1. Опис навчальної дисципліни

Примітка.

Співвідношення кількості годин аудиторних занять до самостійної і індивідуальної роботи становить:

     для денної форми навчання – 105/75 (140%).

     для заочної форми навчання –34/146 (23%).

2. Мета та завдання навчальної дисципліни

Мета: ознайомлення з основними вимогами, що ставляться до апаратів низької напруги, контактними з’єднаннями та основами теплових розрахунків електричних апаратів, електричною дугою та дугогасними пристроями комутаційних апаратів низької напруги, електромагнітними механізмами електричних апаратів, контактними та безконтактними апаратами пристроїв керування та розподілу електричної енергії, давачами.

 

Завдання: дослідження процесів і явищ в типових елементах електричних апаратів; здобування знань, які дозволяють вибрати необхідні електричні апарати для застосування їх в виробничих процесах, а також здійснювати експлуатацію апаратів різноманітних схем управління та силового комутаційного обладнання; формування навичок роботи з технічною документацією на електричні апарати, нормативно-технічними матеріалами та технічними довідниками.

 

У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен:

знати: класифікацію та сфери застосування апаратів низької напруги, їх характеристики та параметри, основні вимоги до них, фізичні явища в контактному з’єднанні, методи розрахунку теплових режимів в електричних апаратах, фізичні властивості в дуговому проміжку, методи гасіння дуги постійного та змінного струму, конструкцію дугогасних пристроїв апаратів низької напруги, будову і методи розрахунку електромагнітних систем апаратів, принципи будови і особливості використання контактних і безконтактних апаратів пристроїв керування і розподілу електроенергії, конструкції та особливості використання давачів;

 

вміти: пояснити принципи будови і роботи контактних і безконтактних апаратів пристроїв керування і розподілу електроенергії, проводити розрахунок теплових режимів в електричних апаратах.

 

3. Програма навчальної дисципліни

Модуль 1.

Змістовий модуль 1.

Тема 1. Контактні з’єднання електричних апаратів.

Класифікація та сфери застосування апаратів низької напруги. Основні вимоги, що ставляться до апаратів низької напруги, їх характеристики та параметри. Фізичні явища в електричному контакті. Перехідний опір і його залежність від різних факторів. Вимоги до контактів та матеріалів з яких вони зроблені. Вібрація контактів  методи її усунення.

Тема 2. Нагрів електричних апаратів.

Теплообмін в електричних апаратах. Нагрівання апаратів в усталених режимах. Нагрівання котушок. Перехідний тепловий режим. Постійна часу нагрівання. Теплові режими електричних апаратів.

 

Тема 3. Електрична дуга в комутаційних апаратах низької напруги.

Фізичні властивості в дуговому проміжку, їх особливості в апаратах низької напруги. Рівняння Саха. Енергетичний баланс дуги. Гасіння дуги в колах постійного струму. Гасіння дуги змінного струму в колах активного й активно-індуктивного характеру. Процес відновлення напруги. Відновлення електричної міцності коротких проміжків між електродами. Огляд існуючих способів гасіння дуги в апаратах низької напруги. Дугогасні пристрої апаратів низької напруги, особливості їх виконання та застосування. Гасіння дуги за допомогою рогових розрядників, дугогасної котушки, дугогасної камери з ізоляційними перетинками, дугогасної гратки.

Змістовий модуль 2.

Тема 4. Електромагнітні механізми апаратів низької напруги.

Магнітні кола електромагнітних механізмів. Основні закони магнітного кола. Параметри магнітного кола. Магнітні потоки розсіяння. Основні положення розрахунку магнітних кіл при постійних та змінних магніторушійних силах. Сила електромагнітного притягання в електромагнітах постійного та змінного струму. Вібрації в електромагнітних механізмах змінного струму, способи їх усунення. Енергетичний баланс електромагніта. Статичні та динамічні характеристики електромагнітів постійного струму. Коефіцієнти повернення і запасу. Час спрацювання і відпускання електромагнітних механізмів.

 

Тема 5. Контактні апарати пристроїв розподілу електричної енергії та керування.

Рубильники, пакетні вимикачі і перемикачі – особливості будови і застосування. Силові контролери, командоконтролери та кнопки управління. Плавкі запобіжники. Принцип дії, особливості будови. Часова-струмова характеристика плавної вставки. Струмообмежувальний ефект. Конструкції запобіжників загального призначення та їх основні параметри.

Модуль 2.

Змістовий модуль 3.

Тема 6. Загальні відомості про напівпровідникові апарати.

Класифікація напівпровідникових апаратів. Загальні вимоги. Аналіз сучасних напрямків розвитку низьковольтних комутаційних напівпровідникових апаратів.

 

Тема 7. Електронний ключ як головна складова комутаційних напівпровідникових апаратів.

 

Класифікація електронних ключів. Принципи побудови схем керування електронними ключами. Схеми запуску керованих напівпровідникових приладів у безконтактних електронних ключах. Схеми керування безконтактною частиною гібридних апаратів змінного стуму та їх аналізування. Специфіка роботи силових напівпровідникових приладів в електронних ключах.

Змістовий модуль 4.

Тема 8. Струмове навантаження на електронні ключі напівпровідникових апаратів.

Характеристики керування регульованих електронних ключів змінного струму. Навантаження на силові напівпровідникові прилади гібридних ЕК в повторно-короткочасному режимі роботи

 

Тема 9. Принципи побудови силових комутаційних напівпровідникових апаратів.

Напівпровідникові контактори, їх призначення та основні вимоги до них. Безконтактні напівпровідникові контактори змінного струму. Безконтактні напівпровідникові контактори постійного струму. Гібридні напівпровідникові контактори.

Тема 10. Давачі.

Основні параметри та характеристики давачів, сфера їх застосування. Давачі лінійного та кутового переміщення. Давачі швидкості. Давачі прискорення.

4. Структура навчальної дисципліни

 

 

5. Теми семінарських занять – не передбачено програмою дисципліни.

6. Теми практичних занять

 

7. Теми лабораторних занять

8. Самостійна робота

 

9. Методи навчання

 

Основними методами навчання з дисципліни є: пояснювально-ілюстративний, репродуктивний методи, метод проблемного викладення, частково-пошуковий та дослідницький метод.

Основними формами навчання з дисципліни є: лекційні, лабораторні та практичні заняття, самостійна робота студентів, виконання ІНДЗ (РГР).

Основною формою навчання з дисципліни «Електричні апарати» є лекції, які проводяться із застосуванням мультимедійного супроводу.

Лабораторні роботи орієнтовані на закріплення теоретичних знань з дисципліни і отримання практичних навичок. Вони проводяться в лабораторіях кафедри.

Практичні заняття орієнтовані на закріплення теоретичних знань з дисципліни шляхом розв’язання типових задач з різних розділів.

Передбачені консультації студентів викладачами кафедри в позаурочний час.

Самостійна робота полягає в опрацюванні студентами матеріалу лекцій, окремих програмних питань навчальної дисципліни за літературними джерелами, а також в підготовці до виконання та захисту лабораторних робіт, підготовки до підсумкового контролю з модулів, виконання індивідуальних завдань.

 

10. Методи контролю

 

При вивченні студентами дисципліни передбачається три види контролю: поточний, модульний та підсумковий.

 

10.1. Поточний контроль здійснюється під час проведення лабораторних та практичних занять, а також у результаті співбесіди за окремими мікромодулями знань. Застосовується три типи поточного контролю:

·         короткочасне опитування на початку лабораторного заняття з метою оцінити ступінь підготовленості студента з теоретичних питань окремої лабораторної роботи;

·         захист студентом результатів виконаної ним лабораторної роботи;

·         опитування на практичних заняттях та здача виконаних домашніх завдань;

·         проведення протягом кожного навчального семестру контрольних робіт;

 

10.2. Модульний контроль здійснюється у вигляді відповіді на тестові завдання. У тестах для кожного завдання подано кілька відповідей, з яких лише одна вірна.

 

10.3. Підсумковий контроль у вигляді заліку та екзамену проводиться за умови виконання та захисту студентами всіх запланованих лабораторних робіт та успішному тестуванні у процесі співбесіди з окремих модулів знань.

Підсумкова (результуюча) оцінка засвоєння студентом навчального матеріалу може визначатись без проведення семестрового екзамену як інтегральна оцінка за всіма змістовними модулями. При цьому студент, який набрав протягом семестру необхідну кількість балів, має змогу:

·         не складати іспит й отримати підсумкову оцінку по набраній кількості балів;

·         складати іспит із метою підвищення свого рейтингу за даною навчальною дисципліною;

·         ліквідувати академічну різницю навчальних обсягів, пов’язану з переходом на інший напрям підготовки чи до іншого вищого навчального закладу.

Студент, який набрав протягом семестру меншу від необхідної кількості балів, зобов’язаний складати іспит. При цьому він допускається до його складання лише тоді, коли попередньо виконав увесь обов’язковий перелік завдань, передбачених навчальним графіком із даної дисципліни.

 

11. Розподіл балів, які отримують студенти

11.1. Четвертий семестр – семестровий контроль залік:

 

Контроль
Змістовний модуль №1				Змістовний модуль №2			З	С
Поточний контроль			Модул. КР	Поточний контроль		Модул. КР
Т1	Т2	Т3		Т4	Т5
6	8	6	30	10	10	30	60	100

11.2. П’ятий семестр – семестровий контроль екзамен:

 

Контроль
Змістовний модуль №1			Змістовний модуль №2				Е	С
Поточний контроль		Модул.КР	Поточний контроль			Модул. КР
Т6	Т7		Т8	Т9	Т10
10	10	30	6	8	6	30	60	100

Шкала оцінювання: національна та ECTS