Předmět: Elektrické pohony a aktuátory

« Zpět
Název předmětu Elektrické pohony a aktuátory
Kód předmětu MTI/EPA
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 4
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Novák Miroslav, Ing. Ph.D.
  • Kubín Jiří, Ing. Ph.D.
  • Eichler Jakub, Ing. Ph.D.
  • Krčmář Lukáš, Ing.
Obsah předmětu
V předmětu získají studenti teoretické poznatky a praktické dovednosti v oblasti elektromechanických výkonových převodníků a dalších hlavních spotřebičů elektrické energie. Důraz je kladen na převodníky využívající elektromagnetických sil. Studenti se seznámí se základními vlastnostmi elektrických strojů. Témata přednášek: 1. Akční členy mechatronických soustav. Pohybová rovnice. Obecné pracovní a zatěžovací charakteristiky, pracovní bod, rozložení zatížení stroje v čase, rozběh, brzdění a řízení otáček na pracovních charakteristikách. Dimenzování pohonu. 2. Akční členy s magnetickým polem, principy, vyvození posuvného a rotačního pohybu. Magnetické obvody převodníků. Ztráty v magnetickém obvodu. 3. Elektromagnet. Základní statické a dynamické vlastnosti. 4. Transformátory. Princip a konstrukční uspořádání. Náhradní obvod. Provozní stavy trojfázových transformátorů, zvláštní transformátory. 5. Stejnosměrný motor. Princip a konstrukční uspořádání. Moment a otáčky stejnosměrného motoru. Cize buzený, derivační a sériový stejnosměrný motor. Servomotor. Rozběh, brzdění a řízení otáček. 6. Synchronní stroje. Princip a konstrukční uspořádání. Synchronní motor s permanentními magnety. Spouštění a řízení otáček synchronního motoru. Synchronní alternátor, fázování alternátoru. Alternátor v tvrdé síti. 7. Asynchronní motor. Princip a konstrukční uspořádání. Točivé magnetické pole. Motor s kotvou kroužkovou. Elektrický náhradní obvod. Moment a momentová charakteristika. Rozběh, brzdění a řízení otáček. 8. Krokové motory - princip motorů s aktivním a pasivním rotorem. Momentová charakteristika. Rozběh, brzdění a řízení otáček. Způsoby řízení. 9. Jednofázový asynchronní motor. Princip a konstrukční uspořádání. Momentová charakteristika. 10. Univerzální (střídavý) komutátorový jednofázový motor. Princip a konstrukční uspořádání. Momentová charakteristika. 11. Elektronicky komutovaný motor. Princip, konstrukční uspořádání, charakteristiky. 12. Lineární motory se spojitým pohybem. 13. Elektromechanické převodníky vyžívající vlastností materiálů pevné fáze. Princip a používané materiály. Piezoelektrické aktuátory a jejich aplikace. Ultrazvukové piezoelektrické motory. 14. Tepelné spotřebiče. Světelná technika - fotometrické veličiny, zdroje umělého osvětlení. Náplň cvičení: 1. Bezpečnost práce na elektrických strojích. Základy el. bezpečnostní normy pro konstrukci strojů. 2. Test el bezpečnosti. Měření ventilátorové zatěžovací charakteristiky. 3. Výpočty energetická bilance el. strojů. 4. Měření přítahu a dopadu relé. 5. Výpočty magnetických obvodů el. strojů. 6. Měření transformátoru - naprázdno, nakrátko se zatížením, výpočet parametrů náhradního obvodu transformátoru. 7. Stejnosměrný stroj - motor, dynamo, měření charakteristik stroje. 8. Synchronní generátor, měření charakteristik v motorickém a generátorickém režimu, přifázování generátor k síti. 9. Asynchronní motor - měření naprázdno, nakrátko a měření momentové charakteristiky 10. Měření momentové charakteristiky AM s frekvenčním měničem. 11. Měření rozběhu a doběhu asynchronního motoru. 12. Jednofázový asynchronní motor, jednofázový střídavý komutátorový motor, měření pracovních charakteristik. 13. Krokové motory, programování řídicí jednoty. 14. Zápočtový test. Zápočet.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Samostatná práce studentů (studium textů, literatury, problémové úkoly,výzkum, pisemná práce), Laboratorní praktika, E-learning
  • Účast na výuce - 56 hodin za semestr
  • Příprava na dílčí test - 5 hodin za semestr
  • Příprava na zápočet - 10 hodin za semestr
  • Příprava na zkoušku - 10 hodin za semestr
  • Příprava na laboratorní měření, zpracování výsledků - 12 hodin za semestr
Výstupy z učení
V předmětu získají studenti teoretické poznatky a praktické dovednosti v oblasti elektromechanických výkonových převodníků a dalších hlavních spotřebičů elektrické energie. Důraz je kladen na převodníky využívající elektromagnetických sil. Studenti se seznámí se základními vlastnostmi elektrických strojů.
Student získá přehled o nejpoužívanějších akčních členech a elektromechanických převodnících užívaných v elektrotechnice. Seznámí se s teorií, metodikou návrhu a u vybraných strojů získá praktické dovednosti s jejich zapojováním a měřením základních charakteristik.
Předpoklady
Předpokládáme znalost teorie obvodů.

Hodnoticí metody a kritéria
Kombinovaná zkouška

Znalosti z teorie obvodů.
Doporučená literatura
  • Bartoš, V. Elektrické stroje. Plzeň, 2006. ISBN 80-7043-444-9.
  • Maixner, L. a kol. Mechatronika (Nosek, J., kap.4 - Akční členy mechatronických soustav). Computer Press, Brno, 2006. ISBN 8025112993.
  • Nasar S.A., Boldea,I. Vector Cotrol of Ac Drives. CRC Press Inc., 1992. ISBN 978-0849344084.
  • Nosek, J. Elektrotechnika a průmyslová elektronika. Příklady. VŠST, Liberec, 1991.
  • Pavelka, J., Čeřovský, Z., Javůrek, J. Elektrické pohony. ČVUT, Praha, 2001.
  • Rydlo, P. Řízení elektrických střídavých pohonů. TU v Liberci. 2006. ISBN 80-7372-117-1.
  • Tkotz Klaus a kol. Fachkunde Elektrotechnik. 23. ed. Europa-Lehrmittel, 2006. ISBN 3808531576.
  • Uhlíř, I. Elektrické stroje a pohony. Praha, 2007. ISBN 978-80-01-03730-0.
  • Uchino, K. Ferroelectric Devices. Marcel Dekker, Inc., New York, 2000.
  • Voženílek P. a kol. Elektromechanické měniče. Praha - ČVUT, 2007.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr