Электротехника

Содержатся основные сведения о частотно-пространственном ресурсе н его структуре, критериях эффективности его использования. Даны теоретические основы и описание структуры и основных составляющих геоинформационной системы, предназначенной для проектирования и анализа радиоэлектронных средств (РЭС) и сетей РЭС, функционирующих на приземных трассах. Подробно рассмотрены вопросы, связанные с моделированием распространения радиоволн вблизи земной поверхности для реальных трасс. РЭС и анализа электромагнитной совместимости (ЭМС). Приведены методики определения напряженности электромагнитного поля, оценки ЭМС и основные вопросы анализа ЭМС постов радиоконтроля с электромагнитной обстановкой. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 013800 Радиофизика и электроника (дисциплина "Радиотелекоммуникации", блок ДС) и направлению 550400 Телеком>гуникацни (дисциплины "Радиотелекоммуникащш", блок ДС, "Основы построения телекоммуникационных систем и сетей", блок ОПД), очной формы обучения. Может быть полезно для студентов и аспирантов радиофизических и радиотехнических специальностей.

Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований, расчеты, опыт конструирования и эксплуатации вакуумных плазменных электропечей, предназначенных для переплава и восстановления металлов, сфероидизации и получения чешуйчатых порошков, высокоионизированных потоков плазмы и паров различных веществ. Рассмотрены принципы работы вакуумных плазмотронов с горячими полыми катодами, их конструктивные решения, даны рекомендации по расчету плазмотронов, системы их газоснабжения и электропитания. Представлены результаты промышленной реализации вакуумных плазменных электропечей и установок.

Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований, расчеты, опыт конструирования и эксплуатации вакуумных плазменных электропечей, предназначенных для переплава и восстановления металлов, сфероидизации и получения чешуйчатых порошков, высокоионизированных потоков плазмы и паров различных веществ. Рассмотрены принципы работы вакуумных плазмотронов с горячими полыми катодами, их конструктивные решения, даны рекомендации по расчету плазмотронов, системы их газоснабжения и электропитания. Представлены результаты промышленной реализации вакуумных плазменных электропечей и установок.

Книга содержит материал, необходимый для освоения курса «Основы теории управления» студентами, обучающимися по направлениям 552800 и 654600 Информатика и вычислительная техника. Изложены элементы теории управляемых динамических систем и классической теории автоматического регулирования. Впервые в учебной литературе рассмотрены элементы теории локализационного управления. Приводятся упражнения и задания для самостоятельного выполнения, в том числе задание для курсового проектирования.

В учебном пособии приведены теоретические сведения по аналоговым и цифровым фильтрам и фильтрации.

Дано краткое описание работ по исследованию электрических и эксплуатационных свойств электроматериалов. Для каждой работы приведены краткие теоретические сведения об основных физических процессах, происходящих в исследуемых материалах, дано описание лабораторной установки, изложены методы испытаний и обработки экспериментальных данных, указаны требования к отчету. В конце описания каждой работы приведены контрольные вопросы для самоподготовки студентов.

Настоящее методическое пособие содержит описания технологии и конструкции базового матричного кристалла серии 5503. Этот кристалл предназначен для создания широкого спектра радиоэлектронных устройств – от средств связи до автомобильной, авиационной и бытовой техники. Пособие также включает описание четырех лабораторных работ, в ходе которых студенты знакомятся с маршрутом проектирования БИС: две работы на базе САПР «ПАРОМ» и две работы на базе САПР «Ковчег 2.2». В приложении приводится описание порядка работы в схемотехническом редакторе OrCAD.

В пособии рассмотрены классификация проводниковых материалов и теоретические основы их электрических свойств. Описаны конструкции и работа лабораторного стенда для исследования электропроводности и температурного коэффициента электросопротивления.

Изложены вопросы расчета и построения основных элементов систем автоматики в автоматизированных электроприводах. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению "Электротехника, электромеханика и электротехнологии", специальность "Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов".

Энергетические балансы мощности и выработки электроэнергии играют большую роль в управлении режимами ЭЭС. В пособии кратко излагаются только оперативные планы. Для более полного усвоения темы студенты выполняют курсовой проект.

В работе обоснована концепция анализа энергетических характеристик плазменных сред и активации процессов в плазме. Предложена теория представления реакторных объемов плазменных установок в виде «цепных» аналогов. Рассмотрены схемотехнические решения, лежащие в основе функционирования емкостных, индукционных и гибридных генераторов высокочастотной низкотемпературной плазмы. Предложены конструктивные решения установок для плазмохимической обработки приборов.

Настоящее пособие входит в состав учебно-методического комплекса по курсу Электроника, разработанного для студентов НГТУ, обучающихся по направлению 210300 Радиотехника и ряда специальностей направления 210400 – Телекоммуникационные системы. Рассмотрены принципы работы основных видов полупроводниковых приборов и происходящие в них физические процессы. Приведено описание параметров и характеристик диодов, биполярных и полевых транзисторов в различных схемах включения. Пособие может быть использовано при мультимедийной форме чтения лекций, при выполнении расчетно-графических заданий и подготовке к лабораторным работам.

Рассматриваются векторно-матричные математические модели трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, получившего широкое распространение в большинстве промышленных установок и технологических комплексов. На основании линейных преобразований с соответствующими матрицами, которые можно интерпретировать как математические операции над вектором или координатной системой, получены дифференциальные и алгебраические уравнения асинхронной машины в различных базисах трехмерного пространства, с помощью которых описывается процесс электромеханического преобразования энергии при симметрии электромагнитных переменных, а также в случае наличия токов нулевой составляющей. Содержание работы иллюстрируется большим количеством рисунков, а также рядом практических приложений, которые облегчают изучение излагаемого материала.

В третьей части учебного пособия «Управление затратами на энергетическом предприятии» рассмотрены вопросы топливообеспечения тепловых электростанций, краткосрочного планирования расходов топлива и сбалансированного определения тарифов на электроэнергию и тепло при их комбинированном производстве на ТЭЦ.

Рассмотрены вопросы, связанные с получением и применением современной газовой изоляции – элегаза. Приведены его физические, химические свойства, тепловые и термодинамические характеристики. Представлены зависимости электрической прочности промежутков с различной степенью от неоднородности электрического поля, а также методы контроля элегаза при эксплуатации электрооборудования и его влияния на окружающую среду.

В учебном пособии изложены методологические основы моделирования объектов и процессов при решении задач электроэнергетики. Рассматриваются три уровня представления математических моделей: микро- макро- и метауровень. Приводятся примеры моделирования основных объектов электроэнергетических систем в задачах, связанных с анализом установившихся режимов электрических сетей. Дано описание подходов к прогнозированию электропотребления и нагрузки энергосистем с использованием различных моделей. Приводятся методы построения математических моделей, выбора их структуры и вычисления параметров моделей. Примеры использования и исследования математических моделей даны в системе Mathcad.

В пособии даны описания лабораторных работ по сигналам, линейным и нелинейным радиотехническим цепям, прохождению детерминированных и случайных процессов через эти цепи.

Предлагаемое учебное пособие составлено по конспекту лекций курса «Электродуговые установки», читаемого кафедрой «Автоматизированные электротехнологические установки» Новосибирского государственного технического университета студентам специальности 140605 – «Электротехнологические установки и системы». Потребность в таком издании возникла из-за отсутствия учебника, излагающего современное состояние электротехнологического оборудования. Многие материалы взяты из журнальных статей обзорного характера, появившихся за последние 10 лет. В пособии рассмотрены история развития и современное состояние электросталеплавильного производства, технология и конструкция современной дуговой сталеплавильной печи, составляющие ее энергетического баланса.

Предлагается широкий перечень упражнений и задач, связанных с анализом и расчетом электромагнитных процессов в простых RLC-цепях и усилительных каскадов на транзисторах и операционных усилителях. Приводятся краткие теоретические материалы о работе базовых схем и расчетные соотношения в них. Приводятся примеры анализа и расчета простых RLC-цепей и усилительных устройств с использованием транзисторов и операционных усилителей. Приводятся описание лабораторных работ, методика и программа их выполнения, соответствующие содержанию учебного материала.

Приведены функциональные схемы лабораторных стендов, описаны способы регулирования скорости и режимы работы систем электроприводов, подлежащих исследованию на стендах. Составлены программы лабораторных работ и даны методические указания по порядку выполнения пунктов программ. Изложены теоретические сведения, необходимые для расчета характеристик электроприводов, предусмотренных в расчетной части программ лабораторных работ.

Содержится информация по современным решениям в области защиты блоков генератор-трансформатор электрических станций. Рассматривается техника, разработанная научно-производственным объединением «ЭКРА» (г. Чебоксары) и поставляемая в виде шкафов защиты ШЭ1110, ШЭ1111, ШЭ1112 и ШЭ1113.

Приведены основные положения теории аэродинамики и теплопередачи, принципы составления эквивалентных схем вентиляционной цепи, процессов теплопередачи, соотношения для расчетов коэффициентов аэродинамических сопротивлений теплопроводности и теплопередачи и другие справочные данные, не используемые в расчетах систем охлаждения.

Рассмотрены виды и методы измерения, статические и динамические погрешности измерения. Приводятся типовые характеристики и параметры измерительных устройств. Описываются физические эффекты и принципы преобразования физических величин в выходные сигналы различного типа. Рассматриваются активные и пассивные преобразователи с электрическим выходным сигналом. Отмечаются достоинства, недостатки и область применения датчиков различного типа, применяемых в автоматизированном технологическом оборудовании.

Рассматриваются вопросы, связанные с новыми тенденциями развития кремниевой наноэлектроники, увеличением чувствительности нанопроволочных химических и биологических сенсоров, созданием ПЗС-фотоматриц высокой плотности и чувствительности и их применение в цифровой фото- и видеоаппаратуре. Приведены основные сведения об особенностях энергетического спектра и транспорта носителей заряда в одномерных системах (квантовых проводниках) и углеродных нанотрубках. Кратко изложены термины, принципы, достижения и перспективы в таких быстро развивающихся областях, как магнитоэлектроника (спинтроника) и фотонные кристаллы.

В пособии представлены указания к выполнению практических занятий, варианты упражнений и заданий, охватывающие различные типы устройств формирования сигналов и функциональных узлов радиопередатчиков, приведены исходные данные для выполнения контрольной работы по указанным дисциплинам, перечень рекомендуемой литературы и другие справочные материалы. Настоящий практикум является работой, в которой авторы обобщают свой опыт, накопленный за многие годы проведения практических занятий со студентами. Пособие будет также полезно при выполнении соответствующих выпускных квалификационных работ бакалавров и дипломных проектов студентами указанных выше направления и специальности подготовки.

В пособии на значительном количестве примеров решения типовых задач рассматриваются методы расчета линейных электрических цепей однофазного синусоидального тока. Предлагаются аналогичные задачи для самостоятельного решения с ответами. Показаны приемы использования персонального компьютера для автоматизации расчетов электрических цепей. Структура и содержание пособия соответствуют программе курса «Теоретические основы электротехники» для электротехнических специальностей вузов. Предназначено для самостоятельной работы студентов, а также может быть полезно преподавателям при организации учебного процесса.

Рассматриваются основные вопросы экономики и управления энергетическими предприятиями в современных условиях. Отражена специфика технологического процесса энергетического производства и проблемы рыночных отношений отрасли. Слайд-конспект ориентирован на изучение лекционного материала по курсу «Экономика энергетики и управление энергопредприятием». Он представляет опорный конспект, в тезисной форме включает основные разделы дисциплины, существо рассматриваемых вопросов и выводов. Материал слайд-конспекта поможет студентам в изучении имеющейся литературы.

В пособии предлагается единый подход к математическому описанию источников питания, заданных разрядно-зарядными характеристиками. Приводятся обобщенные структурные схемы различных источников питания. Пособие предназначено для студентов специальности «Электрооборудование автомобилей и тракторов», а также может быть полезно магистрантам и аспирантам, занимающимся разработкой и исследованием систем автоматического управления автономных транспортных средств.

Рассмотрены различные подходы к анализу процессов электромеханического преобразования энергии. Пособие построено на фундаментальных положениях электродинамики, снабжено обширным практическим материалом. Предназначено для студентов и аспирантов электромеханических специальностей.

Учебное пособие представляет собой курс лекций по органической химии для студентов по специальности «Инженерная экология». В пособии рассмотрены общие вопросы органической химии: основные положения строения органических веществ, виды изомерии, номенклатура основных классов органических соединений, типы химических связей, механизмы и типы химических реакций. Подробно рассмотрены методы получения и физико-химические свойства основных классов химических соединений (алканов, алкенов, алкадиенов, алкинов, циклоалканов, ароматических соединений, спиртов, альдегидов, кетонов, аминов, сахаров и углеводов). Описаны методы химической технологии получения углеродсодержащих наноматериалов. Рассмотрены механизмы образования углеродсодержащих материалов и научные основы регулирования процессов их образования.

Учебное пособие посвящено изложению основных теоретических и прикладных вопросов, связанных с методами и средствами обработки сигналов; содержит большое количество поясняющих примеров и иллюстраций. Подготовлено на основе Государственного образовательного стандарта по направлению 230100 (552800) – «Информатика и вычислительная техника» для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 230105 – «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем». Может быть полезно студентам других родственных специальностей, а также для переподготовки и повышения квалификации специалистов.

Пособие посвящено методам расчета линейных электрических цепей постоянного и однофазного переменного тока, а также трехфазных электрических цепей, способы построения векторных диаграмм простых и разветвленных электрических цепей. Структура и содержание пособия соответствуют программе курса «Теоретически основы электротехники» для студентов электротехнических специальностей.

Излагаются элементы теории тиристорных преобразователей частоты с непосредственной связью и естественной коммутацией, касающиеся изучения их динамических свойств и оптимизации алгоритмов управления ими. Рассмотрены вопросы реализации системы управления преобразователей частоты с непосредственной связью и естественной коммутацией при работе в режиме источника тока на примере трехфазной мостовой схемы с использованием дискретных аналоговых и цифровых микросхем. Анализируются энергетические характеристики преобразователя частоты и способы их улучшения. Представлены примеры применения тиристорных преобразователей частоты с непосредственной связью и естественной коммутацией в электроприводах переменного тока, в системах генерирования электрической энергии для летательных аппаратов и ветроэнергетических установок.

Рассмотрены основные понятия, определения и количественные показатели надежности. Приведены отказы и повреждения в работе энергооборудования ТЭС. Подробно даны методические подходы к расчету надежностных показателей энергоблоков, к выбору резервов на ТЭС и в энергосистеме, к учету режимной надежности энергоблоков. Рассмотрены вопросы обеспечения надежности энергооборудования. Материал иллюстрирован большим количеством примеров расчета надежностных показателей.

Рассмотрены простые электронные схемы, содержащие диоды, биполярные, полевые транзисторы и тиристоры, а также характеристики указанных элементов и их использование для решения ряда практических задач. Последовательно показывается глубокая связь базового курса электротехники и курса электроники. Предназначено в качестве учебного пособия при самостоятельной работе студентов факультета механотроники и автоматизации, а также для дальнейшего более глубокого изучения курса электроники.

В третьей части учебного пособия рассмотрены наиболее важные процессы, происходящие в МОП-транзисторах. Адресовано студентам, специализирующимся в области создания полупроводниковых устройств.

В учебном пособии в краткой форме даны основные понятия электротехнического материаловедения, приведены определения тепловых, электрических и механических параметров материалов, дается оценка основных классов материалов, применяемых в электроэнергетике и электротехнике. В пособии также приводятся числовые характеристики различных материалов, рассматриваются вопросы их долговечности. Форма изложения позволяет продуктивно готовиться к зачету по курсу и вспомнить основные понятия, изученные ранее в курсах физики и химии.

Пособие включает в себя перечень тем, задачи и описание лабораторных работ. Приведены основные термины и определения. Показана роль микроволновой и квантовой электроники в информационных технологиях. Описаны измерительные приборы, используемые для исследования параметров и характеристик электронных приборов СВЧ и квантовых приборов. Представлен ряд оригинальных методологических черт. Значительное внимание уделяется приложению развитой автором концепции изменяющихся систем к микроволновой и квантовой электронике. Перечислены компетенции, которые должны сформироваться у студентов в результате изучения курса. При оценке знаний студентов применяются зачетные единицы.

Представлены физические основы светодиодов и полупроводниковых лазеров, а также области применения этих приборов. Предназначено для студентов физико-технического факультета.

Рассмотрены вопросы, связанные с современными типами изоляции высоковольтных вводов, технологией их изготовления, а также общие принципы конструирования и их методы расчетов.

В первой части учебного пособия рассматриваются физические основы волоконной оптики. Объясняется физический принцип распространения оптического излучения в волоконных световодах. Описываются конструкция и структурные параметры наиболее типичных кварцевых волокон. Излагаются основы волновой теории распространения излучения в волоконных световодах. В рамках этой теории устанавливаются зависимости волноводных свойств от структурных параметров волокна и частоты (длины волны) излучения. Дается феноменологическое и математическое описание основных физических явлений, приводящих к искажению оптических сигналов при распространении в оптическом волокне, а именно дисперсии света и оптических потерь. Указываются способы их учета и минимизации. В пособии выводятся формулы, позволяющие самостоятельно рассчитывать различные характеристики оптических волокон. Для сравнения приводятся параметры наиболее распространенных коммерческих телекоммуникационных волокон.

Рассмотрены вопросы параллельной работы электрических систем. Приведено 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. Материал сопровождается достаточно объемными примерами.

Изложены матричные модели идеального и реального диодов с приоткрыванием p–n-перехода, а также методы автоматизированного синтеза согласующее-фильтрующих цепей широкополосных преобразователей частоты. Рассмотрено необходимое программное обеспечение для их проектирования на персональных ЭВМ.

Учебное пособие содержит изложение вопросов преобразования сигналов в нелинейных радиотехнических цепях. Эти вопросы составляют часть курса «Радиотехнические цепи и сигналы». Для студентов радиотехнических специальностей факультета радиотехники и электроники и других факультетов, где теория радиотехнических цепей и сигналов изучается как важнейшая составная часть соответствующих курсов.

Настоящее пособие входит в состав учебно-методического комплекса по курсу «Основы цифровой аудио- и видеотехники», разработанного для студентов НГТУ, обучающихся по специальностям 210302 – Радиотехника и 210402 – Средства связи с подвижными объектами. Рассмотрены принципы работы и схемотехнические решения для цифровых устройств, используемых для обработки аудио- и видеосигналов. Описаны цифровые стандарты для передачи аудиосигналов, а также характеристики и параметры цифровых телевизионных стандартов. Изложены методы модуляции, применяемые в цифровом телевидении. Пособие может быть использовано при мультимедийной форме чтения лекций, при выполнении расчетно-графических заданий и подготовке к лабораторным работам.

Во второй части настоящего учебного пособия излагаются принципы построения микропроцессорных систем управления вентильными преобразователями с искусственной коммутацией (на примере автономных инверторов напряжения), способы микропроцессорной реализации алгоритмов управления указанными преобразователями, а также основы реализации цифровых регуляторов.

Приведены теоретические основы магнитных свойств, классификация и маркировка магнитомягких материалов. Описаны конструкция и работа лабораторного стенда для исследования кривой намагничивания и петли гистерезиса магнитомягких материалов.

Приведены положения теории, необходимые для расчета электромагнитных процессов и выбора параметров электрических машин, предназначенных для преобразования энергии на основе электромагнитной индукции и взаимодействия магнитного поля с электрическим током.

В пособии кратко изложены основные представления о технологических методах и процессах, используемых в производстве основных материалов микроэлектроники. Рассмотрены физические явления и равновесные закономерности, лежащие в основе управления фазовыми и химическими превращениями веществ.

Пособие содержит описание 8 лабораторных и учебно-исследовательских работ по преобразованию сигналов в нелинейных радиотехнических цепях (нелинейное резонансное усиление, умножение частоты, модуляция, детектирование, генерирование).