Detail předmětu

Elektrické pohony

FSI-VAPAk. rok: 2025/2026

Předmět je zaměřen na problematiku elektrických pohonů v automatizaci. Pozornost je soustředěna nejprve na moderní polovodičové prvky používané v elektronice (měniče) u elektrických pohonů. Dále je definován elektrický pohon, je probrána mechanika, oteplování a energetika elektrických pohonů. Značný prostor je věnován řízení a regulaci elektrických pohonů. Zde se využívá základních znalostí z předmětů, které byly vyučovány dříve a které se rozvíjí v teoretické i praktické rovině směrem k problematice elektrických pohonů. Následně jsou řešeny základní vlastnosti jednotlivých elektrických pohonů. Jedná se o pohony se stejnosměrnými motory, s motory asynchronními a synchronními. Student získá také vědomosti o pohonech se speciálními motory, konkrétně motory krokovými a lineárními. Značný důraz je věnován popisu matematických a simulačních modelů motorů a pohonů i rozboru kaskádní regulační struktury. Součástí teoretických znalostí je i praktické ověření vybraných vlastností pohonů v laboratorním cvičení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky (ÚAI)

Vstupní znalosti

Předpokládají se znalosti z matematiky, fyziky, elektrotechniky, mechaniky a základů automatického řízení, a to na úrovni dosud absolvovaných předmětů vysokoškolského studia.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Laboratorní cvičení je ukončeno zápočtem (je udělován ve 13. výukovém týdnu). K jeho získání se požaduje 100% účast na cvičení, aktivita na cvičení a vypracování, odevzdání a učitelem uznání protokolů (zpráv) ze všech určených laboratorních cvičení. V případě nepřítomnosti studenta na cvičení, je nutné chybějící cvičení nahradit. Způsob náhrady určí vyučující nebo garant předmětu. Další podrobnosti jsou studentům sděleny a vysvětleny na začátku semestru. Získání zápočtu je nutnou podmínkou k účasti na zkoušce. Zkouška se skládá z písemné části a následně ústního pohovoru. V písemné části student zpracuje pět zadaných otázek. V ústní části je prověřována orientace ve studované problematice. Hodnocení písemné části, ústní části i celkové hodnocení zkoušky je dáno klasifikační stupnicí dle ECTS.

Učební cíle

Cílem předmětu je získání teoretických i praktických znalostí a zkušeností z problematiky elektrických pohonů. Uvedené je doplněním dříve absolvovaných předmětů obecného charakteru, které jsou rozšiřovány směrem k využití v automatizaci a informatice. Student získá ve smyslu uvedené anotace a osnovy rozsáhlé komplexní znalosti z oblasti elektrických pohonů, které mu umožní se v průmyslové strojírenské a elektrotechnické praxi erudovaně zapojit do řešení různých technických problémů.



Základní literatura

KOBRLE, Pavel a PAVELKA,Jiří. Elektrické pohony a jejich řízení. Dotisk 3. vydání Praha: Česká technika - nakladatelství ČVUT, Praha. 2019. 200 s. ISBN 978-80-01-06007-0. (CS)
LETTL, Jiří, PAVELKA, Jiří a BAUER, Jan. Výkonová elektronika. Praha - Česká technika - nakladatelství ČVUT Praha, 2019. 228 s. ISBN 978-80-01-06514-3. (CS)
BOLDEA, Ion and Nasar S.A. Electric Drives. Third edition. Boca Raton: Taylor § Francis, CRC Press, 2016. 650 p. ISBN 9781498748209.  (EN)
MELKEBEEK, Jan A. Electrical Machines and Drives. Springer International Publishing AG, 2018. 733 p. ISSN 1612-1287. (EN)
WEIDAUER, J. and MESSER. R. Electrical Drives. Principles. Planning. Applications. Solutions. Siemens Aktiengesellschaft, Berlin. 396 p. ISBN : 978-3- 89578-434-7.  (EN)

Doporučená literatura

BOLTON, William Mechatronics: electronic control systems in mechanical and electrical engineering, UK, 2019. 669 p. ISBN 978-1-292-25099-1. (EN)
Dokumentace k simulačnímu prostředí Multisim 7. Dostupné z internetu v počítačové učebně ÚAI FSI VUT Brno.
KUS, Václav. Elektrické pohony a výkonová elektronika. 2. vydání Plzeň: Polypress s.r.o Karlovy Vary, 2016. 181 s. ISBN 978-80-261-0639-5. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-AIŘ-P magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.

Osnova

  1. Prvky elektronických obvodů, moderní elektronické prvky používané v elektrických pohonech.
  2. Základní polovodičové měniče. Rozdělení. Usměrňovače.
  3. Pulzní měniče. Střídače.
  4. Měniče kmitočtu. Mikroprocesorové řídicí systémy.
  5. Definice elektrického pohonu. Výhody a nevýhody. Druhy poháněných pracovních strojů.
  6. Kinematika a mechanika elektrických pohonů. Oteplování a energetika elektrických pohonů.
  7. Řízení elektrických pohonů, analýza regulačních soustav.
  8. Pohony se stejnosměrnými motory a motory s permanentními magnety. Regulované pohony.
  9. Pohony s asynchronními motory.
  10. Pohony se synchronními motory.
  11. Speciální typy elektrických pohonů. Krokové motory.
  12. Pohony s lineárními motory. Mechanické součásti elektropohonů.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.

Osnova

  1. Moderní elektronické prvky pro řízení a regulaci.
  2. Návrh a analýza síťového zdroje stejnosměrného napětí.
  3. Dvoupolohová regulace.
  4. Regulátory s impulzním výstupem.
  5. PID regulátor s operačními zesilovači.
  6. Regulace otáček stejnosměrného motoru, regulátorem je PLC.
  7. Řízený pohon s asynchronním motorem (frekvenční měnič, PLC, operátorský panel)
  8. Lineární řízení s enkodérem (Maxon).
  9. Lineární řízení s koncovými spínači.
  10. Řízení otáček pohonu s enkodérem.
  11. Matlab – Simulink, knihovní funkce, vybrané modely, praktické reálné příklady.
  12. Matlab -Simulink model stejnosměrného stroje s cizím buzením i permanentními magnety, model proudové smyčky stejnosměrného motoru s měničem, zpětnovazební model nadřazené otáčkové smyčky.