Předmět: Elektrické výkonové členy

» Seznam fakult » FM » MTI
Název předmětu Elektrické výkonové členy
Kód předmětu MTI/EVC
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní a letní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Nosek Jaroslav, prof. Ing. CSc.
  • Beran Leoš, Ing. Ph.D.
  • Krčmář Lukáš, Ing.
Obsah předmětu
<u>Témata přednášek:</u> Akční členy mechatronických soustav. Elektrické výkonové členy využívající vlastností magnetického pole, elektrického pole a vlastností materiálů pevné fáze. Použití. I. Akční členy s magnetickým polem. Akční členy s magnetickým polem. Principy vyvození posuvného a rotačního pohybu. Magnetické obvody převodníků. Ztráty v magnetickém obvodu. Elektromagnet. Základní statické a dynamické vlastnosti. Magnetická ložiska. Elektrické motory jako akční členy a části el. pohonu. Asynchronní motor. Princip a konstrukční uspořádání. Točivé magnetické pole. Motor s kotvou kroužkovou. Elektrický náhradní obvod. Moment a momentová charakteristika. Rozběh AM. Řízení AM frekvenčním měničem. Lineární indukční motor se spojitým pohybem. Stejnosměrný motor. Princip a konstrukční uspořádání. Moment a otáčky stejnosměrného motoru. Cize buzený, derivační a sériový stejnosměrný motor. Ss motor maxon. Speciální motory. Lineární pohybové systémy. 1f AM. Krokové motory. Střídavý komutátorový jednofázový motor. Princip a konstrukční uspořádání. Momentová charakteristika. Krokové motory. Princip KM s proměnnou reluktancí. Synchronní stroje. Princip a konstrukční uspořádání. Synchronní alternátor, fázování alternátoru. Alternátor v tvrdé síti. Synchronní motor s permanentními magnety. Spouštění a řízení otáček synchronního motoru. Elektrický pohon. Pohybová rovnice, základní stavy a pracovní režimy. Měření deformačních účinků mech. napětí pomocí tenzometrů. Měření krouticího momentu. Měření malých mech. posunutí akčních členů. Prvky a obvody výkonové elektroniky. Polovodičové neřízené usměrňovače napájené jednofázovým, resp. trojfázovým proudem. Tyristor a jeho uplatnění v řízených usměrňovačích. Triak jako regulátor střídavého proudu. II. Akční členy s elektrickým polem. III. Akční členy využívající materiálů pevné fáze. Inteligentní materiály. Přímý a nepřímý piezoelektrický jev. Aplikace. MEMS. Piezoelektrické rezonátory. <u>Náplň cvičení:</u> Bezpečnost práce na elektrických strojích. Základy el. bezpečnostní normy pro konstrukci strojů. Základní parametry elektrických signálů. Třífázová síťová soustava. Výpočty středních a efektivních hodnot, energetická bilance el. strojů a výpočty magnetických obvodů el. strojů. Jistící prostředky, stykačová automatika, liniové schéma, návrh reléového obvodu. Měření 1f a 3f příkonů symetrické a nesymetrické zátěže. Měření účiníku, principy kompenzace. 1. test (20 min.). Trojfázový transformátor, pracovní charakteristiky, měření parametrů náhradního obvodu transformátoru, měření hodinového úhlu. Stejnosměrný stroj - motor, dynamo, měření charakteristik stroje. Asynchronní motor, kružnicový diagram, momentová charakteristika, momentové charakteristiky AM s frekvenčním měničem. Jednofázový asynchronní motor, jednofázový střídavý komutátorový motor, měření pracovních charakteristik. Synchronní generátor, měření charakteristik, přifázování, generátor v tvrdé síti. Zápočtový test (20min.). Krokové motory, programování řídící jednoty. Zápočet.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Laboratorní praktika
  • Účast na výuce - 56 hodin za semestr
  • Příprava na zkoušku - 44 hodin za semestr
  • Domácí příprava na výuku - 50 hodin za semestr
Výstupy z učení
V předmětu získají studenti teoretické poznatky a praktické dovednosti v oblasti elektromechanických výkonových převodníků. Důraz je kladen na převodníky využívající elektromagnetických a elektrostatických sil, a vlastností inteligentních materiálů. Studenti se rovněž seznámí se základními vlastnostmi elektrických strojů, prvků výkonové elektroniky a měniči.
V předmětu získají studenti teoretické poznatky a praktické dovednosti v oblasti elektromechanických výkonových převodníků. Důraz je kladen na převodníky využívající elektromagnetických i elektrostatických sil a vlastností inteligentních materiálů. Studenti se rovněž seznámí se základními vlastnostmi elektrických strojů, prvků výkonové elektroniky a měniči.
Předpoklady
Podmínka registrace: zkouška z předmětů Fyzika 1,2,3.

Hodnoticí metody a kritéria
Kombinovaná zkouška, Ústní zkouška, Písemná zkouška

Podmínky absolvování předmětu: Aktivní účast na všech laboratorních cvičeních (při 1-2 omluvených absencích je vyžadováno doplnění laboratorního deníku a vyřešení zadaných příkladů), úspěšně absolvované testy, zápočet, zkouška písemná a ústní.
Doporučená literatura
  • Maixner, L. a kol. Mechatronika (Nosek, J., kap.4 - Akční členy mechatronických soustav). Computer Press, Brno, 2006. ISBN 8025112993.
  • Nosek, J. Elektrotechnika a průmyslová elektronika. Příklady. TUL, Liberec, 1991.
  • Pavelka, J., Čeřovský, Z., Javůrek, J. Elektrické pohony. ČVUT, Praha, 1999.
  • Tkotz, K. a kol. Příručka pro elektrotechnika. Europa-Sobotáles, Praha, 2006. ISBN 80-86706-13-3.
  • Uhlíř, I. a kol. Elektrotechnika. ČVUT, Praha, 1999.
  • Uchino, K. Ferroelectric Devices. Marcel Dekker, Inc., New York, 2000. ISBN 0-8247-8133-3.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Studijní plán (Verze): Elektronické informační a řídicí systémy (2012) Kategorie: Elektrotechnika, telekomunikační a výpočetní technika 3 Doporučený ročník:3, Doporučený semestr: Zimní
Fakulta: Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Studijní plán (Verze): Elektronické informační a řídicí systémy (2012) Kategorie: Elektrotechnika, telekomunikační a výpočetní technika 3 Doporučený ročník:3, Doporučený semestr: Zimní