Detail předmětu

Elektrické servopohony

FSI-RESAk. rok: 2014/2015

Předmět seznamuje studenty se základní problematikou elektrických servomechanizmů a jejich úloze v pohonech výrobních strojů a zařízení.
Jedná se o definování základních požadavků na statické a dynamické vlastnosti servomechanizmů, výklad principů činnosti nejdůležitějších komponent elektrických servomechanizmů (stejnosměrné, elektronicky
komutované, synchronní, asynchronní a lineární motory,příslušné měniče, snímače elektrických a neelektrických veličin, regulátory), vysvětlení metodiky návrhu nejužívanějších zpětnovazebních obvodů (polohová smyčka, rychlostní zpětná vazba, proudová zpětná vazba, polohový servomechanizmus s podřízenou proudovou a rychlostní smyčkou, dynamická poddajnost polohové smyčky, komunikace mezi číslicovým řídicím systémem a pohony stroje) a popis interakce setrvačné zátěže u servomechanizmů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Jiří Skalický, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Výsledky učení předmětu

Předmět Elektrické servomechanizmy umožňuje studentům získat znalosti,
které jsou nutné pro návrh a optimální nastavení pohonů výrobních strojů
a zařízení.

Prerekvizity

Statické a dynamické vlastnosti elektrických strojů, základy výkonové elektroniky, základy teorie zpětnovazebního řízení

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Pro zápočet se požaduje vypracování příkladů zadaných ve cvičení.
Zkouška má písemnou a ústní část.

Osnovy výuky

Elektrický pohon jako systém
Postup návrhu el. pohonu.
Oceňování variantních řešení projektu.
Interakce pohonu a prac. stroje.
Struktury řídicích a regulačních obvodů
Koncepce jištění a ochran.
Skladba projekční dokumentace
Druhy elektrotechnických výkresů a schemat
Spolehlivost elektrotechnických zařízení, ukazatelé spolehlivosti
Statistický odhad ukazatelů bezporuchovosti
Ověřování spolehlivosti zkouškami,
Elektromagnetická kompatibilita
Navrhování pohonů odolných proti rušení

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s principy elektrických servopohonů, návrhovými metodami a aplikacemi servopohonů se stejnosměrnými motory, asynchronními motory, elektronicky komutovanými motory, synchronními stroji s permanentními magnety a s krokovými motory

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

Účast ve cvičeních povinná, zameškanou výuku je možné nahradit domácím úkolem

Základní literatura

Caha, Z., Černý, M.: Elektrické pohony SNTL Praha, 1990
Leonhard, W.: Control of Electrical Drives Springer, Berlin 1996
Pavelka, J., Čeřovský, Z., Javůrek, J.: Elektrické pohony, skripta ČVUT Praha, 1996
Skalický, Jiří: Elektrické servopohony skripta VUT v Brně, FEKT, 2001

Doporučená literatura

Bělohoubek, P. : Elektrické servomechanizmy a jejich řízení
Souček, P. : Pohony výrobních zařízení. Servomechanizmy

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-MET , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Dalibor Červinka, Ph.D.

Osnova

1. Metodika navrhování servopohonů
2. Polohové řízení servopohonů pracovních strojů
3. Stejnosměrné servopohony
4. Tranzistorové stejnosměrné servopohony
5. Pohony s elektronicky komutovaným motorem
6. Pohony s asynchronními motory
7. Pohony s frekvenčními měniči
8. Pohony se synchronními motory
9. Pohony s krokovými motory
10.Regulační a řídicí struktury servopohonů
11.Struktury řízení servopohonů s mikropočítačem
12.Tranzistorové měniče kmitočtu pro servopohony
13.Příklady průmyslových aplikací servopohonů

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Dalibor Červinka, Ph.D.

Osnova

1. Dimenzování pohonu posuvu obráběcího stroje
2. Kinematická a dynamická analýza robotu se 2 stupni volnosti
3. Statické a dynamické vlastnosti stejnosměrného motoru
4. Matematický model stejnosměrného motoru, simulace v MATLABU
5. Přenosová funkce a frekvenční charakteristika ss. motoru
6. Návrh otáčkového regulátoru ss. servopohonu
7. Frekvenční char. a odezva na řízení uzavřené smyčky.
8. Frekvenční char. a odezva na poruchu uzanřené smyčky
9. Simulace ss. servopohonu pomocí MATLABU/SIMULINKU
10.Návrh a simulace polohového řízení
11.Výpočet rozběhu asynchronního motoru
12.Matematický model synchronního motoru s PM
13.Siomulace servopohonu se sychronním motorem

Elektronické učební texty

Elektrické servopohony
Elservo.pdf 2.09 MB