Detail předmětu
Teorie elektrických strojů
FEKT-MPC-TESAk. rok: 2025/2026
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
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
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.
- 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
Tři písemné testy po pěti bodech.
Pět mini projektů po jednom bodu.
Udělení zápočtu je podmíněno dosažením minimálně sedm bodů z písemných testů a odevzdáním pěti vypracovaných mini projektů.
Závěrečná zkouška je za osmdesát bodů, písemná část za třicet bodů a ústní část za padesát bodů.
Celkem je možné dosáhnout sta bodů.
Pro udělení zkoušky student musí mít udělen zápočet a v součtu mít minimálně padesát bodů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Pět mini projektů po jednom bodu.
Udělení zápočtu je podmíněno dosažením minimálně sedm bodů z písemných testů a odevzdáním pěti vypracovaných mini projektů.
Závěrečná zkouška je za osmdesát bodů, písemná část za třicet bodů a ústní část za padesát bodů.
Celkem je možné dosáhnout sta bodů.
Pro udělení zkoušky student musí mít udělen zápočet a v součtu mít minimálně padesát bodů.
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.
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)
T. A. Lipo, Analysis of Synchronous Machines, ISBN 9781138073074 (EN)
Valéria Hrabovcová. Pavol Rafajdus, Pavol Makyš, Analýza elektrických strojov, ISBN 978-80-554-1323-5 (SK)
T. A. Lipo, Analysis of Synchronous Machines, ISBN 9781138073074 (EN)
Valéria Hrabovcová. Pavol Rafajdus, Pavol Makyš, Analýza elektrických strojov, ISBN 978-80-554-1323-5 (SK)
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)
PATOČKA, Miroslav, 2011. Magnetické jevy a obvody ve výkonové elektronice, měřicí technice a silnoproudé elektrotechnice. V Brně: VUTIUM, 564 s. ISBN 978-80-214-4003-6. (CS)
PATOČKA, Miroslav, 2011. Magnetické jevy a obvody ve výkonové elektronice, měřicí technice a silnoproudé elektrotechnice. V Brně: VUTIUM, 564 s. ISBN 978-80-214-4003-6. (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
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.
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
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.
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.