Аннотация примерной программы учебной дисциплины «Применение физического и математического моделирования для исследования электромагнитных процессов в электромеханических преобразователях и электромагнитных устройствах» Цели и задачи дисциплины

Аннотация дисциплинывариативной профильной части профессионального цикла Аннотация примерной программы учебной дисциплины «Применение физического и математического моделирования для исследования электромагнитных процессов в электромеханических преобразователях и электромагнитных устройствах»Цели и задачи дисциплиныЦели дисциплины – дать магистрам специальности «Электромеханика» знания, необходимые для построения математических моделей и их использования для решения практических задач в области электромеханики. Задачи дисциплины – дать магистрам теоретические основы моделирования основных типов электромеханических преобразователей энергии и электромагнитных устройств, привить практические навыки формулирования исследовательских задач, построения математических моделей, их практической реализации и анализа получаемых результатов. ^ Требования к уровню освоения содержания дисциплины. Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у обучаемого следующих компетенций: – способностью и готовностью применять современные методы исследования проводить технические испытания и (или) научные эксперименты, оценивать результаты выполненной работы (ПК-6); – способностью применять методы создания и анализа моделей, позволяющих прогнозировать свойства и поведение объектов профессиональной деятельности (ПК-13); – готовностью использовать современные достижения науки и передовой технологии в научно-исследовательских работах (ПК-36). В результате изучения дисциплины магистр должен: – знать теоретические основы математического моделирования, принципы построения математических моделей, освоить типовые приемы моделирования электромеханических преобразователей энергии; – уметь формулировать задачи исследования, формировать уравнения математических моделей электромеханики и грамотно принимать допущения, решать уравнения моделей с использованием современных методов расчёта и компьютерных технологий, уметь оценивать адекватность моделей; – владеть современными компьютерными пакетами расчёта магнитных и тепловых полей.^ Содержание дисциплины. Основные разделы.Модуль 1 – Основные понятия и элементы математического и физического моделированияОсновные понятия теории подобия. Основные элементы математического компьютерного моделирования электромеханических преобразователей: допущения, адекватности, структура моделей, схемы замещения, дифференциальных и алгебраические уравнения моделей. Учет насыщения в схемах магнитных замещения, статические и дифференциальные индуктивности, интегрированные нелинейные элементы.. Примеры магнитных схем замещения. Электромагнитные связей потокосцеплений с токами, индуктивность и взаимоиндуктивность, способы определения индуктивных параметров. Постоянные магниты, характеристики, кривая возврата. Рабочий поток магнита в зазоре. Расчёт индуктивностей обмоток машин с постоянными магнитами. Применение МКЭ для определения индуктивных параметров. Система стрелок в схемах замещения СГ и СД, векторные диаграммы, переход к распределению токов в обмотках синхронной машины при расчёте результирующего поля и электромагнитного момента.^ Модуль 2 – Математические модели асинхронных и синхронных машин Моделирование электромеханических процессов в асинхронных машинах. Математическая модель АМ в фазных осях. Допущения. Дифференциальные и алгебраические уравнения модели. Модель АМ в фазных осях для статорных и d,q –осях для роторных обмоток. Допущения. Дифференциальные и алгебраические уравнения модели. Модель АМ в фазных осях α и β осях. Допущения. Дифференциальные и алгебраические уравнения модели. Моделирование однофазного синхронного генератора. Особенности работы. Допущения. Дифференциальные и алгебраические уравнения модели. Моделирование процессов в линейных синхронных с электромагнитным возбуждением и возбуждением постоянными магнитами. Физическая постановка задачи. Допущения. Схемы замещения электрической и магнитной цепей для двигателей с продольным и поперечным магнитными потоками. Дифференциальные и алгебраические уравнения модели. Схемы замещения электрической и магнитной цепей для двигателей с продольным и поперечным магнитными потоками. Определение параметров схем замещения. Расчёт нормальной и тангенциальной составляющих усилия притяжения первичной и вторичной частей линейного двигателя. Дифференциальные и алгебраические уравнения модели. ^ Модуль 3 – Математические модели трансформаторов и машин постоянного тока, управляемых реактивных индукторных двигателей Моделирование самовозбуждения и внезапного короткого замыкания в генераторе постоянного тока с параллельным возбуждением. Допущения. Дифференциальные и алгебраические уравнения модели. Моделирование пуска в двигателях постоянного тока с параллельным и последовательным возбуждением. Допущения. Дифференциальные и алгебраические уравнения модели. Моделирование процессов в одно- и трёхфазных трансформаторах. Допущения. Дифференциальные и алгебраические уравнения модели. Физическая постановка задачи. Исследование режимов холостого хода и внезапного короткого замыкания. Особенности конструкций работы управляемых реактивных индукторных двигателей. Однофазные и многофазные конструкции. Моделирование управляемого реактивного индукторного двигателя без учёта насыщения. Допущения. Дифференциальные и алгебраические уравнения модели. Моделирование управляемого реактивного индукторного двигателя с учётом насыщения. Допущения. Вебер-амперные характеристики зубцового слоя. Расчёт токов и моментов. Дифференциальные и алгебраические уравнения модели.