Detail předmětu

Theory of Electrical Machines

FEKT-MPA-TESAk. rok: 2024/2025

Základní pojmy elektromechanické přeměny energie. Soustavy s více budícími cívkami, s lineárním a otáčivým pohybem, dynamické rovnice elektromechanické soustavy. Matematický model asynchronního stroje, synchronního stroje a reluktančního stroje.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky (UVEE)

Vstupní znalosti

Student by měl být schopen:
- vysvětlit základní zákony elektromagnetismu, řešit stejnosměrné a střídavé obvody se soustředěnými parametry a obvody magnetické,
- derivovat funkce jedné a více proměnných včetně derivací parciálních,
- integrovat funkce jedné,
- řešit přechodné děje v lineárních a nelineárních obvodech v programu MATLAB Simulink,
- vysvětlit princip činnosti a vlastnosti elektromagnetu, transformátoru, asynchronního stroje, synchronního stroje a stejnosměrného stroje.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnoceny jsou kontrolní testy a ústní zkouška s písemnou přípravou
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Dát studentům základní znalosti z elektromechanické přeměny energie, naučit je sestavit pohybové rovnice elektromechanických soustav a ukázat možnosti jejich řešení. Seznámit studenty s problematikou matematického popisu elektrických strojů a porozumění jejich funkčnímu principu.
Absolvent předmětu je schopen:
- vysvětlit princip elektromechanické přeměny energie,
- odvodit vztah pro sílu a moment lineární a nelineární elektromechanické soustavy s posuvným a otáčivým pohybem a řešit jednoduché příklady,
- sestavit dynamické rovnice libovolné elektromechanické soustavy,
- sestavit dynamické rovnice asynchronního a synchronního stroje,
- vysvětlit transformaci souřadnic,
- napsat pohybové rovnice stejnosměrných, asynchronních, synchronních a reluktančních strojů a řešit přechodné jevy v elektrických strojích v programu Matlab Simulink.

Základní literatura

HERBERT H. WOODSON a JAMES R. MELCHER., 1968. Electromechanical dynamics. New York: Wiley. ISBN 04-719-5985-5. (EN)
Hrabovcová,Rafajdus,Franko,Hudák, Meranie a modelovanie elektrických strojov, ISBN 978-80-554-0852 (EN)
John Chiasson, Modeling and High Performance Control of Electric Machines, ISBN 9780471684497 (EN)
Krause Paul, Wasynczuk Oleg, Analysis of Electric Machinery and Drive Systems, Third Edition, ISBN 9781118024294 (EN)
Scott D. Sudhoff, Power Magnetic Devices: A Multi-Objective Design Approach, ISBN 978-1-118-48999-4 (EN)

Doporučená literatura

ONG, Chee-Mun., 1998. Dynamic simulation of electric machinery: using MATLAB/SIMULINK. 1. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall PTR. ISBN 01-372-3785-5. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-EEN magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do elektromagnetických obvodů.
2. Statická soustava dvou a více cívek, matematický model transformátoru.
3. Náhradní zapojení transformátoru a jeho transformace. Identifikace elektrických parametrů.
4. Trojfázový transformátor.
5. Transformace souřadnic.
6. Vznik síly a momentu v elektromagnetických obvodech, matematický model elektromagnetu.
7. Pohyblivá soustava dvou a více cívek, matematický model resolveru.
8. Matematický model rotačního transformátoru.
9. Matematický model stejnosměrného stroje.
10. Matematický model asynchronního stroje v přirozených souřadnicích.
11. Matematický model asynchronního stroje v obecných rotujících souřadnicích.
12. Matematický model synchronního stroje.
13. Analýza ustáleného a dynamického chodu strojů. 

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D.

Osnova

1. Výpočty a simulace elektromagnetických obvodů.
2. Výpočty a simulace elektromagnetických obvodů.
3. Výpočty a simulace elektromagnetických obvodů.
4. Simulace transformátoru.
5. Simulace trojfázového transformátoru.
6. Transformace souřadnic.
7. Výpočty a simulace elektromagnetu.
8. Simulace rotačního transformátoru.
9. Simulace resolveru.
10. Simulace stejnosměrného stroje.
11. Simulace asynchronního stroje.
12. Simulace asynchronního stroje.
13. Simulace synchronního stroje.