Dynamika elektrických strojů (FSI-RDM)

Akademický rok 2022/2023
Garant: doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Dát studentům základní znalosti z elektromechanické přeměny energie, naučit je sestavit pohybové rovnice elektromechanických soustav a ukázat možnosti jejich řešení. Seznámit studenty s problematikou matematického popisu elektrických strojů a porozumění jejich funkčnímu principu.
Výstupy studia a kompetence:

Absolvent předmětu je schopen:
- vysvětlit princip elektromechanické přeměny energie,
- odvodit vztah pro sílu a moment lineární a nelineární elektromechanické soustavy s posuvným a otáčivým pohybem a řešit jednoduché příklady,
- sestavit dynamické rovnice libovolné elektromechanické soustavy,
- sestavit dynamické rovnice asynchronního a synchronního stroje,
- vysvětlit transformaci souřadnic,
- napsat pohybové rovnice stejnosměrných, asynchronních a synchronních a řešit přechodné jevy v elektrických strojích v programu Matlab Simulink.
Prerekvizity:
Student by měl být schopen:
- vysvětlit základní zákony elektromagnetismu, řešit stejnosměrné a střídavé obvody se soustředěnými parametry a obvody magnetické,
- derivovat funkce jedné a více proměnných včetně derivací parciálních,
- integrovat funkce jedné,
- řešit přechodné děje v lineárních a nelineárních obvodech v programu MATLAB Simulink,
- vysvětlit princip činnosti a vlastnosti elektromagnetu, transformátoru, asynchronního stroje, synchronního stroje a stejnosměrného stroje.
Obsah předmětu (anotace):

Základní pojmy elektromechanické přeměny energie. Soustavy s více budícími cívkami, s lineárním a otáčivým pohybem, dynamické rovnice elektromechanické soustavy. Matematický model  transformátoru, asynchronního stroje a synchronního stroje.
Metody vyučování:
Základní principy a teorie k předmětu Dynamika elektrických strojů je probíráná na přednáškách. Cvičení jsou zaměřena na praktické zvládnutí probírané látky.
Způsob a kritéria hodnocení:

Tři písemné testy po pěti bodech.
Pět mini projektů po jednom bodu.

Udělení zápočtu je podmíněno dosažením minimálně sedmi body z písemných testů.

Písemná závěrečná zkouška je za osmdesát bodů.

Celkem je možné dosáhnout sta bodů.

Pro udělení zkoušky student musí mít udělen zápočet a v součtu mít minimálně padesát bodů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je povinná.
Účast na cvičeních je nepovinná.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. povinná                  
    Cvičení  13 × 2 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Přednáška

  1. Úvod do elektromagnetických obvodů.

  2. Statická soustava dvou a více cívek, matematický model transformátoru.

  3. Náhradní zapojení transformátoru a jeho transformace. Identifikace elektrických parametrů.

  4. Trojfázový transformátor.

  5. Transformace souřadnic.

  6. Vznik síly a momentu v elektromagnetických obvodech, matematický model elektromagnetu.

  7. Pohyblivá soustava dvou a více cívek, matematický model resolveru.

  8. Matematický model rotačního transformátoru.

  9. Matematický model stejnosměrného stroje.

  10. Matematický model asynchronního stroje v přirozených souřadnicích.

  11. Matematický model asynchronního stroje v obecných rotujících souřadnicích.

  12. Matematický model synchronního stroje.

  13. Analýza ustáleného a dynamického chodu strojů.
    Cvičení

1. Výpočty a simulace elektromagnetických obvodů.
2. Výpočty a simulace elektromagnetických obvodů.
3. Výpočty a simulace elektromagnetických obvodů.
4. Simulace transformátoru.
5. Simulace trojfázového transformátoru.
6. Transformace souřadnic.
7. Výpočty a simulace elektromagnetu.
8. Simulace rotačního transformátoru.
9. Simulace resolveru.
10. Simulace stejnosměrného stroje.
11. Simulace asynchronního stroje.
12. Simulace asynchronního stroje.
13. Simulace synchronního stroje.
Literatura - základní:
1. Chee-Mun Ong: Dynamic Simulation of Electric Machinery
2. Majmudar, H.:Elektromechanical Enargy Conversion,England Allynana Bacon
3. Měřička, Zoubek:Obecná teorie elektrického stroje,SNTL Praha
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 4 Povinný 1 1 Z
N-MET-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 4 Povinný 2 1 Z