Detail předmětu

Dynamika elektromechanických soustav

FEKT-MDESAk. rok: 2012/2013

Základní pojmy elektromechanické přeměny energie. Soustavy s více budícími cívkami, s lineárním a otáčivým pohybem, dynamické rovnice elektromech. soustavy. Variační princip. Teorie obecného el. stroje, jeho základní rovnice a jejich lineárni transformace, matematické modely točivých strojů. Matematický model synchronního generátoru, základní vlastnosti energetické sítě, vzájemná interakce generátoru a sítě, vliv zkratu v energetické síti,dynamika generátoru a sitě..

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Čestmír Ondrůšek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky (UVEE)

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí se základními pojmy elektromechanické přeměny energie. Naučí se sestavit dynamické rovnice libovolné elektromechanické soustavy včetně řešení na počítači. K řešení dynamických rovnic se používají speciální programy Dynast, resp. MatLab and/or Simulink.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Kontrolní testy během semestru za 20 bodů, Hodnocení simulačních úloh 15 bodů
Závěrečná zkouška 65 bodů

Osnovy výuky

Přednášky:
Základní zákony elektromechanické přeměny energie, zákon zachování energie.
Stavová funkce, soustavy s jednou a více budícími cívkami.
Dynamické rovnice elektromechanické soustavy.
Lagrangeova rovnice. Hamiltonův princip.
Obecný elektrický stroj. Základní rovnice.
Stejnosměrný stroj jako zvláštní případ obecného stroje.
Transformace souřadnic.
Synchronní stroj. Matematické vyjádření vlastních a vzájemných indukčností.
Transformace souřadnic a,b,c na d,q,0, zpětná transformace.
Dynamické rovnice v transformovaných souřadnicích. Přechodné jevy soustavy synchronní stroj energetická síť.
Transformace souřadnic asynchronního stroje. Matematický model v libovolných d,q,0 souřadnicích.
Matematický model v ustáleném a přechodovém režimu.
Matematický model a simulace transformátorů.

Počítačová cvičení:
Simulační software Matlab. Základní instrukce. Princip řešení elektrických obvodů.
Sestavení programu pro řešení diferenciálních rovnic. Simulace přechodových dějů stejnosměrného stroje s cizím buzením.
Simulace stejnosměrného stroje s elektromagnetickým buzením, vliv nelinearity magnetického obvodu.
Dynamické rovnice elektromagnetu. Stejnosměrný elektromagnet, elektromagnet napájený z usměrňovače.
Individuální projekt.

Učební cíle

Dát studentům základní znalosti z elektromechanické přeměny energie, naučit je sestavit pohybové rovnice elektromechanických soustav a ukázat možnosti řešení na PC. Seznámit studenty s problematikou obecné teorie elektrických strojů a s významem transformace souřadnic.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Chee-Mun Ong: Dynamic Simulation of Electric Machinery
Majmudar, H.:Elektromechanical Enargy Conversion,England Allynana Bacon
Měřička, Zoubek:Obecná teorie elektrického stroje,SNTL Praha

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-EEN , 2 ročník, zimní semestr, volitelný mimooborový
    obor M-KAM , 2 ročník, zimní semestr, volitelný mimooborový
    obor M-SVE , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-EEN , 2 ročník, zimní semestr, volitelný mimooborový
    obor M1-KAM , 2 ročník, zimní semestr, volitelný mimooborový
    obor M1-SVE , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Čestmír Ondrůšek, CSc.

Osnova

Základní zákony elektromechanické přeměny energie, zákon zachování energie.
Stavová funkce, soustavy s jednou a více budícími cívkami.
Dynamické rovnice elektromechanické soustavy.
Lagrangeova rovnice. Hamiltonův princip.
Obecný elektrický stroj. Základní rovnice.
Stejnosměrný stroj jako zvláštní případ obecného stroje.
Transformace souřadnic.
Synchronní stroj. Matematické vyjádření vlastních a vzájemných indukčností.
Transformace souřadnic a,b,c na d,q,0, zpětná transformace.
Dynamické rovnice v transformovaných souřadnicích. Přechodné jevy soustavy synchronní stroj energetická síť.
Transformace souřadnic asynchronního stroje. Matematický model v libovolných d,q,0 souřadnicích.
Matematický model v ustáleném a přechodovém režimu.
Matematický model a simulace transformátorů.

Cvičení na počítači

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Čestmír Ondrůšek, CSc.
doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D.

Osnova

Simulační software Dynast. Základní instrukce. Princip řešení elektrických obvodů.
Sestavení programu pro řešení diferenciálních rovnic. Simulace přechodových dějů stejnosměrného stroje s cizím buzením.
Simulace stejnosměrného stroje s elektromagnetickým buzením, vliv nelinearity magnetického obvodu.
Dynamické rovnice elektromagnetu. Stejnosměrný elektromagnet, elektromagnet napájený z usměrňovače.
Individuální projekt.