Elektrické pohony (FSI-VAP)

Cílem předmětu je získání teoretických i praktických znalostí a zkušeností z problematiky elektrických pohonů. Uvedené je doplněním dříve absolvovaných předmětů obecného charakteru, které jsou rozšiřovány směrem k využití v automatizaci a informatice. Student získá ve smyslu uvedené anotace a osnovy rozsáhlé komplexní znalosti z oblasti elektrických pohonů, které mu umožní se v průmyslové strojírenské a elektrotechnické praxi erudovaně zapojit do řešení různých technických problémů.

Předpokládají se znalosti z matematiky, fyziky, elektrotechniky, mechaniky a základů automatického řízení, a to na úrovni dosud absolvovaných předmětů vysokoškolského studia.

Předmět je zaměřen na problematiku elektrických pohonů v automatizaci. Pozornost je soustředěna nejprve na moderní polovodičové prvky používané v elektronice (měniče) u elektrických pohonů. Dále je definován elektrický pohon, je probrána mechanika, oteplování a energetika elektrických pohonů. Značný prostor je věnován řízení a regulaci elektrických pohonů. Zde se využívá základních znalostí z předmětů, které byly vyučovány dříve a které se rozvíjí v teoretické i praktické rovině směrem k problematice elektrických pohonů. Následně jsou řešeny základní vlastnosti jednotlivých elektrických pohonů. Jedná se o pohony se stejnosměrnými motory, s motory asynchronními a synchronními. Student získá také vědomosti o pohonech se speciálními motory, konkrétně motory krokovými a lineárními. Značný důraz je věnován popisu matematických a simulačních modelů motorů a pohonů i rozboru kaskádní regulační struktury. Součástí teoretických znalostí je i praktické ověření vybraných vlastností pohonů v laboratorním cvičení.

Laboratorní cvičení je ukončeno zápočtem (je udělován ve 13. výukovém týdnu). K jeho získání se požaduje 100% účast na cvičení, aktivita na cvičení a vypracování, odevzdání a učitelem uznání protokolů (zpráv) ze všech určených laboratorních cvičení. V případě nepřítomnosti studenta na cvičení, je nutné chybějící cvičení nahradit. Způsob náhrady určí vyučující nebo garant předmětu. Další podrobnosti jsou studentům sděleny a vysvětleny na začátku semestru. Získání zápočtu je nutnou podmínkou k účasti na zkoušce. Zkouška se skládá z písemné části a následně ústního pohovoru. V písemné části student zpracuje pět zadaných otázek. V ústní části je prověřována orientace ve studované problematice. Hodnocení písemné části, ústní části i celkové hodnocení zkoušky je dáno klasifikační stupnicí dle ECTS.

1. Prvky elektronických obvodů, moderní elektronické prvky používané v elektrických pohonech.


2. Základní polovodičové měniče. Rozdělení. Usměrňovače.


3. Pulzní měniče. Střídače.


4. Měniče kmitočtu. Mikroprocesorové řídicí systémy.


5. Definice elektrického pohonu. Výhody a nevýhody. Druhy poháněných pracovních strojů.


6. Kinematika a mechanika elektrických pohonů. Oteplování a energetika elektrických pohonů.


7. Řízení elektrických pohonů, analýza regulačních soustav.


8. Pohony se stejnosměrnými motory a motory s permanentními magnety. Regulované pohony.


9. Pohony s asynchronními motory.


10. Pohony se synchronními motory.


11. Speciální typy elektrických pohonů. Krokové motory.


12. Pohony s lineárními motory. Mechanické součásti elektropohonů.

1. Moderní elektronické prvky pro řízení a regulaci.


2. Návrh a analýza síťového zdroje stejnosměrného napětí.


3. Dvoupolohová regulace.


4. Regulátory s impulzním výstupem.


5. PID regulátor s operačními zesilovači.


6. Regulace otáček stejnosměrného motoru, regulátorem je PLC.


7. Řízený pohon s asynchronním motorem (frekvenční měnič, PLC, operátorský panel)


8. Lineární řízení s enkodérem (Maxon).


9. Lineární řízení s koncovými spínači.


10. Řízení otáček pohonu s enkodérem.


11. Matlab – Simulink, knihovní funkce, vybrané modely, praktické reálné příklady.


12. Matlab -Simulink model stejnosměrného stroje s cizím buzením i permanentními magnety, model proudové smyčky stejnosměrného motoru s měničem, zpětnovazební model nadřazené otáčkové smyčky.