Требования к начальной подготовке

Для успешного освоения курса студент должен обладать знаниями, излагаемыми в объеме высшей школы в курсах математики, физики, прикладной и теоретической механики, основы преобразования энергии в электротехнических системах, теоретических основ электротехники, электрических и электронных аппаратов, электрических машин, опытом работы на персональном компьютере.

Межпредметные связи

Название учебной дисциплины Знать Уметь
Высшая математика Дифференциальное и интегральное исчисления Составлять и решать дифференциальные уравнения 1 и 2 порядка, определять экстремумы функций
Физика Разделы: электричество, магнетизм, теплота Составлять уравнения, описывающие электромагнитные и тепловые процессы в элементах электрооборудования, силы, действующие в тяговых аппаратах при протекании по ним тока
Теоретическая механика Прочностные расчеты Производить расчеты на прочность элементов тяговых аппаратов
Прикладная механика Кинематические схемы Составлять кинематические схемы аппаратов
Теоретические основы электротехники Разделы: электрические цепи постоянного и переменного тока, теория электромагнитного поля Составлять и решать уравнения электромагнитных процессов в электрических цепях постоянного и переменного тока
Электрические и электронные аппараты Разделы: электромагнитные реле и контакторы, полупроводниковые аппараты Использовать в электрических цепях контактные и бесконтактные аппараты для коммутации и защиты потребителей, регулирования подводимой к ним электрической энергии, измерения параметров.
Информатика Пакеты прикладных программ Пользоваться ПК, использовать программы для расчетов, графических построений схем и т.д.
Основы преобразо-вания энергии в электротехнических системах Раздел: преобразование и передача электрической энергии Составлять принципиальные электрические схемы силовых цепей преобразователей
Теория автоматического управления Раздел: системы автоматического регулирования Составлять структурные схемы систем управления ЭПС, определять передаточные функции, устойчивость
Тяговый электрический привод Раздел: механическая часть привода; структурные схемы привода; источники питания привода Составлять структурные схемы тяговых приводов, определять передаточные функции, устойчивость

Уровень требований по сравнению со Стандартом

Уровень требований соответствует Стандарту.

Объем в часах

Курс изучается в 3 семестре учебного плана и содержит:

Лекций - 10 часов, практических занятий – 20 часов., лабораторных работ – нет, самостоятельную работу студентов – 42 часа.

Цели учебной дисциплины

После изучения дисциплины студент будет

иметь представление:
о перспективах и путях развития автоматизированного электрического привода транспортных средств
о тенденциях в совершенствовании силовой части и систем управления тяговыми приводами подвижного состава
о направлениях в схемотехнических решениях сильноточных электрических цепей
о возможностях применения различных видов тяговых приводов с импульсным регулированием и перспективах их развития в будущем
знать
структуру тягового привода, примеры конструктивного исполнения приводов одно- и многодвигательного подвижного состава, характеристики источников питания тяговых электроприводов
особенности условий автоматического регулирования и управления ЭПС
принципы проектирования и разработки систем автоматизированного управления приводами подвижного состава электрического транспорта на постоянном и переменном токе с различными способами управления
уметь
обосновать выбор принятого схемного решения тяговых электрических цепей и цепей управления приводом подвижного состава в том числе и с импульсными системами управления
рассчитывать параметры элементной базы и подбирать полупроводниковые и прочие приборы для комплектации преобразователей приводов
применять типовые схемные решения по реализации алгоритмов управления транспортными средствами
иметь опыт
синтеза принципиальных электрических схем силовых цепей и цепей управления подвижного состава различных видов транспорта
описания принципа работы электрических цепей приводов подвижного состава с различными способами управлением в режимах тяги и торможения по предоставленным принципиальным схемам

Содержание и структура учебной дисциплины

Тематика лекционного курса

Блок, модуль, раздел, тема Часы Ссылки на цели*
Модуль1. Задачи курса, объем и методика изучения, история развития тягового электропривода. Раздел 1.Назначение, структура и основные элементы тягового электропривода. Особенности условий работы тягового электропривода. Классификация тяговых электроприводов.    
Модуль 2. Системы автоматического управления тяговыми электроприводами. Раздел 1.Структурная схема систем автоматического управления. Принципы управления. Классификация систем автоматического управления. Классификация систем автоматического управления (САУ) электроподвижным составом (ЭПС). Раздел 2.Уровни автоматизации транспортных процессов. Управление движением поезда при различных уровнях автоматизации. Особенности условий автоматического регулирования и управления ЭПС. Технико-экономическая эффективность автоматизации процесса управления ЭПС.    
Модуль 3. Функциональные схемы систем автоматического регулирования. Раздел 1.Типовые функциональные схемы систем автоматического регулирования (САР) ЭПС. Функциональные элементы САР ЭПС: задающие, промежуточные, датчики, объекты регулирования, исполнительные и управляющие элементы.      
Модуль 4. Структурные схемы САР. Раздел 1.Структурные схемы и передаточные функции тягового электродвигателя как линеаризованного объекта регулирования.Структурные схемы и передаточные функции разомкнутых и замкнутых САР.Структурные схемы и передаточные функции САР ЭПС. Раздел 2.Устойчивость и качество регулирования линейных САР. Нелинейные САР тягового электродвигателя и ЭПС.      
Модуль 5. Синтез САР. Раздел 1.Общая характеристика задач синтеза и принципы коррекции. Особенности синтеза САР ЭПС. Синтез САР ЭПС с нелинейными звеньями. Раздел 2.Принципы автоведения ЭПС: назначение и область применения; принципы оптимального управления ЭПС; алгоритмы и программы автоматического управления ЭПС в режимах тяги, выбега, торможения; надёжность систем автоведения.      
Практические занятия
Модуль Тема Часы
Модуль 2     1. Структурные схема систем автоматического управления.. 2. Принципы управления ЭПС. 3. Системы автоматического управления (САУ) электроподвижным составом (ЭПС). 4. Управление движением поезда при различных уровнях автоматизации. 5. Особенности условий автоматического регулирования и управления ЭПС.        
Модуль 3 6. Типовые функциональные схемы систем автоматического регулирования (САР) ЭПС.  
Модуль 4 7. Структурные схемы и передаточные функции САР ЭПС.  
Модуль 5 8. Особенности синтеза САР ЭПС. 9. Алгоритмы и программы автоматического управления ЭПС в режимах тяги, выбега, торможения.
         

Учебная деятельность

В процессе изучения дисциплины в целях формирования и закрепление у студентов практических навыков по анализу электроприводов ими выполняется расчётно-графическая работа по составлению математической модели и структурной схемы привода и определению передаточной функции его механической части.

Вариант задания каждым студентом выбирается из ”Методических указаний к изучению курса“ в соответствии с шифром зачётной книжки.