Передмова

Загальна комп’ютеризація навчального процесу в середній та вищій школах – це один із основних напрямів їхнього подальшого розвитку, а набуття студентами навичок автоматизованого проектування – необхідна умова підготовки інженерів широкого профілю. Впровадження автоматизованого проектування в навчальний процес стримується не тільки недостатнім оснащенням вищих навчальних закладів технічними засобами проектування (ЕОМ,
периферійним устаткуванням), але й недостатністю програмних та методичних засобів для активного використання комп’ютерів й перебудови навчального процесу, враховуючи його комп’ютеризацію. Особливо актуально це для таких форм організації навчального процесу, як курсове та дипломне проектування.
Студенти вищих навчальних закладів, які навчаються на базовому напрямі “Електромеханіка”, під час виконання курсових проектів донедавна використовували традиційні засоби малої механізації обчислень (логарифмічні лінійки, мікрокалькулятори), а потім окремі програми розрахунків елементів та характеристик електричних машин на комп’ютері. Висока
трудомісткість розрахунків електричних машин та їх рутинний характер не дозволяли здійснювати поглиблені комплексні дослідження, використовувати сучасний математичний апарат й оптимізувати різноманітні параметри й характеристики, створювати реальні проекти електричних машин на замовлення підприємств і фірм. Складні розрахункові формули не давали можливості звернути увагу студента на основну мету проектування – вивчення
складних процесів, які відбуваються в електричній машині, взаємозв’язків між параметрами й характеристиками.
Перехід від традиційних методів проектування до автоматизації означає не тільки використання можливостей обчислювальної техніки для прискорення виконання рутинних обчислювальних робіт. Це, насамперед, перехід до нової технології проектування, яка базується на розробці адекватних математичних моделей проектованого виробу, програмного і лінгвістичного забезпечення, а також організації діалогу ЕОМ – людина.
Завдання вищої школи полягає в тому, щоб кожний інженер міг не тільки вільно і самостійно розв’язувати за допомогою ЕОМ інженерні та наукові задачі, але і відповідно їх формулювати у вигляді математичних моделей. Зокрема проектувальники електричних машин повинні вміти розробляти математичні моделі проектованих виробів, використовувати для їхнього дослідження сучасні обчислювальні методи, створювати на їхній основі пакети прикладних програм для проектування електричних машин, знати принципи побудови автоматизованих систем проектування (АСП), мати навички роботи в діалоговому режимі з системами і підсистемами АСП, володіти методами машинної графіки. Ці знання та уміння не повинні набуватись за рахунок погіршення професійної підготовки в галузі електричних машин, а доповнювати їх. Отже, йдеться про якіснішу підготовку інженера на основі фундаменталізації освіти, що можливо тільки за рахунок інтенсифікації навчання на базі значного застосування засобів обчислювальної техніки.
Автоматизація проектування повинна поглиблювати знання в галузі електричних машин, прищеплювати навички проектування з використанням сучасних технічних засобів. Перед автором було завдання не тільки дати уявлення про системи автоматизованого проектування електричних машин постійного струму й викласти методику їх використання, але й надати необхідний алгоритмічний, програмний і методичний матеріал для можливості практичного використання створеного нами програмного продукту для виконання розрахунків елементів, параметрів та характеристик колекторних машин постійного струму під час курсового проектування. Навчальна діалогова автоматизована система проектування колекторних електричних машин постійного струму, яка входить до складу цього посібника у вигляді пакета
програм на змінному носії інформації, призначена для використання під час курсового і дипломного проектування машин постійного струму потужністю 0.37–30 кВт.
Система – це комплекс програм, написаних алгоритмічною мовою QBASIC в операційному середовищі MS DOS (адаптована до використання в середовищах Windows 3.11/95/98/NT/ME) персональних комп’ютерів типу IBM PC, з обсягом оперативної пам’яті не меншим за 1 М, кожна з яких є закінченим етапом проектування машини постійного струму.
У першому сеансі роботи система реєструє користувача за його прізвищем, сприймає до виконання вхідні дані на проектування машини. У подальших сеансах роботу з проектування машини можна продовжувати з будь-якого етапу.
Вхідні дані для кожного з етапів створюються внаслідок роботи в попередніх етапах і зберігаються у відповідних базах даних. Під час виклику наступного етапу система автоматично здійснює завантаження необхідних вхідних даних. Результати розрахунку кожного етапу за бажанням користувача можна заслати на зберігання на диск або для виведення на друкувальний
пристрій.
Система має навчальний характер, тому всі необхідні дані під час роботи в окремому етапі користувач вводить з екрана, користуючись довідниковим матеріалом, який система надає на екрані. У разі введення величини, яка виходить за межі допустимого, система виводить повідомлення про помилку і здійснює повторний запит на введення цієї величини. Використання системи в навчальному процесі дає змогу зекономити досить часу, який можна використати для дослідження впливу різних проектних параметрів на характеристики і техніко-економічні показники двигуна.
Хоча навчальний посібник призначений для студентів, котрі навчаються за електромеханічними та електротехнічними напрямами, ним можуть користуватись аспіранти та науково-технічні працівники, які займаються проектуванням електричних машин постійного струму з використанням комп’ютерів, а також викладачі вищих навчальних закладів, діяльність яких пов’язана з розробленням й застосуванням методів й засобів автоматизованого проектування. Враховуючи те, що цей навчальний посібник не містить всього нормативно-довідникового матеріалу, викладення всіх методик й конструкцій, без знання яких неможливо проектувати електричну машину, необхідно використовувати уже наявні навчальні посібники з проектування електричних машин постійного струму, список яких наведено наприкінці посібника.
Систему створили студенти, а пізніше магістранти кафедри “Електричні машини і апарати” Національного університету “Львівська політехніка” М.К. Григоренко і Г.М. Нетужилов під керівництвом і за безпосередньої участі автора.
Під час створення системи і написання книги автори використали досвід зі створення автоматизованих систем проектування електричних машин кафедри електричних машин Івановського енергетичного інституту (Росія), за що висловлюємо колективу кафедри нашу глибоку вдячність.
Також висловлюємо вдячність рецензентам доктору технічних наук, професору В.Ф. Шинкаренку, колективу кафедри “Електричні машини” Одеського національного технічного університету (завідувач кафедри доктор технічних наук, професор В.С. Петрушин) за слушні зауваження, які були враховані під час остаточного редагування книги.
Всі зауваження й побажання будуть з вдячністю прийняті за адресою: Національний університет “Львівська політехніка”, кафедра “Електричні машини та апарати”, вул. Степана Бандери, 12, 79013, м. Львів, Україна.
Автор