно»:

– отлично. Работа выполнена самостоятельно в соответствии с темой, сформулированными целями и задачами, и в полном объеме, качество оформления отвечает предъявляемым требованиям;

– хорошо. Основанием для снижения оценки может служить нечеткое представление сущности и результатов в тексте курсовой работы (проекта) или недостаточный уровень качества оформления текстовой части и иллюстративных материалов, или отсутствие последних;

– удовлетворительно. Дополнительное снижение оценки может быть вызвано выполнением работы не в полном объеме, или неспособностью обучающегося правильно интерпретировать полученные результаты, или недостаточный уровень качества оформления текстовой части и иллюстративных материалов, или отсутствие последних;

– неудовлетворительно. Выставление этой оценки осуществляется при несамостоятельном выполнении работы, или при неспособности обучающегося пояснить ее основные положения, или в случае фальсификации результатов, или установленного плагиата.

Как показывает практика, удачно выбранная тема курсового проекта, высокий уровень ее выполнения часто служит базой для выполнения выпускной квалификационной работы, если формой итоговой государственной аттестации является защита выпускной квалификационной работы, а также для дальнейшей научной и практической деятельности.

Интересные по тематике, форме и содержанию курсовые проекты могут рекомендоваться для публикации, представляться на конкурс студенческих письменных работ и использоваться в учебном процессе.

Курсовой проект является научным исследованием и представляет собой самостоятельную разработку конкретной темы исследования с использованием элементов научного анализа, широким применением различных источников информации, наличием обстоятельных и обоснованных выводов.

Критерии оценки курсовых проектов соответствуют трем группам требований, представленных в таблице 2.

 

Таблица 2 – Критерии оценки курсовых проектов в соответствии с тремя группами требований

Критерии оценки	Критерии оценки	Критерии оценки
В ходе работы над курсовым проектом продемонстрированы навыки закрепления и систематизации теоретических положений	Работа с научной литературой, со справочниками и другими информационными источниками, в том числе электронными ресурсами, в полной мере соответствует уровню научного исследования	В курсовом проекте должен присутствовать анализ, проведена систематизация теоретических материалов по избранной теме. Введение должно быть написано с использованием научного аппарата

 

 

 

Продолжение таблицы 2

Широко использованы навыки научно-исследовательской деятельности	Курсовой проект подготовлен в соответствии с требованиями, предъявляемыми к научно-исследовательской работе	Курсовой проект должен быть написан самостоятельно и содержать критическое осмысление изученных литературных и специальных источников
Применялись навыки самостоятельного теоретического и практического исследования в соответствии с направлением обучения	Мысли, выводы, результаты исследования изложены студентом научным языком, без художественных, просторечных, разговорных оборотов и фразеологизмов	Изложение материала в курсовом проекте должно быть конкретным и соответствовать теме исследование. Курсовой проект должен быть насыщен фактическими данными, цитатами, таблично-графическим материалом, иметь сноски на использованные источники
Уровень навыков обработки, анализа и систематизации результатов исследований, как теоретического, так и практического характера	При подготовке курсового проекта студент провел масштабную работу с литературой и специальными источниками	В заключении курсового проекта должны быть сформулированы выводы по результатам проведенного исследования в соответствии с поставленными задачами исследования
Полученные результаты имеют практическую значимость в соответствующей области	Уровень самостоятельности исследования подтвержден проверкой курсового проекта в системе «Антиплагиат»	Использованный материал из литературных, специальных, нормативно-правовых и электронных источников должен быть переработан студентом самостоятельно, увязан с исследуемой темой и изложен своими словами

В таблице 3 приведены критерии оценивания курсовых проектов по выставляемой оценке в зависимости от параметров.

 

Таблица 3 – Критерии оценивания курсового проекта в зависимости от параметров

Критерий	Содержание критерия	Оценка
1 План курсового проекта	Грамотный план с чёткими формулировками разделов и параграфов, согласованный с руководителем	5
	Грамотный план с разделами и параграфами, согласованный с руководителем	4
	Импровизационная работа (план составлен без согласования с руководителем)	3
2 Подбор и изучение информационных источников	Используются различные учебные, научные, специальные источники и нормативно-правовые акты по теме исследования. Не менее 15-20 источников	5
	Использованы базовые учебные источники по теме. Количество соответствует требованиям	4
	Библиография скудная, источников мало, информация взята из одного-двух источников	3
3 Введение, основная часть и заключение курсового проекта	Во введении обоснована актуальность темы, определены цель, задачи, предмет и объект исследования. Использованы иные элементы введения в соответствии с требованиями. В основной части представлен и глубоко проанализирован теоретический и практический материал по теме исследования, изучены современные теории, методы. Использован материал конференций, периодических изданий по профилю обучения.	5

Продолжение таблицы 3

	Комплекс проблем изучен системно, подвергнут всестороннему анализу. В заключении сформулированы обоснованные выводы по результатам проделанной работы. Курсовой проект выполнен в срок	5
	Введение содержит только основной научный аппарат, актуальность темы исследования обоснована слабо. В основной части частично представлен теоретический материал, в основном, материал представлен по итогам изучения учебных и научных источников.	4
3 Введение, основная часть и заключение курсового проекта	Теоретический и практический материал проанализирован недостаточно глубоко. В заключении представлены слабо обоснованные выводы. Курсовая работа выполнена в срок или с небольшим опозданием по договоренности с научным руководителем	4
	Во введении отсутствует или некорректно обоснована актуальность темы исследования. Отсутствует ряд элементов введения. В основной части отсутствует или недостаточно проработана практическая часть. В основном курсовой проект представляет собой теоретическое исследование, не содержащее актуальной информации. В курсовом проекте использовано мало источников. Объем основной части меньше требуемого. В заключении отсутствуют выводы. Курсовой проект выполнен с нарушением сроков	3

 

Продолжение таблицы 3

4 Оформление курсового проекта	Курсовой проект в целом хорошо оформлен (орфография, шрифт, таблицы, рисунки стиль, цитаты, ссылки и т.д.)	5
	Проект правильно оформлен, но допущены ряд незначительных нарушений в оформлении	4
	В оформлении допущены значительные нарушения. Курсовой проект оформлен небрежно	3

 

Если курсовой проект не соответствует критериям оценки, то выставляется оценка неудовлетворительно, и он отправляется студенту на доработку.

Студент, получивший неудовлетворительную оценку за курсовой проект, считается имеющим академическую задолженность. Он обязан ликвидировать данную академическую задолженность в порядке, установленном локальными нормативными актами, устраняя замечания и при необходимости дорабатывая текст курсового проекта; при этом может быть изменена тема курсового проекта. Изменение темы курсового проекта производится на основании личного заявления студента на имя руководителя обоснованием своей просьбы. Руководитель имеет право отклонить просьбу студента об изменении темы курсового проекта, аргументировав свое решение.

4 Задание для курсового проектирования

 

4.1 Технологическая и кинематическая схемы установки

 

 

4.1.1 Кинематическая схема установки.

Начертить кинематическую схему проектируемой установки и дать её описание. С этой целью можно воспользоваться материалом, изложенным ниже.

Кинематические схемы показывают последовательность передачи движения от электродвигателя к рабочим органам машины. На этих схемах необходимо указать моменты инерции или маховые моменты движущихся частей, коэффициенты полезного действия передач (в качестве примера см. Приложение Ж).

4.1.2 Описание технологической схемы.

Дать описание и привести упрощённую технологическую схему заданной установки, воспользовавшись изложенным ниже материалом.

Технологические характеристики машин могут быть представлены в виде технологических схем, показывающих направление движения обрабатываемого продукта и последовательность совершения различных технологических и транспортных операций, а также в виде технологических карт и графиков выполнения операций (пример технологической схемы загрузки бункеров см. в Приложении Ж).

 

 

4.2 Выбор электродвигателя

 

 

4.2.1 Выбор по роду тока и значению напряжения.

В связи с особенностями заданной технологической машины и технологического процесса, который она выполняет, а также наиболее распространённой в сельском хозяйстве сети 3-х фазного переменного тока напряжением 220 / 380 вольт выбирают желаемый по данному критерию тип электродвигателя на номинальное или номинальное фазное напряжение (указать). Дать обоснование выбора типа электродвигателя.

4.2.2 Выбор по конструктивному исполнению и способу монтажа.

С учётом конструктивных особенностей заданной рабочей машины (указать главную особенность) по способу монтажа выбирают электродвигатель с выбранной группой конструктивного исполнения крепления электродвигателя.

Указать, чем характеризуются заданные условия работы рабочей машины. Поэтому выбираемый электродвигатель должен соответствовать соответствующему климатическому исполнению (указать, какому климатическому исполнению) и категории размещения (указать, какой именно).

Для предотвращения соприкосновения с токоведущими и движущимися частями и попадания внутрь оболочки электродвигателя посторонних твёрдых тел электродвигатель должен иметь степень защиты (указать степень защиты цифрой с расшифровкой её значения), а также – степени защиты от попадания внутрь полости электродвигателя воды (указать степень защиты цифрой с расшифровкой её значения). Пояснить, почему выбраны именно такие степени защиты.

4.2.3 Выбор по частоте вращения и возможности её регулирования.

При выборе электродвигателя по частоте вращения необходимо стремиться к прямому соединению вала электродвигателя и приводного вала рабочей машины. Однако это не всегда оправдано для тихоходных машин, так как тихоходные электродвигатели имеют большую массу и стоимость, в то же время меньшие коэффициент полезного действия и cos φ. В связи с этим для тихоходных машин с частотой вращения менее 500 об/мин, следует выбирать более экономичный быстроходный электродвигатель, соединяя его с валом рабочей машины через трансмиссию с необходимым передаточным отношением

 

i=nд/nм,

 

где nд – частота вращения идеального холостого хода электродвигателя, об/мин;

nм – частота вращения рабочей машины, об/мин.

При необходимости глубокого и плавного регулирования частоты вращения электропривода предпочтение нужно отдать электродвигателям постоянного тока. Если же не требуется регулирование частоты вращения электропривода, а также при изменении частоты вращения в незначительном диапазоне или её ступенчатом изменении, предпочтительнее использовать асинхронный электродвигатель, как наиболее надёжный и недорогой. Для заданной рабочей машины регулирование частоты вращения указать требуется или не требуется, если требуется то в каком диапазоне, с какой точностью, плавно или дискретно. Поэтому пишем, какому типу электродвигателя отдаем предпочтение.

С учётом того, что заданная рабочая машина имеет определенную частоту вращения (указать меньше или больше 500 об/мин, совпадающую или не совпадающую со стандартной шкалой номинальных частот электродвигателей), принимают частоту вращения идеального холостого хода электродвигателя равную определенной (указать величину) об/мин.

4.2.4 Выбор электродвигателя по номинальной мощности.

4.2.4.1 Расчёт механической нагрузки рабочей машины и построение нагрузочной диаграммы.

Мощность электрического привода определяется мощностью используемого в его составе двигателя, который должен иметь в процессе работы допустимую температуру нагрева, надежно запускаться при возможных снижениях питающего напряжения, устойчиво работать при возникновении различных внешних возмущений.

Основой расчета мощности электродвигателя привода в любом режиме работы служит его нагрузочная диаграмма, которая показывает изменение выбранного показателя нагрузки двигателя в течение характерного периода времени. Показателем нагрузки могут быть: ток, потребляемый двигателем; момент нагрузки на его валу; мощность на валу или потребляемая двигателем из сети.

Нагрузочные диаграммы электропривода получают расчетным способом или экспериментально. Значение и продолжительность той или иной нагрузки электропривода определяются технологическим процессом.

 

 

Рисунок 1 – Фактическая и аппроксимирующая ступенчатая диаграммы нагрузки электропривода

 

Для хорошо изученных машин и механизмов нагрузки рассчитывают по соответствующим формулам. Например, формулы для расчета мощности нагрузки Px (Вт) на валу двигателя электропривода ниже перечисленных механизмов следующие:

1) Центробежный или осевой вентилятор:

 

,

 

где Q – подача вентилятора, м3/с;

H – напор вентилятора, Па (1 Па = 0,102 мм.вод.ст.);

 – КПД вентилятора, равный 0,5 .. 0,85, причем большие значения КПД соответствуют более мощным вентиляторам;

 – КПД механической передачи, равный 0,85 .. 0,95 – для клиноременной и 1,0 – при непосредственно прямом соединении рабочего колеса вентилятора с валом двигателя;

2) Насос подачи жидкости:

 

,

 

где Q – подача насоса, м3/с;

H – полный напор насоса м.вод.ст.);

 – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3 (для воды =1000 кг/м3);

 – КПД насоса, равный для поршневых 0,65 .. 0,85, 0,6 .. 0,8 для центробежных насосов и 0,3 .. 0,5 для вихревых, причем, большие значения КПД соответствуют более мощным насосам;

 – КПД механической передачи;

3) Конвейер (транспортер):

 

,

 

где Q – подача конвейера, кг/с;

с – коэффициент сопротивления движению, равный: для ленточных конвейеров – 0,26 .. 0,33№ для скребковых с роликовыми цепями – 0,7 .. 2,25, а с безроликовыми – 1,6 .. 4,2; для винтовых конвейеров при перемещении сухой земли или песка – 2,5, а цемента, глины, извести – 4;

L – длина конвейера по горизонтали, м;

H – высота перемещения груза (плюс – верх, минус – вниз), м;

 – общий КПД всех механических передач из n-ступеней. Для одной ступени: цапфы опор с подшипниками скольжения – 0,94 .. 0,97, то же самое с подшипниками качения – 0,98 .. 0,99; цилиндрическая передача – 0,96 .. 0,99; червячная передача – 0,6 .. 0,8; клиноременная передача – 0,85 .. 0,95; фрикционная передача – 0,7 .. 0,8;

4) Грузоподъемный механизм:

 

,

 

где G – общий вес поднимаемого груза, Н;

 – скорость подъема груза, м/с;

 – общий КПД механических передач;

5) Механизм поступательного передвижения:

 

,

 

где  – коэффициент трения-движения, равный тангенсу угла наклона поверхности движения к горизонту, при котором под действием веса механизма он начинает равномерное движение;

G – общий перемещаемый вес, Н;

 – скорость перемещения, м/с;

 – общий КПД механической передачи.

Продолжительность нагрузки электропривода и её значение диктуются технологическим процессом, в котором используется конкретная электроприводная установка.

Определяется мощность на валу электродвигателя, необходимая для вращения приводного вала заданной рабочей машины на каждом из участков её нагрузочной диаграммы:

 

Px1 Вт, Px2 Вт, Px3 Вт,

 

где Px1, Px2, Px3 – мощности на валу электродвигателя соответственно на первом, втором и третьем участках нагрузочной диаграммы, Вт; (далее аналогично расшифровать все остальные физические величины, входящие в формулы);

По полученным результатам расчёта построить график зависимости мощности от времени в течение одного периода изменения нагрузки.

4.2.4.2 Определение эквивалентной мощности.

Методика определения изложена в базовом учебнике.

В связи с тем, что мощность на валу электродвигателя переменна, заменяют её постоянной мощностью (среднеквадратической), эквивалентной заменяемой мощности по величине средних потерь мощности в электродвигателе и, следовательно, по величине среднего превышения температуры двигателя над температурой окружающей среды

 

где ti – время по нагрузочной диаграмме, мин;

Pi – мощность по нагрузочной диаграмме, Вт.

4.2.4.3 Определение необходимой номинальной мощности электродвигателя, рассчитанного на режим, соответствующий режиму работы машины.

Заданная рабочая машина работает в определенном режиме (указать, в каком именно режиме и с какими параметрами режима работает заданная машина).

Классификацию и определение основных параметров машины и электропривода произвести по данным, приведённым в задании. При этом постоянную времени выбираемого электродвигателя предварительно принять равной 20 минутам.

Для её привода следует использовать электродвигатель соответствующего режима нагрузки со стандартными параметрами, наиболее близкими к параметрам фактического режима. Номинальную каталожную мощность такого электродвигателя с учётом пересчёта эквивалентной мощности на стандартный режим определяют по выражению

 

,

 

где tраб.х – длительность рабочего периода по заданию;

tраб.н – длительность рабочего периода нормированная.

Выражение необходимо дополнить в соответствии с заданным режимом нагрузки, воспользовавшись материалом из базового учебника, уравнения 142-144.

Однако по условию задания в наличии на складе имеются только электродвигатели, рассчитанные на длительный режим работы. Его необходимую номинальную мощность определяют ниже, пользуясь коэффициентами тепловой и механической (токовой) перегрузок.

4.2.4.4 Определение коэффициентов перегрузок и номинальной потребной мощности электродвигателя длительного режима нагрузки.

Двигатель, рассчитанный на длительный режим работы, при работе в режиме, отличном от длительного, из условия равенства средних потерь может быть в период работы перегружен.

Степень перегрузки оценивается коэффициентом тепловой перегрузки PТ, равным отношению потерь мощности в период кратковременной работы  к потерям мощности в номинальном (длительном) режиме). Так как в заданном варианте режим нагрузки проектируемого электропривода S3 (указать вид режима), коэффициент тепловой перегрузки находим по формуле

 

,

 

где Тнагр – постоянная времени выбранного электродвигателя, предварительно равная 20 мин.

Для длительного режима , для кратковременного режима определяется по выражению (136) учебника, для повторно-кратковременного – по выражению (135). Постоянную времени нагрева электродвигателя Тнагр, как было уже указано выше, принять в первом приближении равной 20 минутам.

Далее находим коэффициент механической перегрузки (Рм) по формуле

 

,

 

где α – коэффициент потерь, равный отношению постоянных потерь мощности в двигателе ΔРс к номинальным переменным (электрическим) ΔРэл.н.

Для выбранного типа электродвигателя α (величину коэффициента потерь) принять по рекомендации: для электродвигателей общего назначения 0,5 .. 0,7, для крановых – 0,6 .. 1,0.

Находим потребную номинальную мощность электродвигателя (Рпотр.н, Вт) рассчитанного на длительный режим работы, при работе его в фактическом режиме по формуле

 

.

 

4.2.4.5 Выбор марки электродвигателя по каталогу.

Ввиду дискретности номинальных мощностей электродвигателей номинальную мощность электродвигателя по каталогу (Рн, Вт) принимаем ближайшую большую из условия

 

.

 

Таким образом, для выбранного выше типа электродвигателя и обоснованных его основных параметров из каталога выбирают электродвигатель со следующими номинальными данными …. (привести марку и каталожные данные выбранного электродвигателя).

При этом необходимое передаточное отношение трансмиссии

 

i=nд/nм,

 

где nд – частота вращения идеального холостого хода электродвигателя, об/мин;

nм – частота вращения рабочей машины, об/мин.

 

 

4.3 Проверка выбранного электродвигателя по дополнительным условиям

 

 

4.3.1 Проверка по условиям пуска (проверяется только, если выбран асинхронный электродвигатель с КЗР).

Находим потребляемую номинальную мощность электродвигателя по условию пуска (Рпотр.н, Вт) по формуле

 

 

где Мс.п – приведённый к валу электродвигателя момент сопротивления рабочей машины при трогании с места (момент трогания), Н·м;

Мизб – избыточный момент минимальный, необходимый для обеспечения пуска, по рекомендации учебника, принимают равным 0,2·Мс.п, Н·м;

Мп – кратность пускового момента выбранного электродвигателя, равная отношению пускового момента электродвигателя к номинальному;

ωн – номинальная частота вращения вала электродвигателя, рад/с;

Uп – допустимое снижение напряжения при пуске, согласно ПУЭ выбирается равным 0,7.

Приведённый к валу электродвигателя момент сопротивления рабочей машины (Мс.п, Н·м) рассчитывается по формуле

 

,

 

где n – номинальная частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

Номинальная частота вращения вала электродвигателя (, рад/с) рассчитывается по формуле

 

.

 

Если потребная номинальная мощность электродвигателя по условию пуска меньше, чем номинальная мощность выбранного электродвигателя, то выбранный электродвигатель по условию пуска проходит. Если не проходит, то следует выбрать электродвигатель с повышенным пусковым моментом или электродвигатель большей мощности и повторить расчёты.

4.3.2 Проверка по условию статической устойчивости (проверяется только, если выбран асинхронный электродвигатель).

Находим потребляемую номинальную мощность из условия статической устойчивости (Рпотр.н, Вт) по формуле

 

 

где Рx.max – максимальная мощность машины по нагрузочной диаграмме, Вт;

Мк* – отношение максимального момента к номинальному моменту;

Uраб* – относительная величина напряжения на зажимах проверяемого электродвигателя с учётом, что напряжение может снизиться при пуске рядом расположенного другого электродвигателя, принять согласно ПУЭ равной 0,8.

В учебнике Рx.max обозначена, как Рсм.

Как видим, потребная номинальная мощность электродвигателя по условию статической устойчивости меньше, чем номинальная мощность выбранного электродвигателя. Таким образов выбранный электродвигатель по условию статической устойчивости проходит. Если не проходит, то следует выбрать электродвигатель большей мощности и повторить расчёты.

4.3.3 Проверка выбранного электродвигателя по допустимому нагреву при продолжительном пуске.

Определение продолжительности пуска.

Примем за номинальную мощность машины на её приводном валу мощность, которую она развивает при наибольшей производительности, тогда мощность (Рм.н, Вт) будет рассчитываться по формуле

 

.

 

Тогда номинальный момент машины на приводном валу

 

.

 

Механическая характеристика Мм=f(ωм) заданной для проектирования электропривода рабочей машины описывается обобщённым уравнением

 

,

 

где  – начальный момент машины при угловой скорости, близкой к нулю, Н×м;

x – показатель степени, характеризующий изменение момента статической нагрузки, равный для заданной машины (указать конкретную его величину для заданной рабочей машины).

Приводим механическую характеристику рабочей машины к валу электродвигателя

 

,

 

где  – угловая скорость вала электродвигателя, 1/с.

Подставляя в полученное выражение значения угловой скорости, строим график механической характеристики Мм=f(ωм) заданной для проектирования электропривода рабочей машины.

Механическая характеристика выбранного электродвигателя описывается выражением

 

,

 

где Мк – критический момент электродвигателя, Нм;

Sк – критическое скольжение электродвигателя.

Критический момент электродвигателя (Мк, Нм) рассчитывается по формуле

 

.

 

Критическое скольжение электродвигателя (Sк) рассчитывается по формуле

 

,

 

где Sн – номинальное скольжение электродвигателя.

Номинальное скольжение электродвигателя (Sн) рассчитывается по формуле

 

,

 

где n1 – частота вращения статора, об/мин;

n2 – частота вращения ротора, об/мин.

По полученному выражению механической характеристики строят график механической характеристики выбранного электродвигателя.

Приведённый к валу электродвигателя момент инерции системы «электродвигатель – рабочая машина (J, кг·м2) рассчитывается по формуле

 

 

,

 

где Jд – динамический момент инерции ротора, кгм2;

k – коэффициент, учитывающий момент инерции механической передачи.

Зависимость избыточного момента от угловой скорости приобретет вид

 

.

 

По полученному выражению строят кривую избыточного момента.

Разбивают диапазон изменения угловой скорости на n примерно равных участков.

На каждом участке заменяют кривую избыточного момента прямой линией, параллельной оси угловой скорости, так, чтобы площади между прямой и кривой выше и ниже прямой были бы приблизительно равны. т.е., считают, что в пределах участка избыточный момент постоянный, равный Мизб.i.

Тогда для каждого участка время разгона электродвигателя (Δti, с) от ωi-1 до ωi=ω0(1-si) находим по формуле

 

,

 

где Δωi = ωi-ωi-1.

Время разгона электродвигателя (ti, с) от нуля и до ωi находим по формуле

 

.

 

Результаты расчётов заносятся в таблицу.

По результатам расчетов строят кривую разбега электродвигателя ω = f(t).

Общее время пуска электродвигателя (tп,с) рассчитывается по формуле

 

.

 

Потери энергии при пуске электродвигателя (ΔAn, Дж) рассчитываются по формуле

 

,

 

где Рн – номинальная мощность электродвигателя, Вт;

ηн – КПД электродвигателя;

 – отношение пускового тока к номинальному току.

Температура электродвигателя в конце периода пуска (θкон, оС) рассчитывается по формуле

 

,

 

где θс – первоначальная температура, 0С;

 – превышение температуры в конце пуска, 0С;

с – средняя удельная теплоемкость электродвигателя, Дж/(кг·град);

m – масса электродвигателя, кг.

Так как полученное значение температуры в конце периода пуска меньше допустимого для данного класса изоляции θкон < θдоп, электродвигатель по допустимому нагреву при продолжительном пуске проходит.

 

 

4.4 Построение кривых нагрева и охлаждения электродвигателя

 

 

Кривую нагрева электродвигателя с холодного состояния строят в предположении, что электродвигатель загружен на эквивалентную по нагрузочной диаграмме мощность.

Постоянная времени нагрева выбранного электродвигателя (Тнагр, 0С) рассчитывается по формуле

 

,

 

где  – среднее установившееся превышение температуры двигателя при номинальной нагрузке при измерении методом сопротивления, 0С. Для класса изоляции B выбираем  =80 0С.

Постоянная времени охлаждения (Тохл, 0С) рассчитывается по формуле

 

.

 

где β0 – коэффициент охлаждения, т.к. двигатель закрытого исполнения с наружным охлаждением от собственного вентилятора на валу выбирается β0=0,5.

Установившееся превышение температуры электродвигателя над температурой окружающей среды при фактической загрузке (, 0С) рассчитывается по формуле

 

,

 

где ΔРн – потери мощности в номинальном режиме;

ΔРэкв – потери мощности в фактическом режиме.

Потери мощности в номинальном режиме (ΔРн, Вт) рассчитываются по формуле

 

.

 

Потери мощности в фактическом режиме (ΔРэкв, Вт) рассчитываются по формуле

 

.

 

Величина превышения температуры электродвигателя для различных моментов времени (, 0С) рассчитывается по формуле

 

 

По результатам расчетов строится кривая нагрева электродвигателя.

Кривую охлаждения , оС, рассчитывают в предположении, что отключение электродвигателя произошло по истечении времени работы, равного 4·Тнагр, по формуле

 

.

 

По результатам расчетов строится кривая охлаждения электродвигателя.

 

 

4.5 Выбор пусковой и защитной аппаратуры

 

 

4.5.1 Выбор аппаратов коммутации и защиты цепи электродвигателя от коротких замыканий.

В качестве аппарата, осуществляющего ручное включение и отключение цепей электродвигателя, можно выбрать рубильник типа Р, РА, РБ, РПЦ, РШ или пакетный выключатель, например, типа ПВМ. Для защиты от коротких замыканий этот аппарат должен быть дополнен плавкими предохранителями типа ПР-2, НПН-2, ППН. С учётом времени пуска номинальный ток плавкой вставки (Iв.н, А) для выбранного электродвигателя определяю по формуле

 

,

 

где α – коэффициент интенсивности пуска, равный для рассчитанного выше времени пуска;

Iп – пусковой ток выбранного электродвигателя, А.

Плавкая вставка – элемент разового действия. Поэтому при эксплуатации электропривода необходимо иметь запасной комплект плавких вставок. При отсутствии запасного комплекта плавкую вставку иногда заменяют медной проволокой круглого сечения. Определяю необходимый диаметр медного проводника (d, мм) для использования вместо стандартной плавкой вставки по формуле

 

 

Однако комбинация «рубильник – плавкая вставка» для коммутации и защиты электродвигателей в настоящее время используется редко. Это объясняется тем, что требуется иметь запасной комплект плавких вставок, который не всегда оказывается под рукой, а, кроме того, при перегорании вставки в одной из фаз электродвигатель переходит в опасный для его целостности неполнофазный режим работы.

Поэтому окончательно для коммутации цепей электродвигателя и защиты их от короткого замыкания выбираем более прогрессивный аппарат – автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем. Выбор автоматического выключателя осуществлять по роду тока, номинальным напряжению и току, типу защитной характеристики (выбор осуществить воспользовавшись приложением 5 базового учебника или аналогичными справочными данными).

Технические данные выбранного автоматического выключателя:

Серия –    ;

Номинальное напряжение –    , В;

Номинальный ток –    , А;

Тип защитной характеристики  (D, С, или D) –    ;

Предельная коммутационная способность    , циклов;

Степень защиты    IP.

4.5.2 Выбор устройства защитного отключения.

Для отключения электропривода при повреждении изоляции, неисправности электрических цепей и появлении тока утечки на землю, в том числе и через тело человека, выбирают высокочувствительное устройство защитного отключения (УЗО) (выбор осуществить по параметрам, приведённым в приложении 6 базового учебника). Подключается оно и работает следующим образом. (Далее привести краткое описание устройства, принципа работы и схемы включения).

Технические данные выбранного УЗО:

Тип –    ;

Номинальное напряжение UН, В –    ;

И т.д.

4.5.3 Выбор теплового реле.

Более чувствительными аппаратами к малым, но длительным перегрузкам по сравнению с тепловой защитой автоматических выключателей являются тепловые реле. Поэтому для защиты электродвигателя от перегрузок по току необходимо выбрать тепловое реле. (Выбор осуществить по приложению 7 базового учебника).

Технические данные выбранного реле:

Серия –    ;

Номинальный ток, А –    ;

Диапазон регулирования тока уставки, А    .

 

 

4.6 Разработка схемы управления и защиты электродвигателя

 

 

Схема управления и защиты электродвигателя представлена на рисунке 2.

 

 

Рисунок 2 – Схема управления и защиты электродвигателя

 

 

4.7 Расчёт надёжности электропривода

 

 

Интенсивность отказов (X(t), 1/ч) рассчитывается по формуле

 

,

 

где Δn – число отказавших элементов в конце периода;

Nср – среднее число элементов, шт.;

Δt – интервал времени наблюдения, ч.

Среднее число элементов (Nср, шт.) рассчитывается по формуле

 

,

 

где N0 – число исправных элементов в начале наблюдения, шт.;

Nt – число исправных элементов в конце интервала времени наблюдения, шт.

Число исправных элементов в конце интервала времени наблюдения (Nt, шт.) рассчитывается по формуле

 

.

 

Вероятность безотказной работы (P(t), в процентах) можно рассчитать по формуле

 

.

 

 

4.8 Определение экономической эффективности разработанного электропривода

 

 

Перечень элементов электропривода приводим в виде таблицы и рассчитываем суммарную стоимость установки.

Находим стоимость установки в базовом варианте, пользуясь справочным материалом.

Экономическая эффективность (Эг, руб.) рассчитывается по формуле

 

Эг = З0 – З1,

 

где З0 – приведенные затраты на электропривод в базовом варианте, руб.;

З1 – приведенные затраты на электропривод в предлагаемом варианте, руб.

Срок окупаемости, при учете бесперебойной работы привода в течении года, (Ток, в годах) рассчитывается по формуле

 

Ток = З1 / Эг.

 

Сравниваем полученный срок окупаемости с нормативным (Ток = 6,66 года) и делаем вывод что, внедрение предлагаемого вида электродвигателя экономически целесообразно.

Заключение

 

 

Методические указания к курсовому проектированию разработаны для студентов направлений подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям), профиль «Энергетика» и 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», профиль «Электроснабжение».

В данных методических указаниях изложено содержание курсового проекта по дисциплине «Электрические машины», указаны цели, которые должны быть достигнуты в процессе выполнения проекта, приведены формулы для выполнения расчетов, указан список рекомендуемой литературы.

В приложениях приведён справочный материал, необходимый для оформления пояснительной записки к курсовому проекту, приведён перечень вопросов для подготовки к экзамену, приведены варианты заданий к курсовому проектированию.

Данные методические указания могут быть рекомендованы преподавателям и студентам, изучающим дисциплину «Электрические машины».

Список рекомендуемой литературы

 

 

1 Шичков, Л.П. Электрический привод: учебник и практикум для академического бакалавриата / Л.П. Шичков. – Москва: Юрайт, 2019. — 326 с. – ISBN 978-5-534-07893-0.

2 Шичков Л.П. Электрический привод. Основы электропривода: учебное пособие / Л.П. Шичков. – Москва: Изд-во Рос. гос. аграр. заочн. ун-та, 2007. – 132 с

3 Электрические машины: лабораторный практикум: учебное пособие / авт.-сост. И.Г. Романенко, М.И. Данилов, О.И. Юдина; Северо-Кавказский федеральный университет. – Ставрополь: Северо-Кавказский Федеральный университет (СКФУ), 2018. – 120 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=562846.

4 Дробов, А.В. Электрические машины: практикум: учебное пособие / А.В. Дробов, В.Н. Галушко. – Минск: РИПО, 2017. – 112 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=463599.

5 Кобозев, В.А. Электрические машины: учебное пособие / В.А. Кобозев. – Ставрополь: Ставропольский государственный аграрный университет (СтГАУ), 2015. – Часть 1. Машины постоянного тока. Трансформаторы. – 200 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=438677.

6 Кобозев, В.А. Электрические машины: учебное пособие / В.А. Кобозев. – Ставрополь: Ставропольский государственный аграрный университет (СтГАУ), 2015. – Часть 2. Электрические машины переменного тока. – 208 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=438678.

7 Дробов, А.В. Электрические машины: учебное пособие / А.В. Дробов, В.Н. Галушко. – Минск: РИПО, 2015. – 292 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=463598.

8 Электрические машины: машины постоянного тока: учебное пособие / А.Ф. Шевченко, А.Г. Приступ, Г.Б. Вяльцев, Л.Г. Шевченко; Новосибирский государственный технический университет. – Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2015. – 68 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=438311.

9 Электрические машины: лабораторный практикум / авт.-сост. А.И. Колдаев, Д.В. Болдырев; Северо-Кавказский федеральный университет, М.В. Любицкий. – Ставрополь: Северо-Кавказский Федеральный университет (СКФУ), 2014. – 134 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=457234.

10 Электрические машины: практическое пособие. – Москва: Изд-во Акад. наук СССР, 1960. – 29 с. – (Сборники рекомендуемых терминов. Выпуск 52). – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=116422.

11 Парамонова, В. Электрические машины: сборник задач / В. Парамонова; Московская государственная академия водного транспорта. – Москва: Альтаир: МГАВТ, 2014. – 72 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=430516.

12 Электрические машины: методические указания к лабораторным работам по электротехнике для студентов всех специальностей: методическое пособие: [16+] / сост. Н.М. Плотников, Н.Л. Александрова, Д.Я. Воденисов, В.П. Костров [и др.]. – Нижний Новгород: Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (ННГАСУ), 2010. – Часть 1. – 77 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=427368.

13 Быковский, В.В. Исследование электрических машин: лабораторный практикум: учебное пособие / В.В. Быковский, И.И. Гирфанов; Кафедра автоматизированного электропривода и электромеханики. – Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2015. – 112 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=364814.

14 Шевченко, А.Ф. Электрические машины с постоянными магнитами : учебное пособие / А.Ф. Шевченко, А.Г. Приступ; Новосибирский государственный технический университет. – Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2016. – 64 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=575628.

15 Зарандия, Ж.А. Электрические машины и электропривод в электроэнергетике: учебное электронное издание: учебное пособие / Ж.А. Зарандия, Е.А. Печагин, Н.П. Моторина; Тамбовский государственный технический университет. – Тамбов: Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ), 2018. – 113 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=570586.

16 Рихтер, Р. Электрические машины / Р. Рихтер. – Москва; Ленинград: ОНТИ НКТП СССР, 1936. – Том 2. Синхронные машины и одноякорные преобразователи. – 689 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=117332.

17 Рихтер, Р. Электрические машины / Р. Рихтер; пер. Н.А. Голубев. – Москва; Ленинград: ОНТИ НКТП СССР, 1935. – Том 3. Трансформаторы. – 294 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=117333.

18 Рихтер, Р. Электрические машины / Р. Рихтер; ред. Ю.С. Чечет. – Москва; Ленинград: Государственное объединенное научно-техническое издательство. Редакция энергетической литературы, 1939. – Том 4. Индукционные машины. – 472 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=210832.

19 Костенко, М.П. Электрические машины / М.П. Костенко, Л.М. Пиотровский. – Ленинград: Энергия, 1972. – Часть 1. Машины постоянного тока. Трансформаторы. – 544 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=450047.

20 Костенко, М.П. Электрические машины / М.П. Костенко, Л.М. Пиотровский. – Ленинград: Энергия, 1973. – Часть 2. Машины переменного тока. – 648 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=450046.

21 Встовский, В.Л. Электрические машины / В.Л. Встовский; Сибирский федеральный университет. – Красноярск: Сибирский федеральный университет (СФУ), 2013. – 464 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=363964.

22 Муравьев, В.М. Электрические машины: сборник тестовых задач / В.М. Муравьев, М.С. Сандлер; Московская государственная академия водного транспорта. – Москва: Альтаир: МГАВТ, 2010. – 40 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=430513.

23 Шаншуров, Г.А. Специальные электрические машины: оценка качества обмоток машин переменного тока на стадии проектирования: учебное пособие / Г.А. Шаншуров, Т.В. Дружинина, А.Ю. Будникова; Новосибирский государственный технический университет. – Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2015. – 40 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=438452.

24 Игнатович, В.М. Электрические машины и трансформаторы: учебное пособие / В.М. Игнатович, Ш.С. Ройз; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2013. – 182 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=442095.

25 Бирюков, В.В. Тяговый электрический привод: учебное пособие / В.В. Бирюков, Е.Г. Порсев; Новосибирский государственный технический университет. – Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2018. – 314 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=574634.

26 Электрический привод и электрооборудование в АПК: учебное пособие / Новосибирский государственный аграрный университет, Инженерный институт. – Новосибирск: Золотой колос, 2014. – Часть 2. Регулирование двигателя постоянного тока. – 68 с. – Режим доступа: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=278156.

Приложение А

(справочное)

 

 

Перечень вопросов для подготовки к экзамену

 

 

1 Принцип действия трансформатора, устройство, основные показатели.

2 Группы соединения трансформатора, определение, отличия, применение.

3 Схема замещения трансформатора, уравнения ЭДС и намагничивающих сил.

4 Внешняя характеристика трансформатора.

5 Коэффициент  полезного действия трансформатора и классификация потерь в нем.

6 Условия параллельной работы трансформаторов.

7 Автотрансформаторы, особенности конструкции, принцип действия, характеристики.

8 Условия создания вращающегося магнитного поля в трехфазной системе.

9 Условия создания вращающегося магнитного поля в однофазной системе.

10 Устройство и принцип действия асинхронной машины.

11 Режимы работы асинхронной машины

12 Понятие скольжения

13 Пуск в ход  асинхронного двигателя.

14 Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя.

15 Коэффициент полезного действия и классификация потерь мощности.

16 Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя.

17 Однофазные конденсаторные двигатели, конструкция, особенности работы и пуска.

18 Основные уравнения асинхронной машины и их физическая сущность.

19 Механическая характеристика асинхронного двигателя.

20 Асинхронный двигатель с фазным ротором.

21 Реостатный пуск асинхронного двигателя с фазным ротором.

22 Исполнительные асинхронные двигатели.

23 Принцип действия синхронного генератора и синхронного двигателя.

24 Пуск в ход синхронных двигателей.

25 Работа синхронного генератора под нагрузкой. Реакция якоря.

26 Характеристики синхронной машины.

27 Параметры синхронных машин. Суть метода двух реакций.

28 Синхронно-реактивные двигатели.

29 Синхронный компенсатор.

30 Синхронные двигатели с постоянными магнитами.

31 Условия включения синхронных генераторов на параллельную работу.

32 Угловая характеристика синхронной машины.

33 Конструкция и принцип действия двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

34 Регулирования частоты вращения двигателей постоянного тока.

35 Условия самовозбуждения генераторов постоянного тока.

36 Коммутация в машинах постоянного тока.

37 Способы регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока.

38 Характеристики генератора постоянного тока.

39 Реакция якоря в машине постоянного тока.

40 Принцип действия генератора постоянного тока. Назначение коллектора.

41 Двигатели постоянного тока  с самовозбуждением.

42 Двигатели постоянного тока в системах автоматики.

43 Устройство электрической машины постоянного тока.

44 Принцип действия двигателей постоянного тока.

45 Реакция якоря машины постоянного тока.

46 Способы возбуждения машин постоянного тока.

47 Генератор независимого возбуждения.

48 Генератор параллельного возбуждения.

49 Пуск двигателя постоянного тока, значение пускового реостата.

50 Механические характеристики двигателя  постоянного тока.

51 Рабочие характеристики двигателя  постоянного тока.

52 Регулирование частоты  вращения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.

53 Двигатель постоянного тока с последовательным  возбуждением, схема, его характеристики.

54 Потери и КПД машины постоянного тока.

55 Назначение и область применения трансформаторов.

56 Принцип действия трансформатора.

57 Коэффициент трансформации трансформатора.

58 Устройство однофазного трансформатора.

59 Устройство трёхфазного трансформатора.

60 Опыт холостого хода трансформатора, его практическое значение.

61 Опыт короткого замыкания трансформатора, его практическое значение.

62 Рабочий режим трансформатора. Коэффициент загрузки трансформатора.

63 Группы соединения обмоток трёхфазных трансформаторов.

64 Системы охлаждения трансформаторов.

65 Регулирование напряжения трансформаторов.

66 Измерительные трансформаторы, их применение.

67 Принцип действия асинхронного двигателя.

68 Устройство  асинхронного двигателя.

69 Потери и КПД асинхронного двигателя.

70 Механическая характеристика асинхронного двигателя.

71 Рабочие характеристики асинхронного двигателя.

72 Пусковые свойства асинхронного двигателя.

73 Пуск асинхронного двигателя с фазным ротором.

74 Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

75 Двигатели с короткозамкнутым ротором с улучшенными пусковыми характеристиками.

76 Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя.

77 Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением активного сопротивления в цепи ротора.

78 Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением числа полюсов обмотки статора.

79 Торможение асинхронного двигателя.

80 Принцип действия однофазных асинхронных двигателей.

81 Пуск однофазного асинхронного двигателя.

82 Конденсаторные двигатели.

83 Принцип действия синхронного генератора.

84 Типы синхронных машин и их устройство

85 Принцип действия синхронного двигателя.

86 Пуск синхронных двигателей.

87 U-образные характеристики синхронного двигателя.

88 Рабочие характеристики синхронного двигателя.

89 Синхронный компенсатор.

90 Назначение, устройство, принцип действия магнитные пускателей.

Приложение Б

(справочное)

 

 

Образец оформления титульной страницы курсового проекта

 

 

Рисунок Б.1 – Образец оформления титульной страницы курсового проекта

Приложение В

(справочное)

 

 

Образец оформления листа задания

 

 

Рисунок В.1 – Образец оформления листа задания

Приложение Г

(справочное)

 

 

Образец оформления листа аннотации

 

 

Рисунок Г.1 – Образец оформления листа аннотации

Приложение Д

(справочное)

 

 

Образец оформления листа содержания

 

 

Рисунок Д.1 – Образец оформления листа содержания

Приложение Е

(справочное)

 

 

Варианты исходных данных для расчета

 

 

Таблица Е.1 – Варианты исходных данных для расчета

Вариант	Механизм	nм об/мин	Вид передачи	t1, мин	t2, мин	t3, мин	tр, мин	tотк, мин	tхх, мин
1	Вентилятор центробежный	1200	Клиноремённая	2	3	4	100	10	0
2		1450	Муфта	1	4	5	40	15	0
3		2000	Клиноремённая	5	2	4	15	0	30
4	Вентилятор осевой	900	Клиноремённая	7	1	2	120	0	5
5		2940	Муфта	6	4	1	20	90	2
6		2000	Клиноремённая	4	3	2	150	5	6
7	Насос центробежный для подачи воды	2500	Клиноремённая	3	5	2	25	0	50
8		2950	Муфта	1	4	4	30	40	0
9		2200	Клиноремённая	7	2	2	50	55	0
10		1600	Клиноремённая	2	3	5	35	0	70
11	Насос поршневой	1800	Клиноремённая	3	4	2	22	48	0
12		1400	Шестерёнчатая цилиндрическая	4	5	1	140	2	4
13		1600	Клиноремённая	5	2	3	60	45	0
14	Насос вихревой	2000	Клиноремённая	4	1	4	45	0	60
15		2500	Клиноремённая	3	2	5	142	3	8
16		550	Клиноремённая	2	3	4	18	70	0
17	Ленточный транспортёр	400	Шестерёнчатая цилиндрическая	1	5	4	24	60	0
18		700	Клиноремённая	2	5	2	23	0	61
19	Транспортёр скребковый с роликовыми цепями	900	Шестерёнчатая цилиндрическая	3	4	3	42	45	0
20	Транспортёр скребковый с безроликовыми цепями	650	Червячная	4	2	3	99	0	15
21	Винтовой конвейер для перемещения песка	400	Фрикционная	5	1	4	190	80	10
22		600	Червячная	5	3	1	19	80	0
23	Винтовой конвейер для перемещения глины	150	Шестерёнчатая цилиндрическая	4	2	4	30	172	0
24	Грузоподъёмный механизм	200	Клиноремённая	3	3	2	32	0	60
25		360	Шестерёнчатая цилиндрическая	2	4	3	50	40	0
26		180	Червячная	1	5	4	210	8	12

 

 

Продолжение таблицы Е.1

27	Механизм поступательного движения	100	Клиноремённая	2	5	3	50	180	0
28		140	Шестерёнчатая цилиндрическая	3	5	2	30	72	0
29		90	Фрикционная	4	2	3	25	250	0
30		110	Шестерёнчатая цилиндрическая	5	3	1	15	200	0

 

Таблица Е.2 – Варианты исходных данных для расчета

Вариант	Механизм	Q1, м3/с	Q2 м3/с	Q3 м3/с	р1, м	р2  м	р3 м	Тср, оС	Jм, кг∙м2
1	Вентилятор центробежный	1	1,2	1,6	800	740	860	15	0,0021
2		0,8	1,1	0,9	600	700	650	18	0,0018
3		0,5	0,65	0,55	750	550	600	16	0,0009
4	Вентилятор осевой	2	2,2	1,9	400	390	430	25	0,0017
5		1,8	1,75	1,6	350	390	410	24	0,0015
6		3,1	2,8	3,4	260	300	280	23	0,0018
7	Насос центробежный для подачи воды	0,008	0,01	0,012	35	29	30	17	0,0171
8		0,015	0,018	0,016	27	29	26	21	0,0207
9		0,019	0,021	0,023	24	25,5	26	20	0,0558
10		0,015	0,017	0,019	41	45	39	22	0,1582
11	Насос поршневой	0,005	0,003	0,004	84	95	89	23	0,0556
12		0,0008	0,00075	0,0009	96	100	93	26	0,0168
13		0,0025	0,0032	0,0029	85	78	86	24	0,0248
14	Насос вихревой	0,0015	0,0018	0,0017	45	43	41	23	0,0094
15		0,0021	0,0023	0,0024	51	55	50	21	0,0171
16		0,0035	0,0038	0,0041	43	41	39	15	0,2975

 

Таблица Е.3 – Варианты исходных данных для расчета

Вариант	Механизм	Q1, кг/с	Q2 кг/с	Q3 кг/с	L1, м	L2 м	L3 м	Н1, м	Н2 м	Н3 м	Тср, оС	Jм, кг∙м2
17	Ленточный транспортёр	8,3	8,8	8,1	15	17	19	5	6	7	16	0,1181
18		6,2	6,5	6,7	21	22	23	7	7,5	8	25	0,0551
19	Транспортёр скребковый с роликовыми цепями	5,2	5,4	5,6	30	30	30	5	5,5	6	24	0,0778
20	Транспортёр скребковый с безроликовыми цепями	4,1	4,5	4,4	21	22	23	8	7	6	23	0,3195
21	Винтовой конвейер для перемещения песка	10	11	12	10	9	8,5	2	2,2	2,4	17	0,5625
22		12	14	13	25	27	23	4	4,5	5	21
23	Винтовой конвейер для перемещения глины	14	15	17	16	18	19	5,2	5,3	5,4	20	18

Таблица Е.4 – Варианты исходных данных для расчета

Вариант	Механизм	G1, Нх103	G2, Нх103	G3, Нх103	v1, м/с	v2 м/с	v3 м/с	µ1	µ2	µ3	Тср, оС	Jм, кг∙м2
24	Грузоподъёмный механизм	10,9	10,2	10,6	0,5	0,45	0,48	-	-	-	23	4,5
25		52	58	53	0,11	0,12	0,13	-	-	-	26	2,0833
26		31	33	29	0,15	0,18	0,22	-	-	-	24	11,667
27	Механизм поступательного движения	1,5	1,6	1,7	1,3	1,4	1,5	0,45	0,4	0,43	23	1,89
28		1,9	1,95	2,0	3,0	3,2	2,9	0,8	0,82	0,84	21	6,888
29		2,4	2,3	2,2	2,2	2,1	2,0	0,35	0,38	0,36	18	7,844
30		1,7	1,6	1,65	1,8	1,9	1,85	1,2	1,25	1,1	25	11,667

 

Приложение Ж

(справочное)

 

 

Технологическая схема загрузки бункеров. Кинематическая схема ленточного транспортёра

 

 

1 – задвижка; 2 – ленточный транспортёр; 3 – дробилка; 4 – нория; 5 – шнековый транспортёр;
6, 7 – заслонки бункеров; 8, 9 – бункера, зерно из бункера через задвижку 1 поступает на транспортёр 2 и далее в дробилку 3, измельчённое зерно норией 4 подаётся на шнековый транспортёр 5 и далее либо в бункер 8, либо в бункер 9, линия должна отключиться при заполнении одного из бункеров

Рисунок Ж.1 – Технологическая схема загрузки бункеров

 

1 – двигатель; 2, 3, 4, 5 – шестерни редуктора; 6 – клиноремённая передача; 7 – приводной барабан

Рисунок Ж.2 – Кинематическая схема ленточного транспортёра

Приложение И

(справочное)

 

 

Автоматическое управление пуском асинхронного двигателя с фазным ротором в функции времени

 

 

Рисунок И.2 – Схема автоматического управления пуском асинхронного двигателя с фазным ротором в функции времени

 

 

Приложение К

(справочное)

 

 

Автоматическое управление пуском асинхронного двигателя с фазным ротором в функции тока

 

 

 

Рисунок К.1 – Схема автоматического управления пуском асинхронного двигателя с фазным ротором в функции тока