|
Vyučující
|
-
Černohorský Josef, doc. Ing. Ph.D.
-
Diblík Martin, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Přednášky 1) Elektrický pohon - definice, základní uspořádání a rozdělení, mechanika elektropohonu. Zatěžovací charakteristiky pracovních mechanismů, analýza pohybové rovnice, elektromechanický přechodový děj, pracovní diagramy kinematických veličin. 2) Dimenzování el. pohonu, druhy zatížení, metody ekvivalentních parametrů, vliv pracovního prostředí na dimenzování pohonů. 3) Stejnosměrný motor, princip činnosti, konstrukce, komutace, reakce kotvy, motor s cizím, paralelním a sériovým buzením. Způsoby řízení rychlosti, brzdění, reverzace, matematický model stejnosměrného cize buzeného motoru. 4) Způsoby řízení polohy, otáček a momentu stejnosměrného motoru. Regulační struktury polohových, rychlostních a momentových servomechanismůs tímto motorem. 5) Asynchronní motor (ASM), princip činnosti, konstrukční uspořádání, napěťové rovnice a náhradní schéma, energetická bilance a moment stroje. Provozní stavy, spouštění, řízení rychlosti. Matematický model ASM, transformace souřadnic. 6) Způsoby řízení otáček, skalární řízení, vektorové řízení a přímé řízení momentu ASM. Regulační struktury používané pro řízení servomechanismu s AM. 7) Řídicí jednotky střídavých pohonů - frekvenční měniče. Rozdělení, uspořádání výkonové části, typické vlastnosti, princip činnosti, PWM modulace. 8) Synchronní motor, princip, konstrukce obecného synchronního stroje, synchronní motor s permanentními magnety v rotoru (PMSM), konstrukce, matematickýmodel stroje 9) Způsoby řízení polohy, otáček a momentu servopohonůs těmito motory. 10) Elektronicky komutovaný stejnosměrný motor (ECDC), konstrukce, princip, způsoby řízení. Krokové motory (KM) konstrukce, způsoby řízení, použití. Reluktanční motory (RM), spínané RM, princip, vznik reluktančního momentu. 11) Technické prostředky určené pro realizaci elektrických servomechanismů(servomotory, měniče, snímače, řídicí systémy, průmyslové komunikační sítě. 12) Způsoby ovládání elektrických servopohonů (cyklické řízení, PLCOpen), programování řídicích systémů servopohonů dle standardů PLCOpen. 13) Referencování polohových servopohonů, elektronická vazba mezi servopohony (virtual×real master, gear, cam, ...) 14) Funkční bezpečnost strojních a elektrických zařízení, analýza rizik, prostředky pro řešení funkční bezpečnosti z hlediska elektrických pohonů. Cvičení: 1) Bezpečnostní předpisy při práci na el. zařízeních. Spínací, ochranné a ovládací prvky napájecích obvodů elektrických pohonů. 2) Bezpečnostní předpisy - test. Řízení pohonů kontaktními a bezkontaktními logickými prvky, návrhy ovládacích obvodů. 3) Řízení pohonů kontaktními a bezkontaktními logickými prvky, návrhy ovládacích obvodů, programování PLC automatu "LOGO!". 4.-7.) Dimenzování elektrických motorů a výkonových částí při různém zatížení. Výpočty asynchronního elektromotoru pro pohon různých typů strojů, dimenzování frekvenčního měniče, dimenzování brzdných odporů a brzdné jednotky. Zadání 1. semestrální práce. 8.-10.) Model stejnosměrného motoru. Praktické způsoby určení parametrů motoru. Model otáčkového a polohového servomechanismu se stejnosměrným motorem. 10.-11.) Ovládání a regulace stejnosměrných servomotorů pomocí motion controlleru. 11.-14.) Realizace úlohy jednoosého řízení pomocí PLCOpen. 15.-20.) Řízení pohybu polohového servopohonu, konfigurace, referencování, basic motion, elektronická vazba mezi pohony. 21.-22.) Střídavý regulační pohon s asynchronním elektromotorem. Seznámení s frekvenčním měničem Sinamics G110, základní zapojení jednoduchého FM, způsob programování pomocí BOP a PC. Nastavení Sinamics G110 podle zadání. 23.-24.) Řízení frekvenčního měniče pomocí komunikační sběrnice.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Laboratorní praktika
- Účast na výuce
- 70 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem předmětu je získání teoretických a praktických znalostí o uspořádání, funkci a základních částech elektrických pohonů, charakteristických vlastnostech a mechanických charakteristikách hnacích elektrických motorů a pracovních strojů. Důležité jsou struktury stejnosměrných a střídavých elektrických pohonů se všemi nezbytnými zařízeními jako jsou čidla, měřící, ochranné, spínací a jistící přístroje, výkonové polovodičové měniče, zesilovače apod. včetně základů analýzy a syntézy elektromechanických regulačních obvodů.
Studenti se naučí navrhovat a dimenzovat jednotlivé části regulovaných elektrických pohonů a začlenit je do výrobních systémů. Tyto znalosti lze využít na technickém postu přímo ve výrobě, v konstrukci strojů, vědě a výzkumu i v řídících a manažerských funkcích.
|
|
Předpoklady
|
Předmět navazuje na znalosti z matematiky, fyziky, počítače a programování. Nutné je absolvování předmětů: Elektrické obvody, Základy spojitého řízení, Prostředky automatického řízení, Simulace dynamických systémů, Elektrické výkonové členy
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Kombinovaná zkouška
Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních, úspěšné absolvování testů a vypracování zadaných semestrálních prací.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Bulent H. Ertan and col. Modern Electrical Drives. Kluwer Academic Publishers, 2000. ISBN 978-0792363767..
-
Caha, Z., Černý, M. Elektrické pohony. SNTL, Praha, 1990.
-
Dorsey, J. Continuous and discrete control systems. ISBN 0-07-250023-9.
-
Hrabovcová V., et al. Moderné elektrické stroje. Žilina, 2001. ISBN 80-7100-809-5.
-
Javůrek, J. Regulace moderních elektrických pohonů. Grada, Praha, 2003.
-
Krishnan, R. Electric Motor Drives: Modeling, Analysis, and Control. Prentice Hall, 2001. ISBN 978-0130910141.
-
Nasar S.A., Boldea,I. Vector Cotrol of Ac Drives. CRC Press Inc., 1992. ISBN 978-0849344084.
-
Pavelka, J., Čeřovský, Z., Javůrek, J. Elektrické pohony. ČVUT FEL, Praha, 1997.
-
Rydlo, P. Řízení střídavých elektrických pohonů. TUL FM, Liberec, 2007.
-
Souček, P. Servomechanismy ve výrobních strojích. ČVUT, Praha, 2004.
-
Voženílek, P., Novotný V., Mindl P. Elektromechanické měniče. Praha, 2007. ISBN 978-800-1031-377.
|