Základy elektrických pohonů

Korekvizita:

Přednášející:

Pavel Kobrle

Cvičící:

Pavel Kobrle, Filipp Frolov, Jakub Zedník

Předmět zajišťuje:

katedra elektrických pohonů a trakce

Anotace:

Náplní předmětu je seznámení studentů se základními pojmy z oblasti elektrických pohonů a s bazální problematikou řešenou v rámci tohoto oboru. Po vysvětlení definice elektrického pohonu a objasnění funkce jeho stavebních bloků je vyložen postup návrhu dílčích komponent elektrického pohonu v závislosti na typických zátěžných protimomentech a dalších hlediscích. Dále je věnována pozornost základům řízení elektrických pohonů, a to jak logickému řízení, tak spojité i diskrétní regulaci, především pak vlastnostem a realizaci používaných regulátorů. Nakonec jsou probrány základní regulační struktury pohonů se stejnosměrnými a střídavými motory.

Požadavky:

Aktivní účast na cvičeních, předložení vlastních zpracování úloh, zpracovaná semestrální úloha dle požadavků.

Osnova přednášek:

1. Definice elektropohonu, jeho výhody a nevýhody, jejich třídění.

2. Řízení elektropohonů, základní pojmy, struktura logického řízení.

3. Spojitá regulace, přenosy, statické a dynamické chování regulační soustavy.

4. Přechod od analogového zpracování signálů k číslicovému, vzorkování v čase a kvantování v amplitudě. Důsledky vzorkování pro chování systému. Diferenční rovnice a číslicové regulační algoritmy.

5. Pohybová rovnice, moment motoru, moment zátěžný, moment dynamický, metody sestavování rovnic.

6. Rozbor provozních stavů. Elektromechanické přechodové děje.

7. Ztráty v elektropohonu, ustálený stav, přechodový děj, typy zatížení, dimenzování pohonů při proměnném zatížení.

8. Pohony se stejnosměrnými motory s cizím buzením, matematický model, bloková schémata řízení rychlosti, reverzační pohon.

9. Pohony se stejnosměrnými motory se sériovým buzením, matematický model, bloková schémata řízení rychlosti, trakční aplikace.

10. Pohony s asynchronními motory, transformace používaných systémů, matematický model, spouštění, brzdění.

11. Moderní způsoby řízení rychlosti asynchronních motorů, princip skalárního, vektorového a přímého řízení.

12. Pohony se synchronními motory, matematický model, spouštění, budicí systémy, řízení rychlosti synchronních motorů.

13. Pohony s motory s permanentními magnety, pohony s krokovými motory a se spínanými reluktančními motory.

14. Projektování pohonů, postup při výběru dodavatele. Uvádění pohonů do provozu. Princip a použití poměrných jednotek.

Osnova cvičení:

1. Seznámení s laboratoří pohonů, bezpečnostní předpisy. Kontaktové řízení elektrického pohonu, realizace na kontaktním přípravku.

2. Výpočet chování číslicové soustavy v časové a frekvenční oblasti.

3. Výpočet diferenčních rovnic PSD regulátoru.

4. Přechodné děje elektrických pohonů, měření časových konstant.

5. Měření momentu setrvačnosti a dynamické momentové charakteristiky asynchronního motoru.

6. Dimenzování - určení výkonu motoru při cyklickém zatěžování pohonu.

7. Stejnosměrný cize buzený motor napájený z tyristorového řízeného reverzačního usměrňovače - měření mechanické charakteristiky pohonu.

8. Analýza a výpočet chování stejnosměrného cize buzeného motoru při přechodných dějích.

9. Návrh regulátorů pohonu se stejnosměrným cize buzený motorem.

10. Různé způsoby rozběhu asynchronního motoru s rotorem nakrátko.

11. Řízení otáček asynchronního motoru frekvenčním měničem.

12. Synchronní ventilový pohon.

13. Měření na motoru s dvojím napájením.

14. Řízení servopohonu.

Cíle studia:

Studijní materiály:

[1] Kobrle, P., Pavelka, J.: Elektrické pohony a jejich řízení. Skripta ČVUT, 2019 (2016).

[2] Pavelka, J., Lettl, J., Hlinovský, V.: Cvičení z elektrických pohonů. Skripta ČVUT, 2007.

Poznámka:

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B1B14ZPO

Rozvrh na zimní semestr 2020/2021:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út	místnost T2:C3-340 Kobrle P. 11:00–12:30 (přednášková par. 1) Dejvice T2:C3-340
St	místnost T2:F1-10 Kobrle P. 07:30–09:00 (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice haly Laboratormístnost T2:F1-10 Zedník J. 12:45–14:15 (přednášková par. 1 paralelka 104) Dejvice haly Laboratormístnost T2:F1-10 Frolov F. 14:30–16:00 (přednášková par. 1 paralelka 105) Dejvice haly Laboratormístnost T2:F1-10 Frolov F. 16:15–17:45 (přednášková par. 1 paralelka 106) Dejvice haly Laborator místnost T2:F1-10 Kobrle P. 09:15–10:45 (přednášková par. 1 paralelka 102) Dejvice haly Laboratormístnost T2:F1-10 Zedník J. 11:00–12:30 (přednášková par. 1 paralelka 103) Dejvice haly Laborator
Čt
Pá	místnost T2:F1-10 Kobrle P. 09:15–10:45 (přednášková par. 1 paralelka 107) Dejvice haly Laborator

Rozvrh na letní semestr 2020/2021:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektrotechnika, energetika a management - Aplikovaná elektrotechnika 2016 (povinný předmět programu)
• Elektrotechnika, energetika a management - Elektrotechnika a management 2016 (povinný předmět programu)
• Elektrotechnika, energetika a management - před rozřazením do oborů (povinný předmět programu)
• Elektrotechnika, energetika a management - před rozřazením do specializací (povinný předmět programu)
• Elektrotechnika, energetika a management - Aplikovaná elektrotechnika 2018 (povinný předmět programu)
• Elektrotechnika, energetika a management - Elektrotechnika a management 2018 (povinný předmět programu)