Elektrotechnika výrobních strojů (FSI-GEV)

Akademický rok 2019/2020
Garant: Ing. Rostislav Huzlík, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚVSSR všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je seznámit studenty se současným stavem a možnostmi, které poskytuje technika elektrických strojů pro aplikace ve výrobních strojích a zařízeních. Úkolem předmětu je dosažení základních znalostí na takové úrovni, aby studenti byli schopni aplikovat výše uvedená zařízení a jejich komponenty ve své profesi a orientovat se v široké tržní nabídce jednotlivých výrobců.
Výstupy studia a kompetence:
Získané znalosti a dovednosti umožňují studentům zvládnout na vysoké odborné úrovni konstrukční návrh současných výrobních strojů a zařízení.
Prerekvizity:
Diferenciální rovnice, Laplaceova transformace, základy dynamiky mechanizmů, základy teorie elektrických strojů a přístrojů, schémata a funkce měničů elektrické energie.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět seznamuje studenty se základní problematikou elektrického vybavení výrobních strojů a zařízení. Jedná se o všeobecné požadavky na elektrickou výzbroj výrobních strojů a výklad principů činnosti nejdůležitějších akčních členů pohonů vřeten a suportů (elektromagnetické prvky, statické a dynamické vlastnosti stejnosměrných motorů, motorů s elektronickou komutací, asynchronních, synchronních a krokových motorů, matematické modely, způsoby řízení a příslušné napájecí obvody). Studenti se též seznámí s metodikou vedené elektrotechnické dokumentace.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Dle možností budou pro studenty organizovány přednášky odborníků z praxe a exkurze do firem zabývajících se činnostmi souvisejícími s obsahem předmětu.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu:
1. Absolvování všech cvičení (100% účast), vypracování protokolů z laboratorních cvičení a splnění zadaných podmínek průběžné kontroly studia (konkretizace ve cvičení).
2. Zpracování zadané domácí práce.
Zkouška:
Zkouška je kombinovaná, má písemnou a ústní část a prověřuje komplexní znalosti studenta z předmětu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Kontrolovanou výukou je cvičení. Cvičení jsou povinná. Je kontrolována přítomnost na cvičení a je přezkušována úroveň znalostí formou řešení praktických úloh. Zameškanou výuku musí student absolvovat s jinou skupinou, nebo ve vyjímečných případech zadáním domácí práce na příslušné téma. Úroveň zpracování této práce je vyhodnocena vyučujícím.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Všeobecné požadavky na elektrickou výzbroj výrobních strojů a zařízení. Elektrické prvky na výrobních strojích. Napájecí soustavy
2. Dimenzování pohonů - třídy zatížení, výpočty
3. Spínání a jištění elektrických zařízení, kabeláž
4. Funkční bezpečnost, safety požadavky na pohony
5. Základní typy měničů pro řízení stejnosměrných i střídavých motorů a jejich možné varianty
6. EC motory a stejnosměrné motory - charakteristiky, vlastnosti, matematický popis
7. Asynchronní motor - vlastnosti, charakteristiky, matematický popis
8. Synchronní motor - vlastnosti, charakteristiky, reluktanční motory, matematický popis
9. Speciální motory - krokové motory, jednofázový stroj, lineární synchronní a asynchronní motor
10. Možnosti řízení pohonů (proudová, rychlostní, polohová regulace), řízení stejnosměrného motoru a EC motoru
11. Skalární řízení a vektorové řízení asynchronního motoru, Přímé řízení momentu.
12. Řízení synchronních motorů (vektorové, skalární)
13. Pravidla tvorby dokumentace a normativní požadavky na elektroinstalaci obráběcích strojů (bezpečnost, EMC apod.).
    Cvičení s počítačovou podporou 1. Návrh (výběr) vybraných motorů elektrických strojů při proměnném zatížení ekvivalentními metodami
2. Návrh pohonu pomocí softwaru
3. Kompletní návrh pohonu včetně volby všech komponent
4. Elektrická instalace pracovních strojů, elektrická instalace v průmyslových rozvodech, zásady vedení elektrotechnické dokumentace
5. Simulace elektrických pohonů - Simulink
6. Ukázka nastavení pohonů
Literatura - základní:
1. SOUČEK, Pavel. Servomechanismy ve výrobních strojích. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2004. ISBN 80-01-02902-6.
2. ZAHRADNÍK, Jiří. Elektrická výzbroj obráběcích strojů. V Plzni: Západočeská univerzita, 2006. ISBN 80-7043-494-5.
3. KOBRLE, Pavel a Jiří PAVELKA. Elektrické pohony a jejich řízení. 3. přepracované vydání. V Praze: České vysoké učení technické, 2016. ISBN 978-80-01-06007-0.
Literatura - doporučená:
4. DRURY, Bill. Control techniques drives and controls handbook, 2nd edition. IET, 2001.
5. PYRHONEN, Juha, Valeria HRABOVCOVÁ a Scott SEMKEN. Electrical machine drives control: an introduction. Chichester, West Sussex, United Kingdom: Wiley, 2016.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2I-P prezenční studium M-VSR Výrobní stroje, systémy a roboty P pro absolventy B-SSZ zá,zk 4 Povinný 2 1 L
M2I-P prezenční studium M-VSR Výrobní stroje, systémy a roboty -- zá,zk 4 Povinný 2 1 L