energoelektroniczne układy napędowe

Politechnika Opolska
Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki
Karta Opisu Przedmiotu
Kierunek studiów
Profil kształcenia
Poziom studiów
Specjalność
Forma studiów
Semestr studiów
ELEKTROTECHNIKA
Ogólnoakademicki
Studia pierwszego stopnia
Nazwa przedmiotu
ENERGOELEKTRONICZNE UKŁADY NAPĘDOWE
Studia stacjonarne
VI
Nauki podst. (T/N)
N
Subject Title
Power-electronic driving systems
ECTS (pkt.)
Tryb zaliczenia przedmiotu
Kod przedmiotu
B9
5
Egzamin
Nazwy
Energoelektronika, Maszyny Elektryczne.
przedmiotów
1. Znajomość podstawowych układów energoelektronicznych.
Wiedza
2. Znajomość maszyn elektrycznych.
Wymagania
wstępne w
zakresie
przedmiotu
Umiejętności
Kompetencje
społeczne
1. Umiejętność posługiwania się dokumentacją techniczną.
Umiejętność posługiwania się schematami układów
2.
energoelektronicznych.
3. Umiejętność stosowania zasad bezpieczeństwa i higieny pracy.
1. Ma świadomość odpowiedzialności za własną pracę.
2. Potrafi pracować zespołowo.
Program przedmiotu
Forma zajęć
Wykład
Laboratorium
Liczba godzin zajęć w
semestrze
30
30
Prowadzący zajęcia
(tytuł/stopień naukowy, imię i nazwisko)
dr inż. Krzysztof Tomczewski
dr inż. Krzysztof Wróbel
Treści kształcenia
Sposób realizacji Wykład w sali komputerowej
Tematyka zajęć
Struktura klasycznych i energoelektronicznych układów napędowych. Porównanie
wybranych układów napędowych.
Modulacja szerokości impulsów i regulacja nadążna. Analogowe i cyfrowe metody
uzyskiwania sygnału PWM.
Typy obciążeń. Rodzaje pracy napędu. Dobór parametrów silnika i elementów
energoelektronicznych do układu napędowego. Obliczanie układu chłodzenia.
Obwody wejściowe i wyjściowe układów napędowych, filtry, układy zabezpieczeń.
Symbole stosowane na schematach.
Typowe zabezpieczenia układów napędowych: zwarciowe, cieplne, nadmiarowoprądowe, zanikowo-napięciowe.
Dobór sprzętu na podstawie danych katalogowych.
Wykład
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Układy napędowe z silnikami prądu stałego: rozwiązania układowe, zasada
działania, charakterystyki, zależność prędkości od współczynnika wypełnienia
PWM.
Układy napędowe z silnikami krokowymi: rozwiązania układowe, algorytmy
sterowania, charakterystyki, metody ograniczania prądu.
Czujniki położenia: wyznaczanie kierunku, położenia i prędkości. Komutatory
elektroniczne.
Napędy przełączalne z silnikami SRM i BLDC - budowa i charakterystyki. Algorytmy
zasilania.
Falowniki napięcia - budowa i zasada działania.
Liczba godzin
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
12.
Falowniki prądu - budowa i algorytmy sterowania.
2
13.
Sterowanie wektorowe silnika indukcyjnego - zasada i sposób realizacji.
2
14.
Sprzężenia zwrotne: sposób realizacji i wpływ na charakterystyki napędu. Praca
2
współbieżna napędów.
15.
Rozwiazania praktyczne: napęd pompy wodnej, napęd wentylatora, metody
2
regulacji wydajności.
Liczba godzin zajęć w semestrze
30
Sposoby sprawdzenia zamierzonych Egzamin ustny.
efektów kształcenia
Laboratorium
Sposób realizacji Realizacja ćwiczeń laboratoryjnych w grupach
Tematyka zajęć
Lp.
Liczba godzin
1.
Zajęcia wprowadzające. Omówienie regulaminu i zasad BHP.
2
2.
Energoelektroniczna kaskada podsynchroniczna.
2
3.
Badanie napędu z falownikiem Hitachi J300.
2
4.
Napęd z tyrystorowym układem rozruchowym.
2
5.
Falownikowy napęd pompy wodnej.
2
6.
Napęd falownikowy wentylatora.
2
7.
Sterowanie napędami centrali wentylacyjnej.
2
8.
Kolokwium.
2
9.
Przekaźnik programowalny LOGO! - zapoznanie z programowaniem przekaźnika,
3
układy start-stop, wybór kierunku pracy silnika.
10.
Przekaźnik programowalny LOGO! - programowanie z zastosowaniem elementów
2
zliczających - sterowanie sekwencyjne napędami taśmociągów.
11.
Przekaźnik programowalny LOGO! - programowanie z zastosowaniem elementów
3
czasowych, sterowanie silnikiem krokowym - algorytmy sterowania.
12.
Przekaźnik programowalny LOGO! - sterowanie prędkością silnika na podstawie
2
sygnałów analogowych.
13.
Kolokwium i termin odróbczy.
2
14.
Zaliczenie.
2
Liczba godzin zajęć w semestrze
30
Sposoby sprawdzenia zamierzonych Ocena realizacji ćwiczeń laboratoryjnych, sprawdzenie wiadomości w
formie pisemnej i ustnej.
efektów kształcenia
1. Zna zagadnienia dotyczące elektromechanicznego
przetwarzania energii. (W, L)
2. Zna charakterystyki i zasady doboru napędów elektrycznych.
(W, L)
Wiedza
3. Ma wiedzę z zakresu algorytmów sterowania stosowanych w
energoelektronicznych układach napędowych. (W)
Efekty kształcenia dla
przedmiotu - po
zakończonym cyklu
kształcenia
Umiejętności
Kompetencje
społeczne
1. Zna charakterystyki teoretyczne i potrafi eksperymentalnie
wyznaczać charakterystyki napędów. (W, L)
2. Potrafi korzystać z kart katalogowych i not aplikacyjnych
elementów układów napędowych. (W, L)
3. Potrafi dobrać napęd do zadanych charakterystyk obciążenia.
(W)
4. Potrafi stosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy. ( L)
1. Rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się z zakresu
nowych rozwiązań układów napędowych. (W, L)
2. Ma świadomość odpowiedzialności za własną pracę i jej
wpływu na realizację zadania przez zespół. (L)
Metody dydaktyczne:
Wykład z prezentacjami multimedialnymi. Praktyczna realizacja ćwiczeń laboratoryjnych.
Forma i warunki zaliczenia przedmiotu:
Zaliczenie wykładu na podstawie oceny stopnia opanowania materiału w formie pisemnej i ustnej oraz
ocena wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych.
Literatura podstawowa:
[1] BISZTYGA K.: Sterowanie i regulacja silników elektrycznych. WNT, Warszawa 1989.
[2] NOWAK M., BARLIK R.: Poradnik inżyniera energoelektronika. WNT, Warszawa 2008.
[3] WRÓBEL T.: Silniki skokowe. WNT, 1993.
[4] WACH P.: Dynamics and Control of Electrical Drives. Springer 2011.
[5] MOHAN N., UNDELAND T. M., ROBBINS W. P.: Power Electronics. Conwerters, Applications, and
Design. John Wiley $ Sons, Inc. 1995.
Literatura uzupełniająca:
[1] Katalogi producentów sprzętu elektrycznego.
______________
* niewłaściwe przekreślić
…………………………………………………..
……………………………………………………….
(kierownik jednostki organizacyjnej/bezpośredni przełożony:
(Dziekan Wydziału
pieczęć/podpis
pieczęć/podpis)