Detail předmětu

Theory of Electrical Machines

FEKT-MPA-TESAk. rok: 2020/2021

Základní pojmy elektromechanické přeměny energie. Soustavy s více budícími cívkami, s lineárním a otáčivým pohybem, dynamické rovnice elektromechanické soustavy. Matematický model asynchronního stroje, synchronního stroje a reluktančního stroje.

Výsledky učení předmětu

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, synchronních a reluktančních 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, - 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.

Doporučená nebo povinná literatura

HERBERT H. WOODSON a JAMES R. MELCHER., 1968. Electromechanical dynamics. New York: Wiley. ISBN 04-719-5985-5. (EN)
ONG, Chee-Mun., 1998. Dynamic simulation of electric machinery: using MATLAB/SIMULINK. 1. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall PTR. ISBN 01-372-3785-5. (EN)
PAUL KRAUSE, Oleg Wasynczuk, 2012. Analysis of electric machinery and drive systems. 3. ed. Hoboken, N.J: Wiley. ISBN 11-180-2429-X. (EN)
SUDHOFF, Scott D. Power magnetic devices: a multi-objective design approach. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, [2014]. ISBN 9781118489994. (EN)

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

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Hodnoceny jsou kontrolní testy a ústní zkouška s písemnou přípravou

Jazyk výuky

angličtina

Osnovy výuky

Přednášky:
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. Vznik síly a momentu v elektromagnetických obvodech, matematický model elektromagnetu.
5. Pohyblivá soustava dvou a více cívek, matematický model resolveru.
6. Matematický model stejnosměrného stroje.
7. Matematický model asynchronního stroje v přirozených souřadnicích.
8. Transformace souřadnic.
9. Matematický model asynchronního stroje v obecných rotujících souřadnicích.
10. Analýza ustáleného a dynamického chodu asynchronního stroje.
11. Matematický model synchronního stroje.
12. Analýza ustáleného a dynamického chodu synchronního stroje.
13. Matematický model reluktančního stroje.

Počítačová a numerická cvičení:
1. Výpočty magnetických obvodů.
2. Měření a simulace transformátoru.
3. Výpočty a simulace elektromagnetu.
4. Simulace resolveru
5. Simulace asynchronního stroje.
6. Simulace synchronního stroje.
7. Simulace reluktančního stroje.

Cíl

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.

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 MPA-EEN magisterský navazující, 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor