Detail předmětu

Elektrické pohony

FSI-RRYAk. rok: 2018/2019

Tento kurs seznamuje studenty s elektrickými motory malých výkonů , které mohou být používány v mechatronických systémech ve spojení s různými pracovními mechanismy (robotika, pracovni nářadí, automobilová technika, letecké a kosmické přístroje, audio-video technika, spotřební elektronika, PC a jejich periferní zařízení, lékařské přístroje atd.)
Pozornost je věnována jednotlivým typům motorků pracujících na elektromagnetickém i piezoprincipu (typy, funkce, vlastnosti, aplikace) a také elektronickým napájecím jednotkám, které tvoří nezbytnou součást řídící a regulační struktury.Teoretická část doplňuje jednotlivé kapitoly pouze v nezbytném rozsahu.Na přednášky navazují laboratorní cvičení, ve kterých si studenti ověřují teoretické poznatky.

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

Stejnosměrné motorky klasického provedení, stejnosměrné motorky s permanentními magnety a bezželezovým rotorem,střídavé jednofázové i vícefázové asynchronního a synchronního typu, krokové motory rotační i lineární,spínané reluktanční, piezomotorky.Měření základních parametrů , statických i dynamických charakteristik. Oživování ,nastavování,analýza vlastností ve statických i dynamických stavech na reálných mechatronických laboratorních funkčních vzorcích.

Prerekvizity

Základní znalosti elektrotechniky, mechaniky a laboratorních prací.

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

Průběžné hodnocení laboratorní i numerické výuky. Zkouška obsahuje písemnou i ústní část.

Učební cíle

Rozšířit vědomostí a dovedností studentů o oblast malých elektrických motorků použitelnou v rozličných aplikačních sférách svého oboru. Např. mohou využít získaných vědomostí pro řešení Semestrálního projektu, Diplomové práce ,Disertační práce a konečně pro své budoucí zaměstnání.

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

Účast na cvičení je povinná.

Základní literatura

Bose, B.,K a j.: Power Electronics and Variable Frequency Drives, , 0
Caha, Z., Černý, M.: Elektrické pohony SNTL Praha, 1990
Kubík, Z. a kol. : Teorie automatického řízení I., , 0
O. Kelly: Performance and Control of Electrical Machines, , 0
Pavelka, J., Čeřovský, Z., Javůrek, J.: Elektrické pohony, skripta ČVUT Praha, 1996

Doporučená literatura

Accarnley,P.: Stepping Motors -a quide to modern theory and practice . IEE Control Engineering Series 19,1984.
Stemme,O.,Wolf,.: Principles and properties of Highly Dynamic DC Miniature Motors. Interelectric AG,1994.
T.Kenjo.,A.Sugawara .: Stepping motors and their microprocessor controls. Second edition.Clarendon press,Oxford 2000.
Ueha,Tomikawa, Kurosawa,Nakamura.:Ultrasonic motors - Theory and Applications.
W.H.Yeadon,A.W.Yeadon.:Handbook of Small Electric Motors. McGraw Hill, 2004
www.maxonmotor.com
www.minimotor.ch

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

Ing. Dalibor Červinka, Ph.D.

Osnova

Standardní typ výuky je doplňovaný odbornými exkurzemi.
1. Úvod, obsah, odkazy na studijní literaturu a zdroje,základní pojmy.
2. Ztráty a oteplení elektrického stroje,druhy zátěže, dimenzování stroje.
3. Elektromechanické uzly mikropohonu.
4. Miniaturní DC motorky v klasickém provedení a se samonosným vinutím s permanentními magnety.
5. DS motorky s válcovým a diskovým rotorem.
6. Regulace proudu, rychlosti a polohy mikropohonů.
7. Elektronicky komutované ( DC bezkartáčové) motorky.
8. Krokové motorky, řídící obvody, přesné polohování se zátěží.
9. Spínané reluktanční motorky v sestavě pohonů.
10.Typy piezomotorů , funkce a jejich použití.
11.Typy, funkce a charakteristiky AC motorků malých výkonů.
12.Speciální provedení,čidla, regulační obvody /Integrované obvody, převodovky.
13.Nové trendy ve vývoji malých motorků a mikropohonů, aplikační oblasti.

Cvičení s počítačovou podporou

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Ondřej Rubeš, Ph.D.
Ing. Zdeněk Feiler
Ing. Dalibor Červinka, Ph.D.
Ing. Marek Toman, Ph.D.
Ing. Jan Knobloch, Ph.D.

Osnova

Cvičení je laboratorního typu na funkčních vzorcích obsahujících elektronické řídící i regulační systémy ve spojení s PC.
1. Úvod,laboratorní bezpečností předpisy, laboratorní přístroje.
2. Řešení zjednodušených pohybových rovnic, oteplení stroje.
3. Měření momentu setrvačnosti malých rotorků.
4. Měření rychlosti, momentu a polohy na hřídeli motorku.
5. Statické a dynamické charakteristiky malých DC motorků.
6. Jednotka PCU 2000 - servopohon s DC motorkem s permanentním magnetem.
7. Krokový motor, měření parametrů motorku a polohování.
8. Třífázový krokový motor v lineárním a rotačním provedení.
9. Dynamické vlastnosti Spínaného reluktančního motoru.
10.Sestavení programu pohybu rotoru mikropohonu a jeho ověření na PCU 2000.
11.Piezomotor v lineárním a rotačním provedení - charakteristiky.
12.Optimalizace parametrů PID regultoru servopohonu.
13.Vlastnosti motorků při změnách jejich parametrů -aplikace Bifurační analýzy.