Elektrické pohony (FSI-RRY)

Akademický rok 2018/2019
Garant: doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Rozšířit vědomostí a dovedností studentů o oblast malých elektrických motorků použitelnou v rozličných aplikačních sférách svého oboru. Např. mohou využít získaných vědomostí pro řešení Semestrálního projektu, Diplomové práce ,Disertační práce a konečně pro své budoucí zaměstnání.
Výstupy studia a kompetence:
Stejnosměrné motorky klasického provedení, stejnosměrné motorky s permanentními magnety a bezželezovým rotorem,střídavé jednofázové i vícefázové asynchronního a synchronního typu, krokové motory rotační i lineární,spínané reluktanční, piezomotorky.Měření základních parametrů , statických i dynamických charakteristik. Oživování ,nastavování,analýza vlastností ve statických i dynamických stavech na reálných mechatronických laboratorních funkčních vzorcích.
Prerekvizity:
Základní znalosti elektrotechniky, mechaniky a laboratorních prací.
Obsah předmětu (anotace):
Tento kurs seznamuje studenty s elektrickými motory malých výkonů , které mohou být používány v mechatronických systémech ve spojení s různými pracovními mechanismy (robotika, pracovni nářadí, automobilová technika, letecké a kosmické přístroje, audio-video technika, spotřební elektronika, PC a jejich periferní zařízení, lékařské přístroje atd.)
Pozornost je věnována jednotlivým typům motorků pracujících na elektromagnetickém i piezoprincipu (typy, funkce, vlastnosti, aplikace) a také elektronickým napájecím jednotkám, které tvoří nezbytnou součást řídící a regulační struktury.Teoretická část doplňuje jednotlivé kapitoly pouze v nezbytném rozsahu.Na přednášky navazují laboratorní cvičení, ve kterých si studenti ověřují teoretické poznatky.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Průběžné hodnocení laboratorní i numerické výuky. Zkouška obsahuje písemnou i ústní část.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičení je povinná.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Standardní typ výuky je doplňovaný odbornými exkurzemi.
1. Úvod, obsah, odkazy na studijní literaturu a zdroje,základní pojmy.
2. Ztráty a oteplení elektrického stroje,druhy zátěže, dimenzování stroje.
3. Elektromechanické uzly mikropohonu.
4. Miniaturní DC motorky v klasickém provedení a se samonosným vinutím s permanentními magnety.
5. DS motorky s válcovým a diskovým rotorem.
6. Regulace proudu, rychlosti a polohy mikropohonů.
7. Elektronicky komutované ( DC bezkartáčové) motorky.
8. Krokové motorky, řídící obvody, přesné polohování se zátěží.
9. Spínané reluktanční motorky v sestavě pohonů.
10.Typy piezomotorů , funkce a jejich použití.
11.Typy, funkce a charakteristiky AC motorků malých výkonů.
12.Speciální provedení,čidla, regulační obvody /Integrované obvody, převodovky.
13.Nové trendy ve vývoji malých motorků a mikropohonů, aplikační oblasti.
    Cvičení s počítačovou podporou Cvičení je laboratorního typu na funkčních vzorcích obsahujících elektronické řídící i regulační systémy ve spojení s PC.
1. Úvod,laboratorní bezpečností předpisy, laboratorní přístroje.
2. Řešení zjednodušených pohybových rovnic, oteplení stroje.
3. Měření momentu setrvačnosti malých rotorků.
4. Měření rychlosti, momentu a polohy na hřídeli motorku.
5. Statické a dynamické charakteristiky malých DC motorků.
6. Jednotka PCU 2000 - servopohon s DC motorkem s permanentním magnetem.
7. Krokový motor, měření parametrů motorku a polohování.
8. Třífázový krokový motor v lineárním a rotačním provedení.
9. Dynamické vlastnosti Spínaného reluktančního motoru.
10.Sestavení programu pohybu rotoru mikropohonu a jeho ověření na PCU 2000.
11.Piezomotor v lineárním a rotačním provedení - charakteristiky.
12.Optimalizace parametrů PID regultoru servopohonu.
13.Vlastnosti motorků při změnách jejich parametrů -aplikace Bifurační analýzy.
Literatura - základní:
1. O. Kelly: Performance and Control of Electrical Machines, , 0
2. Pavelka, J., Čeřovský, Z., Javůrek, J.: Elektrické pohony, skripta ČVUT Praha, 1996
3. Bose, B.,K a j.: Power Electronics and Variable Frequency Drives, , 0
4. Kubík, Z. a kol. : Teorie automatického řízení I., , 0
5. Caha, Z., Černý, M.: Elektrické pohony SNTL Praha, 1990
Literatura - doporučená:
1. Stemme,O.,Wolf,.: Principles and properties of Highly Dynamic DC Miniature Motors. Interelectric AG,1994.
2. Accarnley,P.: Stepping Motors -a quide to modern theory and practice . IEE Control Engineering Series 19,1984.
3. T.Kenjo.,A.Sugawara .: Stepping motors and their microprocessor controls. Second edition.Clarendon press,Oxford 2000.
4. W.H.Yeadon,A.W.Yeadon.:Handbook of Small Electric Motors. McGraw Hill, 2004
5. Ueha,Tomikawa, Kurosawa,Nakamura.:Ultrasonic motors - Theory and Applications.
6. www.maxonmotor.com
7. www.minimotor.ch
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B3A-P prezenční studium B-MET Mechatronika -- zá,zk 5 Povinný 1 3 L