Detail předmětu

Dynamika elektromechanických soustav

FEKT-MDESAk. rok: 2018/2019

Základní pojmy elektromechanické přeměny energie. Soustavy s více budícími cívkami, s lineárním a otáčivým pohybem, dynamické rovnice elektromech. soustavy. Variační princip. Teorie obecného el. stroje, jeho základní rovnice a jejich lineárni transformace, matematické modely točivých strojů. Matematický model synchronního generátoru, základní vlastnosti energetické sítě, vzájemná interakce generátoru a sítě, vliv zkratu v energetické síti,dynamika generátoru a sitě..

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- vysvětlit princip elektromechanické přeměny energie,
- vysvětlit princip akumulace elektrické a magnetické energie,
- vysvětlit pojmy energie a koenergie soustavy,
- vysvětlit pojmy konzervativní a nekonzervativní soustava,
- odvodit vztah pro sílu a moment lineární a nelineární elektromechanické soustavy s posuvným a otáčivým pohybem a řešit jednoduché příklady,
- sestavit dynamické rovnice elektromechanické soustavy,
- popsat a vysvětlit teorii obecného elektrického stroje, sestavit dynamické rovnice pro popis obecného stroje,
- vysvětlit transformaci souřadnic,
- napsat pohybové rovnice asynchronních, synchronních a stejnosměrných strojů 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 a více proměnných, - řešit přechodné děje v lineárních a nelineárních obvodech v programu Matlab, Simulink, - vysvětlit primcip činnosti a vlastnosti elektromagnetu, transformátoru, asynchronního stroje, synchronního stroje a stejnosměrného stroje.

Doporučená nebo povinná literatura

Měřička, Zoubek:Obecná teorie elektrického stroje,SNTL Praha
Majmudar, H.:Elektromechanical Enargy Conversion,England Allynana Bacon
Chee-Mun Ong: Dynamic Simulation of Electric Machinery

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Kontrolní testy během semestru za 20 bodů, Hodnocení simulačních úloh 15 bodů
Závěrečná zkouška 65 bodů

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

Přednášky:
Základní zákony elektromechanické přeměny energie, zákon zachování energie.
Stavová funkce, soustavy s jednou a více budícími cívkami.
Dynamické rovnice elektromechanické soustavy.
Lagrangeova rovnice. Hamiltonův princip.
Obecný elektrický stroj. Základní rovnice.
Stejnosměrný stroj jako zvláštní případ obecného stroje.
Transformace souřadnic.
Synchronní stroj. Matematické vyjádření vlastních a vzájemných indukčností.
Transformace souřadnic a,b,c na d,q,0, zpětná transformace.
Dynamické rovnice v transformovaných souřadnicích. Přechodné jevy soustavy synchronní stroj energetická síť.
Transformace souřadnic asynchronního stroje. Matematický model v libovolných d,q,0 souřadnicích.
Matematický model v ustáleném a přechodovém režimu.
Matematický model a simulace transformátorů.

Počítačová cvičení:
Simulační software Matlab. Základní instrukce. Princip řešení elektrických obvodů.
Sestavení programu pro řešení diferenciálních rovnic. Simulace přechodových dějů stejnosměrného stroje s cizím buzením.
Simulace stejnosměrného stroje s elektromagnetickým buzením, vliv nelinearity magnetického obvodu.
Dynamické rovnice elektromagnetu. Stejnosměrný elektromagnet, elektromagnet napájený z usměrňovače.
Individuální projekt.

Cíl

Dát studentům základní znalosti z elektromechanické přeměny energie, naučit je sestavit pohybové rovnice elektromechanických soustav a ukázat možnosti řešení na PC. Seznámit studenty s problematikou obecné teorie elektrických strojů a s významem transformace souřadnic.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-SVE , 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný
    obor M1-EEN , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, volitelný mimooborový
    obor M1-KAM , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, volitelný mimooborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor