Detail předmětu

Průmyslová elektronika

FSI-RNIAk. rok: 2017/2018

Lineární a nelineární zapojení s operačními zesilovači (zesilovače, filtry, usměrňovače, generátory signálů, komparátory, složitější obvodové celky - vše se zaměřením na řídicí obvody pulsních měničů). Způsoby snímání proudu a napětí. Způsoby vyhnodnocování činného výkonu DC/DC měniče. Typické obvodové realziace v řídicích obvodech pulsních měničů. Generátory obdélníkových signálů. Budiče výkonových tranzistorů MOSFETa IGBT.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Výsledky učení předmětu

Studenti se naučí navrhovat elektronické obvody, které jsou typickými aplikacemi v průmyslu.

Prerekvizity

Základní znalosti z teoretické elektrotechniky a matematiky (derivace, integrální počet, operace s komplexními čísly).

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

Požadavky na zápočet:
Absolvování cvičení (povinné)

Bodové hodnocení:
Semestrální test: 10b.
Laboratorní cvičení: 25b.
Zápočtový test: 65b.

Osnovy výuky

1. SNÍMÁNÍ PROUDU
1.1 POUŽITÍ BOČNÍKU
1.2 IMPULSNÍ MĚŘICÍ TRANSFORMÁTOR PROUDU
1.3 ROGOWSKÉHO CÍVKA
1.4 PROUDOVÉ ČIDLO „LEM“

2 SNÍMÁNÍ NAPĚTÍ
2.1 ODPOROVÝ DĚLIČ S FILTRAČNÍM KONDENZÁTOREM
2.2 DIFERENČNÍ ZESILOVAČ
2.3 NAPĚŤOVÉ ČIDLO „LEM“

3 SNÍMÁNÍ VÝSTUPNÍHO VÝKONU DC/DC MĚNIČE
3.1 PŘÍKLADY POUŽITÍ REGULACE VÝSTUPNÍHO VÝKONU MĚNIČE
3.2 VYNÁSOBENÍ SIGNÁLU SKUTEČNÉHO VÝSTUPNÍHO NAPĚTÍ A PROUDU
3.3 POUŽITÍ STŘEDNÍ HODNOTY PROUDU MEZIOBVODU
3.4 „VZORKOVÁNÍ“ VÝSTUPNÍHO PROUDU STŘÍDOU

4 TYPICKÉ OBVODOVÉ REALIZACE V ŘÍDICÍ ELEKTRONICE
4.1 ELIMINACE VLIVU VÝSTUPNÍHO ODPORU PROMĚNNÉHO ODPOROVÉHO DĚLIČE
4.2 ŘÍZENÝ OMEZOVAČ
4.3 NEŘÍZENÝ OMEZOVAČ
4.4 INVERTUJÍCÍ ZESILOVAČ S PŘEPÍNATELNOU VELIKOSTÍ ZESÍLENÍ
4.5 ZDROJ REFERENČNÍHO NAPĚTÍ S OBVODEM TL431
4.6 RYCHLÁ NADPROUDOVÁ OCHRANA
4.7 RYCHLÁ OCHRANA PROTI PODPĚTÍ V ŘÍDICÍCH OBVODECH
4.8 SDRUŽOVÁNÍ VÝSTUPŮ OCHRAN
4.9 REALIZACE ODSKOKŮ (DEADTIME)
4.10 NĚKTERÉ DALŠÍ APLIKACE

5 GENERÁTORY OBDÉLNÍKOVÝCH SIGNÁLŮ
5.1 ASTABILNÍ KLOPNÉ OBVODY ŘÍZENÉ KRYSTALEM
5.2 RC ASTABILNÍ KLOPNÉ OBVODY - RŮZNÁ ZAPOJENÍ
5.3 RELAXAČNÍ OSCILÁTORY

6 BUDIČE VÝKONOVÝCH TRANZISTORŮ MOSFET a IGBT
6.1 SYSTÉMOVÉ ŘEŠENÍ BUDICÍHO OBVODU
6.2 SOUČASNÝ PŘENOS INFORMACE I BUDICÍ ENERGIE MAGNETICKOU CESTOU
6.3. PŘENOS INFORMACE OPTICKOU CESTOU
6.4 GALVANICKY ODDĚLENÝ ZDROJ SEKUNDÁRNÍHO NAPÁJECÍHO NAPĚTÍ
6.5 „NÁBOJOVÁ PUMPA“ JAKO NÁHRADA GALVANICKY ODDĚLENÉHO NAPÁJECÍHO ZDROJE
6.6 PROFESIONÁLNÍ BUDIČE SEMIKRON A CONCEPT

Učební cíle

Studenti se seznámí s typickými elektronickými obvody v průmyslových aplikacích, zejména se zaměřením na řídicí techniku, elektrické pohony, měření a výkonovou elektroniku.

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

Účast na cvičení je povinná.

Základní literatura

Vorel P.: Řídicí členy v elektrických pohonech

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-MET , 3 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Osnova

1. Linearizaované modely bip. tranzistoru, zesilovací stupně SE, SB, SC
2. Důležitá zapojení s bipolárními a unipolárními tranzistory v nízkofrekvenční oblasti
3. Harmonické oscilátory
4. Stabilizátory stejnosměrného napětí a proudu
5. Transformátor - teoretický a praktický rozbor
6. Cívky, tlumivky - teoretický a praktický rozbor
7. Síťový usměrňovač se sběrným kondenzátorem, ss zdroje se síťovým transformátorem
8. Operační zesilovače - principy, vlastnosti, základní zapojení
9. Složitější obvody s operačními zesilovači
10. Čidla rychlosti, polohy, tlaku, teploty
11. Čidla proudu a napětí, jednoduchá měření kapacit, indukčností a odporů
12. Budiče výkonového tranzistoru s impulsním transformátorkem a s optočlenem
13. Pulsní šířková modulace, principy DC/DC měničů s napěťovým meziobvodem

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Osnova

1. Tranzistorový zesilovací stupeň SE a SC
2. Krystalové oscilátory
3. Bipolární tranzistor a tranzistor MOSFET ve spínacím režimu
4. Zdroj stejnosměrného napájecího napětí
5. Zapojení s operačními zesilovači
6. Indukční čidlo rychlosti
7. Budicí obvody výkonového spínacího tranzistoru MOSFET a IGBT - 1. část
8. Budicí obvody výkonového spínacího tranzistoru MOSFET a IGBT - 2. část
9. Použití komparátorů, PWM modulátor
10. Snižující měnič bez transformátoru
11. Zvyšující měnič bez transformátoru
12. Záložní zdroj 24V=/230V~, 600VA
13. Stejnosměrný pohon s kompenzací rychlosti

Elektronické učební texty

otázky ke zkoušce RNI
otazky 2022.doc 0.04 MB