Электромеханика

В книге обобщен многолетний опыт работы авторов на кафедре теоретических основ электротехники Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения. Книга может быть полезна студентам и аспирантам технических специальностей вузов в качестве учебного пособия по электротехнике. В ней имеются теоретические сведения, контрольные вопросы по разделам, расчетные задания и задания для лабораторного практикума. Системное изложение теоретического материала позволяет самостоятельно поднять уровень знаний инженерно-техническим специалистам и научным работникам технических областей производства.

Рассматриваются различные подходы в вопросах анализа электромеханических процессов в движущихся элементах электромеханики. Особое внимание уделяется вопросам энергопреобразования и определения электромагнитных сил в динамических режимах работы электромеханических устройств с постоянной и переменной индуктивностью. Монография представляет интерес для широкого круга научных работников и аспирантов, занимающихся расчетами и анализом электромеханических устройств различного назначения, а также может служить пособием для магистрантов направления «Электроэнергетика и электротехника» при решении научных и прикладных задач электротехники.

Издание содержит методические указания для выполнения лабораторного практикума, состоящего из трех комплексных лабораторных работ, в которых решаются 11 различных задач, разделенных по трем темам. Приведенные материалы соответствуют программам дисциплин «Эксплуатация, диагностика и ремонт РЭС» и «Электропреобразовательные устройства РЭС». Рассмотрены основные методы расчета выпрямителей, стабилизаторов, трансформаторов, импульсных и вторичных источников питания. Практическая часть посвящена проектированию и исследованию разрабатываемых схем в САПР Multisim (программный продукт подразделения Electronics Workbench Group компании National Instruments). Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих дисциплины «Эксплуатация, диагностика и ремонт РЭС» и «Электропреобразовательные устройства РЭС», также может быть рекомендовано для самостоятельного изучения САПР Multisim применительно к проектированию различных электрических схем.

Представлена концепция применения современного автоматизированного электропривода в основных технологических установках на линейных компрессорных станциях магистрального транспорта природного газа – газоперекачивающих агрегатах, вентиляторах аппаратов воздушного охлаждения газа и масла, а также для различных насосных установок собственных нужд. Систематизированы инновационные возможности электрического привода по реализации задач повышения энергоэффективности, безопасности и экологичности газотранспортных систем. Приведены примеры алгоритмов и схемных решений по проектированию и комплексной автоматизации компрессорных станций. Для специалистов электротехнических, электроэнергетических и электромеханических направлений, занятых в проектировании, модернизации и эксплуатации современного оборудования нефтегазопроводов.

Рассматривается электрический привод как информационно-энергетическая система. Приведены теоретические сведения по механическим характеристикам и способам управления основными типами электродвигателей. Рассмотрена механическая часть силового канала электропривода, электромагнитные и электромеханические процессы в электроприводе, основные тепловые режимы работы электроприводов, соотношения подобия в электроприводах разных типов. Для студентов направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», изучающих дисциплины «Электрический привод», «Основы электропривода», «Электромеханические системы», а также для магистрантов и аспирантов, специализирующихся в области электромеханики.

Представлен теоретический материал по изучению понятий: падение напряжения, потеря напряжения и отклонение напряжения. Приведены методические указания по проведению экспериментов измерения напряжения и последующего расчета потерь и отклонения напряжения при изменении коэффициента трансформации трансформатора в системе электроснабжения. Для студентов направления подготовки бакалавров 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» для профилей обучения «Электроснабжение и релейная защита», «Электроэнергетические системы и сети» всех форм обучения.

Рассмотрены вопросы устройства релейной аппаратуры, защиты линий электропередач и трансформаторов, в том числе и с использованием микропроцессорной защиты. Для студентов среднего профессионального образования, обучающихся по специальности 13.02.07 «Электроснабжение». Может быть полезно научным работникам и специалистам в сфере электроснабжения.

Рассмотрены законы равновесия и движения материальных объектов под действием сил. Изложены механические свойства малоуглеродистых сталей. Представлена теория и практика растяжения и сжатия стержней, механика деформации сдвига. Для студентов среднего профессионального образования при изучении дисциплин технической направленности.

Рассмотрены особенности принципов построения релейной защиты для интеллектуальной электрической сети. Излагаются результаты исследований отечественных научных коллективов. Отдельные главы посвящены статистическим методам распознавания режимов и основам их приложений в практике релейной защиты и автоматики. Заключительные главы иллюстрируют приложения адаптивных методов цифровой обработки сигналов и адаптивных алгоритмов в устройствах интеллектуальной коммутации электрического оборудования и автоматике ограничения повышения напряжения. Для специалистов электротехнических, электроэнергетических и электромеханических направлений, занятых в проектировании, модернизации и эксплуатации современного оборудования.

Излагаются основные понятия и законы электротехники, методы расчета электрических цепей постоянного и переменного тока, цепей несинусоидального тока и переходных процессов. Рассматривается явление резонанса, цепи со взаимной индукцией, трехфазные цепи, четырехполюсники и электрические фильтры. Описываются длинные линии. Для студентов направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», изучающих дисциплину «Теоретические основы электротехники», а также для магистрантов и аспирантов, специализирующихся в области электроэнергетики и электротехники.

В пособии приведены примеры и задачи с развернутыми численными решениями с целью выработки навыков практических расчетов электрических цепей, необходимых для понимания и изучения проблем эффективного генерирования, распределения и использования электрической энергии. Соответствует современным требованиям Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования и профессиональным квалификационным требованиям. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальностям среднего профессионального образования, при изучении электротехники.

Рассмотрены принципы формирования анодного оксида алюминия, приведены его основные физико-механические свойства, технологические методы получения планарных и объемных микроструктур. Выведены обобщенные универсальные формулы взаимодействия активных и реактивных сил в электростатических, электротоковых и др. микроактюаторах. Определены основные закономерности соотношения входных и выходных параметров в процессе полного функционального цикла. Предложена классификация электростатических микроустройств по конструктивному исполнению и приведены соответствующие типовые примеры с расчетным аппаратом. Для инженерно-технических и научных работников различных отраслей промышленности (приборостроительной, радиотехнической и др.), связи, а также для студентов старших курсов, аспирантов и преподавателей радиотехнических специальностей вузов.

Рассмотрены вопросы параллельной работы электрических систем. Дано описание некоторых крупных системных аварий. Отражены особенности протекания электромеханического переходного процесса в электроэнергетической системе. Разобраны угловые характеристики мощности генераторов, статические характеристики асинхронных двигателей и комплексной нагрузки. Изложены основные методы анализа устойчивости электроэнергетических систем. Рассмотрен асинхронный режим. Даны сведения по противоаварийной автоматике, применяемой в современных условиях. Приведены уравнения Парка–Горева, отмечено их место в расчете электромеханических переходных процессов синхронных и асинхронных машин. Рассмотрены вопросы самозапуска синхронных и асинхронных двигателей. Материал сопровождается примерами и контрольными вопросами. Учебное пособие отвечает требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по подготовке бакалавров для направления 13.03.02 – «Электроэнергетика и электротехника» и магистров для направления 13.04.02 – «Электроэнергетика и электротехника». Пособие может быть полезно также аспирантам.

Конспект лекций по дисциплине «Бионаноинженерия» содержит краткое изложение курса, рекомендации по организации и проведению лекций, перечень учебных видео- и аудиоматериалов, слайдов, типовых плакатов и другие дидактические материалы для работы профессорско-преподавательского состава по данной дисциплине. Для студентов, аспирантов и преподавателей высших технических учебных заведений по направлению подготовки «Нанотехнология» с профилем подготовки «Наноинженерия», а также всех, занимающихся вопросами нанотехнологий, наноинженерии, проектированием МЭМС и НЭМС, созданием электронных систем различного назначения.

Предметом промышленной электроники является электроника, используемая при выполнении технологических процессов, необходимых для производства различных видов товаров и услуг. В этой книге рассмотрены многие элементы электронных систем, причем акцент сделан на том, как эти элементы вписываются в промышленное применение. Учебник выстроен в соответствии с традиционными курсами промышленной электроники, существующими в технических университетах. В нем рассматриваются двигатели постоянного и переменного токов, вопросы дискретного и аналогового управления производственным процессом, ключи и датчики, а также системы управления и автоматизации производства. Кроме того, разделы, посвященные механотронике, в равной степени полезны и для изучающих курс механики, поскольку знакомят с концепциями электромеханики, использующимися в промышленных машинах и автоматике. Издание предназначено студентам старших курсов радио- и электротехнических специальностей вузов, обучающихся по специальности «Промышленная электроника», инженерам, а также будет полезно всем читателям, интересующимся современной электроникой.

В методических указаниях приведен пример мобильного сервисного робота. Дана методика настройки робота для автономного режима. Рассмотрена пошаговая инструкция реализации проекта по теме «Мобильный робот». Выполнив проект, обучающиеся углубят свои знания в области регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока, изучат алгоритмы прерывания микроконтроллера и настройку системы управления перемещения робота по различным траекториям. Предназначены для учеников московских школ, которые проходят обучение на элективных курсах в рамках городского образовательного проекта «Инженерный класс в московской школе».

В методических указаниях приведен пример использования дистанционного управления по инфракрасному и радиочастотному каналам связи. Предложена методика настройки системы управления для различных способов передачи данных. Рассмотрена пошаговая инструкция интеграции дистанционного управления в проекты с необходимостью удаленного управления. Выполнив предложенные проекты, обучаемые углубят свои знания в области передачи данных по протоколам Bluetooth, UART и IR. Предназначены для учеников московских школ, которые проходят обучение на элективных курсах в рамках городского образовательного проекта «Инженерный класс в московской школе».

Приведен пример мобильного двухколесного робота, реализованного на наборе LEGO Education. Дан обзор программы EV3 Lab и приведены методические рекомендации для выполнения проекта. Изучив материал, обучающиеся углубят свои знания в области регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока, изучат алгоритмы написания программ с использованием графического интерфейса EV3 и настроят систему управления перемещения робота по различным траекториям. Предназначены для учеников московских школ, которые проходят обучение на элективных курсах в рамках городского образовательного проекта «Инженерный класс в московской школе».

Изложены основные положения, раскрывающие вопросы выбора оборудования по горнотехническим условиям исходя из требований надежности, эффективной и безопасной эксплуатации с расчетом и анализом эксплуатационной производительности и рациональных режимных параметров. Рассмотрены вопросы стратегии и структуры систем эксплуатации, технического обслуживания и ремонта оборудования и их оптимизации по целевой функции, включая вопросы смазки, средств и методов монтажа и диагностики технического состояния. Даны основные положения по обеспечению безопасности в процессе эксплуатации. 1-е изд. – 1996 г. Для студентов вузов, обучающихся по специальностям «Горная электромеханика», «Горные машины и оборудование», а также для студентов других горных специальностей.

Представлена классификация электрических машин по назначению, принципу работы, конструктивному исполнению и способу монтажа. Подробно рассмотрены устройство, принцип работы, способы регулирования скорости, потери мощности и КПД асинхронных двигателей. Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» и 09.03.03 «Прикладная информатика», профиль «Прикладная информатика в энергосбережении».