Бінарне заняття - форма навчання з реаліза-ції міждисциплінарних зв΄язків

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

                ПРИДНІПРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ  МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОЛЕДЖ

МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА

На тему: «Бінарне заняття - форма навчання з реалізації міждисциплінарних зв΄язків»

м.Кам΄янське, 2017р.

Методична розробка на тему: «Бінарне заняття - форма навчання з реалізації міждисциплінарних зв΄язків» Укладач Устименко Ю.В. - викладач Придніпровського державного металургійного коледжу – 2017 р.

                 Ухвалено на засіданні ПЦК електротехнічних  дисциплін

 Протокол від ____№_____

 Голова ПЦК   

 _______ С.О.Капанжи            

Анотація

         У методичній розробці «Бінарне заняття - форма навчання з реалізації міждисциплінарних зв΄язків» подано приклад реального відкритого бінарного заняття «Будова, принцип дії  та електромеханічні властивості АД» із електротехнічних  дисциплін. 

Міждисциплінарні зв‟язки є не тільки одним із важливих шляхів поглиблення й осмислення знань студентів, а й сприяють розвитку їхньої творчої думки та самостійності. Спираючись на здобуті знання, студенти вчаться встановлювати логічний зв‟язок між елементами знань, самостійно розв‟язувати поставлене питання, доводити правильність висунутого положення, трансформувати наявні знання в нових умовах. Засвоєння студентами системи знань, умінь та навичок на основі логічного порівняльного аналізу змісту різних дисциплін передбачає впровадження в навчальний процес системи міждисциплінарних завдань, які є ще одним з ефективних засобів управління продуктивною пізнавальною діяльністю студентів.

Метою методичної розробки є обґрунтування необхідності впровадження сучасних форм та методів навчання з метою формування професійної компетентності  через систему реалізації міждисциплінарних зв‟язків при підготовці фахівця зі спеціальності “Монтаж і експлуатація електроустаткування підприємств і цивільних споруд”.

З метою формування саме тих умінь, які найбільш важливі й потрібні для майбутньої професійної діяльності фахівців, сьогодні викладач має застосовувати такі педагогічні технології, використовувати активні методи, форми навчання, які б забезпечили реалізацію міждисциплінарних зв‟язків з фахових дисциплін. Саме таким і є бінарне заняття.

РЕЦЕНЗІЯ 

до методичної розробки «Бінарне заняття - форма навчання з реалізації міждисциплінарних зв΄язків».

        Автор: Устименко Ю.В.- викладач Придніпровського державного металургійного коледжу.

        Короткий виклад змісту роботи: у методичній розробці для студентів ІІІ курсу спеціальності 5.05070104 «Монтаж і експлуатація електроустаткування підприємств і цивільних споруд» подано приклад реального відкритого бінарного заняття «Будова, принцип дії  та електромеханічні властивості АД» із електротехнічних  дисциплін «Основи електроприводу» та «Електричні машини». 

        Актуальність питань, висвітлених у роботі: Бінарне заняття - нова  сучасна  технологія  навчання,  як  результат  пристосування  до  сучасного  життя,  яке  вносить  свої  корективи  у  навчальний процес. Засвоєння студентами системи знань, умінь та навичок на основі логічного порівняльного аналізу змісту різних дисциплін передбачає впровадження в навчальний процес системи міждисциплінарних завдань, які є ще одним з ефективних засобів управління продуктивною пізнавальною діяльністю студентів.

        Недоліки, допущені в роботі: в цілому методична розробка виконана на досить високому педагогічному рівні, але може поступово доповнюватися необхідними навчальними матеріалами та рекомендаціями.

        Рекомендації для подальшого використання даної розробки: вдосконалювати і залучати на інших навчальних дисциплінах.

       Рецензент                        

      Голова ПЦК електротехнічних дисциплін, викладач електротехнічних дисциплін вищої категорії Капанжи С.О.

_________________                                                  ________________

             (дата)                                                                                                             (підпис)

ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………………………………..6

Сутність бінарних занять………………………………………………………….7

Структура бінарного заняття «Будова, принцип дії  та електромеханічні властивості

АД»…………………………………….………………..……………………………….14 Висновки……………………………………………………………………………24

Перелік посилань…………………………………………………………………..25

Вступ

         Саме  життя  диктує  переважне  використання  тих  чи  інших  засобів,  форм та  методів  навчання.  Кожен  період  життя  ставить  перед  педагогами  свої  цілі  та  методи  їх  досягнення.  Сучасна  концепція  освіти  полягає  у  саморозвитку,  самовдосконаленні  особистості,  а  для  професійних  освітніх  закладів  ще  й  досягненню  професійної  компетентності. Кожен  навчальний  заклад,  кожен  окремо  взятий  викладач  шукає свій  шлях  досягнення  мети,  долаючи  ряд  найскладніших  проблем:  недосконалість  навчальних  програм,  їх  часта  зміна,  нестача  підручників у  бібліотеці  та  їх  недосяжна  для  студента ціна  у  магазині,  недостатня  кількість  літератури  державною  мовою,  відсутність демонстраційного  матеріалу,  приладів  тощо. Таким  чином,  і  з‟являються  нові  сучасні  технології  навчання,  як  результат  пристосування  до  сучасного  життя,  яке  вносить  свої  корективи  у  навчальний процес. В результаті відбувається поступовий процес  реформування  та  демократизації  освіти,  що  відповідає  усім  змінам  у  нашому  суспільстві. 

         Нестача  інформаційно-методичних  видань  та  засобів  навчання  потребує  нових  реформаційних  кроків.  Дирекція  Придніпровського державного металургійного коледжу  визначила  пріоритетні  напрямки  роботи  закладу  у  поточному  навчальному  році: подальше  впровадження  елементів  Болонської системи,  подальший розвиток  інформаційних  і  комунікаційних  технологій (оснащення  комп‟ютерних  кабінетів  та  створення  бази  даних  з кожної  дисципліни),  використання  міждисциплінарних  зв‟язків.

         Розпочалася  робота  по  реалізації  плану  роботи  навчального  закладу  і  разом  з  цим  робота  по  застосуванню нових  сучасних  технологій  навчання. Кожен  викладач  намагається  знайти  саме  ті  методи  і   форми  роботи,  які  нададуть  можливість  студенту  отримати  глибокі  та  міцні  знання,  розвивати  вміння  та  навички,  застосовувати  їх  на  практиці.  Але  жодна  навчальна  дисципліна сама  по  собі  у  відриві  від  інших  наук неспроможна сформувати  професійну  компетентність  майбутнього  фахівця.  Лише  інтегрований  під-

хід  у  навчанні  може  виконати  такі  основні функції  процесу  навчання:  методологічну, освітню, розвиваючу,  виховну,  конструктивну.   Методологічна  функція  забезпечує  формування  цілісних  уявлень  про  дисципліну,  її  розвиток,  відображає  у  навчанні  методологію  сучасного  електропривода,  що  розвивається  шляхом  інтеграції  ідей  та  методів  з  позицій  системного  підходу  до  пізнання.  Освітня  функція  сприяє  формуванню  таких  якостей  знань  студентів,  як  системність,  глибина,  усвідомленість  і  гнучкість.  Глибші  знання  формуються  тому,  що  більшою  кількістю  зв‟язків  закріплюється  кожний  новий  елемент  знань  у  створенні у  студента системи  знань.  Слід  мати  на  увазі,  що  не  лише  засвоєння  певного  обсягу  знань  робить  студента  освіченою  людиною, компетентним спеціалістом, а  й,  не  в  меншій  мірі,  вміння  підійти  до  аналізу  будь-якого  об‟єкта  і  явища  з  різних  поглядів,  поставити  його  в  різні  зв‟язки   і  ситуації,  залучити  дані  з  різних  навчальних  дисциплін.

         Розвиваюча  функція  сприяє  розвитку  системного  і  творчого  мислення,  пізнавальної  активності,  самостійності  студентів,  інтересу  до  пізнання  дисципліни.  Виховна  функція  забезпечує  формування  наукового  світогляду. Конструктивна  функція  полягає  в  тому,  що  інтегрований  підхід  у  навчанні  вдосконалює  зміст  навчального  матеріалу,  методи  і  форми  організації  навчання.  Вимагає  спільного  планування  викладачами дисциплін,  комплексних  форм  навчальної  і  позааудиторної  роботи. 

Сутність бінарних занять

В сучасних умовах економічних змін та перетворень все більше зростають вимоги роботодавців до молодих фахівців.

З метою формування конкурентоспроможного фахівця педагогічний колектив вищого навчального закладу І-ІІ рівня акредитації ставить перед собою головне завдання – підготовка спеціалістів, професійно компетентних, готових до саморозвитку, самовдосконалення, самореалізації. Проблема комплексної підготовки майбутніх спеціалістів, формування професійної компетентності вирішується через реалізацію міждисциплінарних зв‟язків суміжних дисциплін спеціальності.

Міждисциплінарні зв‟язки є не тільки одним із важливих шляхів поглиблення й осмислення знань студентів, а й сприяють розвитку їхньої творчої думки та самостійності. Спираючись на здобуті знання, студенти вчаться встановлювати логічний зв‟язок між елементами знань, самостійно розв‟язувати поставлене питання, доводити правильність висунутого положення, трансформувати наявні знання в нових умовах. Засвоєння студентами системи знань, умінь та навичок на основі логічного порівняльного аналізу змісту різних дисциплін передбачає впровадження в навчальний процес системи міждисциплінарних завдань, які є ще одним з ефективних засобів управління продуктивною пізнавальною діяльністю студентів.

Метою методичної розробки є обґрунтування необхідності впровадження сучасних форм та методів навчання з метою формування професійної компетентності  через систему реалізації міждисциплінарних зв‟язків при підготовці фахівця зі спеціальності “Монтаж і експлуатація електроустаткування підприємств і цивільних споруд”.

З метою формування саме тих умінь, які найбільш важливі й потрібні для майбутньої професійної діяльності фахівців, сьогодні викладач має застосовувати такі педагогічні технології, використовувати активні методи, форми навчання, які б забезпечили реалізацію міждисциплінарних зв‟язків з фахових дисциплін.

Необхідність міждисциплінарних зв‟язків потребує реалізації  дидактичних принципів навчання: науковості, системності, зв‟язку теорії з практикою, міцності засвоєння знань і всебічного розвитку пізнавальних здібностей. Надаючи перевагу міждисциплінарним зв‟язкам як фактору підвищення ефективності навчання, важливо відмітити те, що не можна розглядати дану проблему тільки як співвідношення кількох навчальних дисциплін, які передбачають взаємне використання тa збагачення загальних для них знань, умінь та навичок. Оскільки проблема міждисциплінарних зв‟язків є різнобічною, тут має бути тісне співробітництво усіх викладачів, які готують майбутнього фахівця за конкретною спеціальністю. 

Міждисциплінарність знань, вмінь та навичок є сучасним принципом навчання, що впливає на структуру навчального матеріалу цілого ряду дисциплін, активізує методи навчання, орієнтує викладача на застосування комплексних форм організації навчання, забезпечуючи єдність навчально-виховного процесу. 

Такий системний підхід до формування професійної підготовки молодших спеціалістів зумовлює необхідність єдності всіх компонентів процесу, неперервного, інтелектуального, творчого й професійного розвитку особистості протягом усього  життя.

            Існує  кілька  видів  планування  міждисциплінарних  зв‟язків. Викладач  має  справу  з  курсовим  (при  плануванні  вивчення  навчальних  тем  з окремих  розділів-курсів  з  урахуванням  рекомендацій  навчальних  програм)  тематичним  і  поурочним.  За  широтою  охоплення  навчальних  дисциплін розрізняють  внутрішньоциклові  (зв‟язки  між  електроприводом, електричними машинами,  системами керування електроприводами)  та  міжциклові  (зв‟язки  міжзагальноосвітніми  дисциплінами  і циклами спеціальних дисциплін). За основними компонентами процесу  навчання  (зміст, форми організації, методи)  міждисциплінарні  зв‟язки  можна  розділити на змістовно-інформаційні і   організаційно-методичні.   Змістовно-інформаційні  зв‟язки  діляться  за  складом  наукових  знань  на  фактичні  (зв‟язки  загальних  фактів),  понятійні  (зв‟язки  понять),  теоретичні  (розвиток  основних  положень  теорій  і  вчень),  філософські  (конкретизація  і  узагальнення  категорій  і  законів  діалектики),  ідеологічні  (узгоджене  розкриття  виховних  аспектів  науки).

            Для  здійснення  міждисциплінарних  зв‟язків  необхідно    виявити  ці  зв‟язки  в  навчальних  програмах,  встановити  їх  при  плануванні,  конкретно  реалізувати  у  навчальному  процесі.  Але  при  цьому  важливо  враховувати  їх  багаточисельність.  Коло  міждисциплінарних  зв‟язків  викладач  визначає  в  кожному  конкретному  випадку  з  урахуванням  їх  хронологічних  видів:  попередні,  супутні  (зв‟язки  між  дисциплінами,  що  вивчаються  паралельно), наступні  або  перспективні.  Окрім  хронологічних  (за  часом  вивчення  навчального  матеріалу)  можна  виділити  зв‟язки  за  загальнодисциплінарними  вміннями  (навчальні,  пізнавальні,  оціночні,  прикладні),  які  формуються  на  основі  єдиних  підходів до  методики  викладання  у  викладачів  суміжних  дисциплін;  за  загальними  формами  організації  навчання  (комплексні  семінари,  екскурсії,  інтегровані  заняття),  в  яких  реалізуються  комплексні  міждисциплінарні зв‟язки,  тобто  зв‟язки  різних  видів,  об‟єднані  спільною  метою;  за  рівнем  організації  навчання  на  основі  міждисциплінарних  зв‟язків  розрізняють:  епізодичні,  систематичні,  односторонні,  двосторонні, багатосторонні;  системні  (коли зв‟язки  між предметами реалізуються  в  методичних  системах,  що  націлені  на  формування  загальних  понять,  на  розкриття  комплексних  навчальних  проблем, на  формування  прикладних  вмінь  та  ін.).          Заняття  з  використанням  міждисциплінарних  зв‟язків  можуть  бути:

-         фрагментарними,  коли  лише окремі  питання  змісту  розкриваються  з  використанням  знань  інших  дисциплін; 

-         „вузловими“, коли  міждисциплінарні  зв‟язки  реалізуються  впродовж всього  заняття  з  метою  повного і глибокого вивчення його теми; 

-         синтезованими, або  інтегрованими, коли органічно зливаються знання із ряду навчальних  дисциплін.

          Можна  рекомендувати  і    бінарні  заняття,  які  знайшли  поширення  у  системі   у  професійних  закладах  освіти.  На  таких  заняттях  чергуються  теоретичні  і  практичні  питання,  теоретична  база  знань  завжди  передує  практичним  прийомам,  вмінням  та  навикам  професійної  діяльності.

          Для  успішного здійснення міждисциплінарних зв‟язків у кожному конкретному випадку  викладач  повинен  чітко  усвідомлювати, з  якою  метою  встановлюється  зв‟язок  і  в  якій  формі  це  буде  зроблено.  Зокрема,  міждисциплінарні зв‟язки можуть встановлюватись з метою глибшого  розуміння  навчального  матеріалу,  систематизації  та  узагальнення  знань,  формування  у  студентів  умінь  застосовувати  знання  даної  дисципліни під  час  вивчення  інших,  формування  світоглядних  висновків,  розвитку  інтересу  до  вивчення  спецдисциплін.  У  процесі  встановлення  міждисциплінарних зв‟язків на занятті викладач може організувати різні  форми  роботи.

           Працюючи  у  вищому  навчальному  закладі  І – ІІ  рівнів  акредитації,  що  здійснює  підготовку  молодших  спеціалістів  на  основі  базової  загальної  середньої  освіти,  можу  сказати,  що  реалізація  міждисциплінарних зв‟язків у навчальній діяльності є одним із необхідних дидактичних засобів  формування у студентів професійних знань та навичок. Тому  методична  робота  кожного  викладача  націлена  на  творчу  працю.

          Перш  за  все – це  узгоджене  планування  викладачами  робочих  навчальних  програм. Кількість  годин  на  вивчення  тем,  які  знайомлять  студентів  з  багатоаспектними  об‟єктами;  більше  часу  відвести  на  вивчення  тем,  які  мають  безпосереднє  значення  для  формування  професійних  навичок  студентів. Можна  спланувати  проведення  інтегрованих  занять  викладачами  декількох  дисциплін  циклу.  При  внесенні  змін  до  змісту  робочої  навчальної  програми,  враховувати  специфіку  навчального  закладу. Ще  при  розробці  робочої  навчальної  програми  необхідно  визначити  пріоритетність   міждисциплінарних зв‟язків  та  вибрати  найбільш  суттєві.

         Наступний  етап – це  розробка  навчально-методичних  комплексів  теоретичних  та  практичних  занять,  яка  обов‟язково  включає  в  себе  планування  міждисциплінарних  зв‟язків,  враховуючи  хронологію  вивчення  дисциплін:  раніше  вивчені  дисципліни  (забезпечуючі),  послідуючі  дисципліни  та  планування  внутрішньодисциплінарних  зв‟язків  (теми  даної  дисципліни,  з  якими  інтегрується  нова  тема).          Одним  із  етапів  більшості  теоретичних  занять  є  етап  формування  професійних  умінь  та  навичок.  Викладач  також  планує те, в  якій  формі  будуть  здійснюватись  міждисциплінарні зв‟язки. Це  можуть  бути  інтегровані  тексти,   міждисциплінарні  задачі  та  задачі,  що  мають  професійну  спрямованість, робота  з  кількома  підручниками,  комплексними  таблицями  та  схемами,   повідомлення та  реферати  міждисциплінарного та  професійного  змісту тощо.   

            І  останній,  найголовніший  етап – це  впровадження  у  навчальновиховний  процес  міждисциплінарних зв‟язків. Робота на цьому етапі    залежить  від  багатьох  факторів:  матеріально-технічної  бази  закладу,  чіткої  організаційно-методичної  роботи,  координації  діяльності  викладачів  методистом,  професійної  підготовленості  викладача,  його компетентності.

            Ще  однією  формою  організації  навчально-виховного  процесу  на  основі  міждисциплінарних  зв‟язків  є  проведення  у  коледжі  заходів  професійного  спрямування – так званих  предметних  тижнів.  Вони  включають  в  себе  ряд заходів, взаємопов‟язаних  загальною  ідеєю, які  проводяться  у  позааудиторний  час  викладачами  кожної  предметно-циклової  комісії.  Особливо  задоволені  студенти  такими  активними формами,  як  вікторини,  конкурси,  змагання  між  групами. 

Цілком правильною є думка, що міждисциплінарна інтеграція вирішує задачу органічного поєднання нової теми з попередніми і наступними знаннями, визначення логічних зв‟язків між різними дисциплінами, розділами, темами, визначення місця та призначення різних дисциплін в майбутній професійній діяльності і об‟єднання в одну систему [4, с.243]. Шляхи здійснення даних напрямів можуть бути найрізноманітнішими. А тому обираємо такі форми і методи організації навчальних занять, які б сприяли різносторонньому використанню міждисциплінарних зв‟язків. Тісна  співпраця викладачів суміжних дисциплін спеціальності «Монтаж і експлуатація електроустаткування підприємств і цивільних споруд» проявляється у розробці інтегрованих програм, професійних завдань з фахових дисциплін, організації та проведенні бінарних занять, засідань професійного гуртка «Іскра», підвищенні рівня самоосвіти шляхом впровадження власних методик, вироблених на основі досвіду роботи предметноциклової комісії. 

Реалізувати реальні міждисциплінарні зв‟язки викладачу допомагають інтерактивні методи навчання, зокрема метод випереджуючих завдань, вирішення професійних ситуацій, інтегрованих завдань, комп‟ютерні презентації, вирішення проблемних ситуацій, розв‟язування виробничих вправ, моделювання ситуацій, оформлення та читання фахових документів, метод “запитаннявідповідь”. 

При викладанні теоретичних занять слідкуємо за тим, щоб навчальна інформація, що засвоєна під час вивчення одних дисциплін, не повторювалася та не дублювалася, а широко використовувалась в мотивації навчальної діяльності студентів, актуалізації опорних знань, умінь і навичок, імітації облікових процесів, з'ясуванні та обґрунтуванні фактів господарської діяльності підприємств.

Викладачі предметно-циклової комісії електротехнічних дисциплін систематичного працюють над поповненням та оновленням навчально-методичного забезпечення з дисциплін, а також навчальних практик.

Викладаючи навчальні дисципліни,  логічні працівники постійно удосконалюють методики викладання; систематично вивчають ефективність уже застосованих форм та методів навчання; здійснюють пошук шляхів впровадження інноваційних, активних методів навчання, що дозволяють студентам розвивати мислення, використовувати засвоєні знання в практично-орієнтованій діяльності, яка максимально наближена до професійної. Вважаю, що на заняттях застосування таких методів сприяє розвитку творчої самостійності студентів, формуванню дуже важливих для майбутньої професійної діяльності якостей: сумісний пошук альтернативних рішень та їх прийняття, формування професійного мислення та інші. 

Особлива увага викладачів звертається на впровадження ігрових технологій навчання, використання технічних засобів на практичних та лекційних заняттях. 

При  вивченні ефективності застосування інноваційних технологій, впровадження в навчальний процес інтерактивних та нетрадиційних методів навчання, реальних міждисциплінарних зв„язків плани занять відображають всі використовувані методи навчання, тривалість їх застосування, методику реалізації міждисциплінарних зв‟язків. 

Оскільки професійна діяльність передбачає цілий набір знань та умінь з різних дисциплін, то виникає необхідність впровадження на заняттях виконання майбутніми спеціалістами інтегрованих практичних завдань у вигляді професійних задач. Найважливішим із етапів цієї методики є впровадження міждисциплінарних зв‟язків для удосконалення робочих планів, програм, інтеграції дисциплін. Під час підготовки таких професійних завдань інтегрується робота викладачів з різних фахових дисциплін. 

Сьогодні вже традиційним є використання засобів візуального супроводження заняття – наочності. Найчастіше на заняттях викладачами використовуються схеми, таблиці, комп‟ютерні презентації слайдів. Важливим завданням контролю навчання є виявлення рівня знань кожного студента з метою підвищення якості навчання. Особлива увага викладачів циклу приділяється використанню на заняттях тестового контролю знань. З метою кращого засвоєння студентами термінів, доступного розуміння їх суті та значення. 

Структура бінарного заняття «Будова, принцип дії  та електромехані-

чні властивості АД»

План

1.     Будова АД.

2.     Принцип дії  асинхронних двигунів.

3.     Властивості асинхронних двигунів.

4.     Механічна статична характеристика ( _{M  f S } ) АД.

5.     Механічна характеристика АД у координатах та M(залежність _{  f (M )} ).    

1. Будова АД.

       За конструкцією асинхронні машини поділяють на два основних типи: з фазним ротором (з контактними кільцями і короткозамкненим ротором; їх статори конструктивно однакові. 

       Осердя  статорів  і  роторів  набирають  з  листів  електротехнічної  сталі,  у  виштомпованих  пазах  яких вкладають обмотки, що мають однакову кількість полюсів.

(відеоролик «Будова АД»)

       Машина з фазним ротором (рис. 11.1). Трифазна обмотка статора і укладена в пазах його осердя 2. На роторі 3 укладена аналогічна обмотка 4, яка звичайно з'єднана зіркою, а її виводи під'єднані до контактних  кілець  б,  що  насаджені  на  вал машини  .5.  По  кільцях  ковзають  щітки, за допомогою яких в коло ротора можна включити резисторі 7. Будова  блока  контактних  кілець  зображена  на  рис. 

11.2.

       Контактні  кільця  і виготовлюють з бронзи і запресовують в пластмасу     2.     Від     кожного     кільця відходить ізольована контактна, шпилька 3.  Машини  забезпечені  пристроєм,  що дозволяє  після  запуску  машини  підняти щітки    з    контактних    кілець,    а    самі контактні кільця замкнути накоротко.

Машина з короткозамкненим ротором (рис. 11.3). її осердя статора 2 з обмоткою 1 аналогічне машині на рис.11.1

В пази осердя ротора З закладають без ізоляції стержні 4, що замикаються накоротко з торців двома кільцями. При цьому обмотка ротора дістає вигляд "білчиної клітки" (рис. 11.4а); вона дуже часто саме так і зветься. 

        Для двигунів великої потужності "білчину клітку" (рис. 11.46) виготовляють з  мідних  чи  латунних  стержнів  2,  кінці  яких  приварюють  до  короткозамкнених  кілець 3, з обох боків осердя 1; для двигунів середньої і малої потужності, її разом з  торцевими лопатками 4 (рис.11.4в), що відіграють роль теплорозсіювачів і лопастей  вентилятора, виливають з алюмінію.

2.Принцип дії  асинхронних двигунів.

      Асинхронні  машини,  як  і  всі  інші  енергетично  зворотні  Але  виявити  принцип  їх  дії  простіше,  почавши  з  двигуна.  Три-  і  однофазні  (двофазні)  асинхронні  двигуни  найбільше  використовуються  в промисловості і на транспорті, тому теорія асинхронних машин викладена тут до застосування в режимі двигуна.

      Вважатимемо  обмотку  статора  асинхронного  двигуна,  на  яку  подається  напруга  з  мережі,  як  і  в трансформатора, первинною, а обмотку ротора - вторинною з відповідними індексами у всіх позначеннях. 

      Від трансформатора асинхронна машина відрізняється тим, що між первинною (статором) і вторинною (ротором) частинами є повітряний проміжок, який для покращення магнітного зв'язку між обмотками  роблять  мінімальним  (0,3-1,2  мм);  крім  цього  вторинна  частина  в  асинхронних  машинах  рухома (обертається). 

      Якщо трифазну обмотку статора, що має/? пар полюсів, під'єднати до мережі з частотою струму  f1 , то виникне обертальне магнітне поле, частота обертання якого, згідно

      Обертальне магнітне поле статора і ротора (потік Ф) перетинає провідники обмотки статора і ротора та індукує в них ЕРС  , під дією останньої з обмотці ротора виникає струм  I2 .

      Взаємодія потоку статора і струму якоря призводить до появи електромагнітного обертального моменту. Ротор починає обертатися з частотою    в той же бік, що і поле статора.

      Таким чином, незаперечною умовою виникнення обертального електромагнітного моменту є несинхронна частота обертання ротора, тобто

       З цієї причини машина отримала назву асинхронної.  Відносна різниця частот

обертання поля статора і ротора називається ковзанням:

       Ковзання  характеризує  ступінь  "відставання"  ротора  від  поля  статора. 

Ковзання  виражають  також  у відсотках; в цьому випадку можна отримати вираз частоти обертання ротора

3. Властивості асинхронних двигунів.

       Асинхронний двигун – електрична машина, яка перетворює електричну енергію у механічну. Принцип роботи АД базується на взаємодії обертового магнітного поля зі струмом, який індуктується полем статора в обмотці ротора, в результаті чого виникає механічне зусилля, яке заставляє ротор обертатися у сторону обертання магнітного поля при умові, що частота обертання ротора менша частоти обертання магнітного поля і ротор виконує асинхронне обертання по відношенню до магнітного поля.

      АД (особливо трифазні) мають саме широке застосування посеред усіх електродвигунів. Це обумовлено:

1)        простотою конструкції;

2)        високою надійністю в експлуатації; 

3)        порівняно низькою собівартістю; 

4)        кращими масогабаритними показниками; 

5)        для його живлення не треба перетворювальних пристроїв – він безпосередньо живиться від мережі змінного струму промислової частоти. 

     Асинхронні двигуни можуть працювати як у двигуновому, так і у генераторному режимах, може реалізувати усі три способи електричного гальмування:

-                    рекуперативне; - противвімкнення;

-                    електродинамічне.

(Відеоролик «Пуск АД»)

Рис.1 - Принципові схеми ввімкнення АД з фазним ротором і з короткозамкненим ротором

⁰ 

                  S                        ,в.о. - ковзання АД - це різниця між швидкістю обертання магнітного

0

поля двигуна і швидкістю обертання ротора. 0≤S≤1.

Електромагнітний момент для АД можна подати в вигляді функції:

                    M  f S .                        

Це  є механічна характеристика АД, виражена через ковзання S . 

Рівняння     спрощеної механічної характеристики АД: 2M ^max ,  а  ще рівняння називають рівнянням Клосса. 

M _



                              S кр             S

3. Механічна статична характеристика ( _{M  f S } ) АД:

Рис.3 – Механічна характеристика АД в координатах _{M  f S } .

Крива має чотири характерні крапки:

-                    синхронний режим (крапка 0), при цьому S _ 0 , M _ 0 ;

-                    номінальний режим (крапка N), при цьому _{S  S ном} , _{M  M ном} ;

-                    критичний режим (крапка К), при цьому момент, який розвиває двигун у двигуновому режимі, максимальний _{M  M max д} , а ковзання, що відповідає цьому режимові критичне S  S _кр ;

-                    режим початкового пуску (крапка Р), при цьому ковзання _{S n}  ₁, а момент – пусковий M  M _пуск .

                           Якщо _{S  S ном} ; _{M  M ном} , а кратність максимального моменту _{М max} М _ном (переван-

M ^max тажувальну здатність двигуна) позначити _ :  , то рівняння буде мати вигляд:

M _ном

                    S _кр  S _ном    _²  1.                

Для кранових та металургійних АД  _{ 2,3  2,8} .

4. Механічна характеристика АД у координатах ^та M(залежність _{  f (M )} ).            

           Тому характеристику _{M  f (S )} перетворюємо у характеристику _{  f (M )} :

Рис.4 –Механічна характеристика АД в координатах _{  f (M )} .

Характеристика _{  f (M )}  має ті ж самі характерні точки, що й _{M  f (S )} :

-   синхронний режим (крапка _0 ) з координатами _{ 0} ; M  0 ;

-   номінальний режим (крапка N ) з координатами _{ ном} ; _{M  М ном} ; 

-   критичний режим (крапка K ) з координатами  _кр ; _{M  M max} ;

-   режим початкового пуску (крапка P ) з координатами _ 0 ; M  M _пуск .

 Природна й реостатні характеристики АД з фазним ротором.

У АД з фазним ротором можна збільшити пусковий момент за рахунок збільшення активного опору роторного кола, рисунок 5.

Рис.5 – Природна й реостатні характеристики АД з фазним ротором.

Природна й штучні механічні характеристики АД

З метою обмеження пускових струмів (потужних двигунів), з метою виключення неприпустимого падіння напруги при пуску (щоб не „лихоманити” мережу), у статорне коло на період пуску вмикають симетричний активний, або індуктивний опори .

Рис.6 – Природна й штучні механічні характеристики АД.

Характеристики 1, 2, 3 є штучні (зняті при не номінальній напрузі), а характеристика 4 - природна. 

Тестовий контроль знань студентів з теми «Будова, принцип дії  та електромеханічні властивості АД»

1.       Основні електродвигуни, які широко використовують як на промислових підприємствах, так і агропромислових підприємствах є…. 

а. синхронні двигуни

б. двигуни постійного струму незалежного збудження 

*в. асинхронні двигуни

г. двигуни постійного струму послідовного збудження 

2.       Критичним моментом асинхронного двигуна називається момент…

а. пусковий *б. максимальний

в. мінімальний

г. номінальний

3.       Ковзання асинхронного двигуна - це…

а. амплітуда коливань електродвигуна при неповному затягуванні лап статора

б. міри того, наскільки ротор випереджає в своєму обертанні магнітне поле статора

в. контактний опір, який виникає при ковзанні щіток по контактним кільцям

*г. міри того, наскільки ротор повільніший  у своєму обертанні від обертання магнітного поля статора 

4.       Кутова швидкість обертання магнітного поля статора позначається…

*а. ω₀

б. ω

в. φ

г. S

5.       Швидкість обертання магнітного поля статора залежить…

а. від напруги і числа пар полюсів

*б. от частоти струму живлення мережі і числа пар полюсів двигуна

в. тільки від числа пар полюсів двигуна

г. тільки від частоти струму живлення мережі

6.       Штучні механічні характеристики асинхронних двигунів не отримують за допомогою …

а. зміни напруги живлення мережі

б. зміни частоти струму живлення мережі

*в. зміни моменту опору

г. введення додаткових опорів

7.       момент, що розвиває двигун, змінюється…

а. пропорційно  частоті

б. обернено пропорційно силі струму

в. пропорційно швидкості двигуна

*г. пропорційно квадрату напруги

8.       Додаткові опори вводять в коло статора…

а. тільки для зменшення пускових значень струму *б. для зменшення пускових значень струму і моменту

в. тільки для зменшення пускових моментів

г. тільки для збільшення пускового моменту

9.       При введені додаткових опорів в коло статора асинхронного двигуна не змінюється…

а. момент пусковий

б. момент критичний *в. синхронна швидкість

г. критична швидкість

10.  Вмикання додаткового опору в коло ротора асинхронного двигуна…

а. можливо для двигуна з короткозамкнутим ротором

б. можливо для двигуна з короткозамкнутим і фазним ротором

в. неможливо

*г. можливо для двигуна з фазним ротором

Висновки

В результаті вище сказаного можна сформувати наступні висновки:

-         реалізувати реальні міждисциплінарні зв‟язки викладачу допоможуть інтерактивні методи навчання, зокрема метод випереджуючих завдань, вирішення професійних ситуацій, інтегрованих завдань, комп‟ютерні презентації, вирішення проблемних ситуацій, розв‟язування виробничих вправ, моделювання ситуацій; 

-         з метою поліпшення практичної підготовки  майбутніх спеціалістів  викладачам електротехнічних дисциплін необхідно практикувати широке використання комплексу професійних завдань практичної підготовки зі спеціальних дисциплін;

-         знаходження і застосування у навчальному процесі міждисциплінарних зв‟язків та їх реалізація за допомогою цілої системи міждисциплінарних завдань сприятиме оптимізації навчального процесу і може стати ще одним ефективним засобом активізації самостійної навчальної роботи студентів.

Перелік посилань

1.Ковальчук Г.О. Активізація навчання в економічній освіті: Навч.посіб. – Вид. 2-ге, доп.- К.:КНЕУ, 2003. – 298 с.

2.Чижевська Л.В. Методика викладання облікових дисциплін: Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів. / За ред. проф. Ф.Ф. Бутинця. – Житомир: ПП “Рута”, 2003. – 504 с. 

3.Довгань Л.І. Інноваційні технології – єдиний шлях оновлення і вдосконалення навчання. Збірник НМЦ Міністерства аграрної політики “Організація навчально-виховного процесу”, випуск № 12, 2008.

4.Жовта Л.О. Використання інноваційних технологій навчання – запорука підготовки творчих спеціалістів. Сучасні інформаційні технології та інноваційні методики навчання у підготовці фахівців: методологія, теорія, досвід, проблеми. Збірник наукових праць. – Випуск 5. – Київ-Вінниця: ДОВ Вінниця, 2004.

5.Кубрак Н.І., Ляхова О.М., Масельська Р.В. Форми, методи та організація навчання з дисципліни “Бухгалтерський облік”. Збірник  НМЦ Міністерства аграрної політики “Організація навчально-виховного процесу”, випуск № 14, 2009. 

6.Ніколаєва Л. Активні методи навчання для підвищення розумової діяльності майбутніх спеціалістів; Освіта: технікуми, коледжі, № 1(25), 2010.