Информация о курсе

Информация о подразделении, отвечающего за СЭУМК.

Список дисциплин использующих СЭУМК "название" в учебном процессе.

 Инженерное проетированиеи САПР в электрических машинах

 Основными целями дисциплины являются: формирование углубленных знаний студентов о теоретической базе построения САПР; общих методах проектирования электромеханических преобразователей энергии с использованием современных ЭВМ; получение навыков использования САПР при проектировании конкретных типов электрических машин и аппаратов.

В результате освоения данной дисциплины обеспечивается достижение целей  Ц1, Ц3 и Ц5 основной образовательной магистерской программы «Технология проектирования и производства электромеханических преобразователей энергии»; приобретенные знания, умения и навыки позволят подготовить выпускника:

– к проектно-конструкторской деятельности, способного к расчету, электромеханических преобразователей энергии, анализу и проектированию различных типов электрических машин и аппаратов с использованием современных средств автоматизации проектных разработок ( Ц1);

–  к научно-исследовательской деятельности, в том числе в междисциплинарных областях, связанной с математическим моделированием процессов в электромеханических преобразователях энергии, проведением экспериментальных исследований и  анализом их результатов (Ц3);

 – к самообучению и непрерывному профессиональному самосовершенствованию: подготовка выпускников  к самообучению и непрерывному профессиональному самосовершенствованию. (Ц 5).

 Дисциплина относится к «Дисциплинам направления магистерской подготовки» модуля «Электротехника»; магистерская программа − Технология проектирования и производства электромеханических преобразователей энергии». Указанная дисциплина является одной из профилирующих; имеет как самостоятельное значение, так  и является базой для ряда специальных дисциплин.

Пререквизиты: «Электрические машины и аппараты», «Проектирование электрических машин»

Кореквизиты:  «Проектирование электрических машин»

 1. Основные положения курса (0,5 час)

Роль САПР на современном этапе развития технического и социального прогресса. Основные понятия по применению САПР, как инструмента проектировщика. Автоматизированное и неавтоматизированное проектирование. Цели автоматизированного проектирования. Предмет автоматизированного проектирования. Электрическая машина как сложный объект. Функции системы автоматизированного проектирования. Специфика САПР ЭМ. Обзор развития автоматизированного проектирования в нашей стране и за рубежом.

2. Состав системы автоматизированного проектирования (1,5часа)

Методология автоматизированного проектирования. Блочно-иерархический подход к проектированию в САПР ЭМ. Составные части процесса проектирования электрических машин. Понятия проектная процедура и проектные операции. Обобщенные модели процесса проектирования: нисходящее и восходящее проектирование; внешнее и внутреннее проектирование; унификация проектных решений и процедур. Типовые проектные процедуры: синтез и анализ и их классификация. Место синтеза и анализа в процессе проектирования. Основные принципы создания САПР. САПР как организационно-техническая система. Виды обеспечения систем автоматизированного проектирования. Описание, анализ и оценка использования САПР в электромашиностроении.  Комплекс средств автоматизированного проектирования. Структура базовой САПР электрических машин.

3. Физическое и математическое моделирование  (1 час)

Понятие «математическая модель». Математическое и физическое моделирование. Роль математических и физических моделей в системах автоматизированного проектирования. Недостатки физического моделирования.

4. Математические модели в системах автоматизированного проектирования (2 часа)

Методы получения математических моделей электромеханических устройств на микроуровне. Приближенные модели объектов на микроуровне: метод конечных элементов и метод конечных разностей. Математические модели на макроуровне. Построение математических моделей. Понятие «математическая модель». Математическое и физическое моделирование. Виды математических моделей: статические и динамические, детерминированные и стохастические, непрерывные и дискретные. Использование математических моделей при проектировании. Имитационное моделирование. CAE – системы как основа математического моделирования в САПР.

5. Методы оптимального проектирования (2 часа)

Постановка задачи оптимального проектирования электрических машин.

Критерии оптимальности электрических машин. Целевая функция, независимые переменные и ограничения при оптимальном проектировании. Графическая интерпретация оптимального проектирования. Методы оптимального проектирования, их классификация: методы перебора (методы упорядоченного перебора и методы случайного перебора); методы направленного поиска (одноэтапные методы и многоэтапные методы). Одноэтапные методы – градиентные и методы возможных направлений. Многоэтапные методы – методы покомпонентного улучшения и методы динамического программирования. Достоинства и недостатки методов оптимального проектирования электрических машин. Рекомендации по применению методов оптимального проектирования электрических машин.

6. Конструирование электротехнических устройств с помощью ЭВМ (1часа)

Автоматизированное конструирование электрических машин. Элементы машинной графики в автоматизированном конструировании электрических машин. Применение ЭВМ для обработки графической информации и автоматического выполнения чертежно-графических работ. Схема процесса конструирования. Модели графических документов. Входные, внутренние и выходные формы моделей. Комплекс задач по конструированию. Структура чертежно-графической подсистемы. Схема организации процесса конструирования. Перспективы перехода от двухмерного трехмерному проектированию. Основные недостатки 2D-системы. T-FLEX CAD – один из вариантов перехода к трехмерному проектированию. Преимущества 3D моделирования. Система автоматизированного проектирования T-FLEX. Конструкторская подготовка производства на базе программных продуктов T-FLEX. Принципы конструирования. Пример разработки конструкции асинхронных двигателей на ЭВМ.

Практические занятия: Тема № 1. Выбор электромагнитных нагрузок электромеханических преобразователей энергии. Принципы определения основных размеров электрических машин – 4 часа.

Практические занятия: Тема № 2. Проектирование сердечников и обмоток статора и ротора электрических машин. Выбор прогрессивных технологических процессов изготовления сердечников и обмоток статора и ротора – 4 часа.

Практические занятия: Тема № 3. Определение электрических параметров электромеханических преобразователей энергии. Расчет рабочих и пусковых характеристик электромеханических преобразователей энергии – 4 часа.

 Практические занятия: Тема № 4. Постановка задачи оптимального проектирования электромеханических преобразователей энергии. Численные методы оптимального проектирования, их достоинства и недостатки. Принципы выбора методов оптимального проектирования. Построение математической модели для выбранного метода оптимального проектирования – 10 часов.

Практические занятия: Тема № 5. Конструирование электромеханических преобразователей энергии. Механические расчеты конструктивных элементов. Тепловой и вентиляционный расчеты. Разработка чертежей. Корректировка конструкции – 10 часов.

Лабораторная работа 1. FLEX CAD 2D. Основы создания чертежа - 1 час.

Лабораторная работа 2. FLEX CAD 2D. Создание чертежа листа сердечника статора асинхронного двигателя - 1 час.

Лабораторная работа 3. T-FLEX CAD 2D. Создание чертежа листа сердечника ротора асинхронного двигателя - 1 час.

Лабораторная работа 4. T-FLEX CAD 2D.Нанесение размеров на чертежи  - 1 час.

Лабораторная работа 5. T-FLEX CAD 2D. Статор асинхронного двигателя в сборе - 2 час

Лабораторная работа 6. T-FLEX CAD 2D. Ротор асинхронного двигателя в сборе - 2 час.

Система, проектирование, автоматизированное, инженерное, оптимальное, электромеханические, преодразователи, энергии

Copyright ©2014. Tomsk Polytechnic University, 
All rights reserved.