Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 7
1.1 Программное обеспечение Ansys Electronics Desktop 7
1.2 Программное обеспечение FEMLAB Electromagnetiсs Module 8
1.3 Программное обеспечение COMSOL Multiphysics 8
1.4 Программное обеспечение Electromagnetic Simulation 9
3 ОПИСАНИЕ ГЛАВНОГО И ОСНОВНЫХ ОКОН ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОТ ANSYS 13
4 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 16
4.1 Метод лежащий в основе расчета программного пакета 16
4.2 Закон полного тока 17
4.3 Расчет магнитного поля с помощью метода конечных объемов и
поглощающих граничных условий 18
4.4 Перенос тепла 19
5 ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПО ОТ ANSYS 21
6 РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ К ПРОВЕДЕНИЮ
ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 24
6.1 Лабораторная работа №1. Создание двухмерной магнитной системы 24
6.2 Лабораторная работа №2. Моделирование магнитной системы с
подвижным якорем 31
6.3 Лабораторная работа №3. Исследование явления размагничивания
постоянных магнитов при воздействии на них высоких температур 38
6.4 Лабораторная работа №4. Моделирование трехмерной магнитной системы. 43
6.5 Лабораторная работа №5. Междисциплинарный анализ проводника с
током 49
7 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 57
8 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 61
8.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов 61
8.3 Выбор нормативных значений факторов рабочей среды 61
8.4 Охрана труда 62
8.5 Производственная санитария 62
8.6 Эргономика и производственная эстетика 64
8.7 Противопожарная и взрывобезопасность 64
8.8 Экологическая безопасность 65
8.9 Обеспечение безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 67
Эффективность процесса обучения в высших учебных заведениях (ВУЗ) обеспечивается наличием материально-технической базы. Она в свою очередь должна соответствовать учебным программам, которые организует и проводит ВУЗ, требует своевременной модернизации и обновления.
К основным видам учебных занятий наряду с другими отнесены лабораторные работы. Направленные на экспериментальное подтверждение теоретических положений и формирование учебных и профессиональных практических умений они составляют важную часть теоретической и профессиональной практической подготовки студентов.
В учебном плане бакалавров по профилю «Электропривод и автоматизация производственных процессов» направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» предусмотрено выполнение лабораторных работ по дисциплине - «Моделирование электротехнических систем», для повышения качества подготовки студентов был разработан комплекс виртуальных лабораторных работ по данной дисциплине.
Целью выпускной квалификационной работы является повышение качества образования студентов специальности направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника».
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• сравнить отечественные и передовые зарубежные технологии;
• показать возможности выбранного программного обеспечения(ПО);
• составить описание главного и основных окон ПО Ansys Electronics Desktop
• произвести математическое описание лабораторных работ
• проверить адекватность моделирования в ПО от Ansys
• разработать методические указания для студентов;
• произвести оценку технико-экономических показателей;
• рассмотреть вопросы безопасности жизнедеятельности.
Объект - процесс обучения студентов направления «Электроэнергетика и электротехника».
Предмет - лабораторные работы по дисциплине «Моделирование электротехнических систем».
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы был разработан комплекс виртуальных лабораторных работ, а также разработаны методические указания для проведения этих работ. Данный комплекс призван помочь начинающему пользователю научиться основам моделирования в среде от Ansys, а также закрепить теоритические навыки по дисциплине «Моделирование электротехнических систем». Эти навыки окажутся очень полезными при разработке новых продуктов, так как работа с виртуальными моделями, взамен дорогостоящих натурных экспериментов имеет четкую экономическую обоснованность.
В результате сравнения программного обеспечения был выбран программный пакет Ansys Electronics Desktop от Ansys, данное ПО обладает возможностями для расчета электрических машин, тепловых полей, магнитных полей, полей высокой частоты, моделированию физических процессов, моделированием кабельных линий и многое другое, так же существуют возможность получить бесплатную студенческую версию для образовательных целей.
Математическое описание лабораторных работ показано, что в основе решения лежат сложные дифференциальные и интегрально-дифференциальные уравнения, что безусловно является большим препятствием для составления точных расчетов сложных моделей, поэтому приходится прибегать к их упрощенной форме с некоторыми допущениями.
В результате проведения экономического анализа была определена себестоимость проекта равная 40365 рублям.
В результате анализа производственных опасностей были составлены меры по обеспечению охраны труда и определены требования производственной санитарии.
