Detail předmětu

Aplikovaná elektronika a elektrické pohony

FSI-VAPAk. rok: 2021/2022

Předmět je zaměřen na specifickou problematiku zaměřenou na využití elektroniky a elektrických pohonů pro účely automatického řízení a informatiky. Jedná se především o pasivní elektronické prvky, diskrétní polovodičové prvky, operační zesilovače, integrované obvody pro číslicovou techniku, zdroje stejnosměrného napětí a elektronické obvody pro automatizaci. Je rovněž řešena problematika elektrických pohonů s důrazem na mechaniku, energetiku a ztráty elektrických pohonů. Zvláštní pozornost je věnována řízení elektrických pohonů a analýze regulačních soustav. Je také proveden popis a rozbor vlastností jednotlivých pohonů, např. se jedná o pohony se stejnosměrnými motory, motory asynchronními, synchronními a i speciálním typům elektrických pohonů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky (ÚAI)

Výsledky učení předmětu

Student získá ve smyslu uvedené anotace a osnovy rozsáhlé komplexní znalosti z oblasti elektroniky a elektrických pohonů, které mu umožní se v průmyslové strojírenské a elektrotechnické praxi erudovaně zapojit do řešení různých technických problémů.

Prerekvizity

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

Korekvizity

Nejsou žádné požadovány.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením, kde se prakticky ověřují získané teoretické znalosti z přednášek. 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

Předmět se skládá ze cvičení a přednášek. Cvičení jsou povinná. Cvičení je ukončeno zápočtem (je udělován ve 13. výukovém týdnu). K jeho získání je nutná 100% účast na cvičení, aktivita na cvičení a vypracování a odevzdání a učitelem uznání protokolů ze všech předepsaných laboratorních cvičení. Další podrobnosti jsou studentům sděleny na začátku semestru.
Zkouška je realizována písemným testem a ústní zkouškou. Hodnocení výsledku zkoušky je dáno klasifikační stupnicí dle ECTS.

Pracovní stáže

Nepředpokládá se realizace pracovních stáží.

Učební cíle

Cílem předmětu je získání teoretických i praktických znalostí a zkušeností z aplikované elektroniky a elektrických pohonů. Uvedené je doplněním dříve absolvovaných předmětů obecného charakteru, které jsou rozšiřovány směrem k využití v automatizaci a informatice.

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

Výuka je kontrolována ve cvičeních z hlediska účasti a aktivity. Předpokládá se 100% účast na cvičeních, v případě nepřítomnosti je student povinen výuku nahradit, způsob náhrady určí vyučující.

Doporučené volitelné složky programu

V případě možnosti lze doplnit výuku exkurzí do vybraných průmyslových firem nebo přednáškou pozvaných odborníků z praxe.

Základní literatura

NĚMEC, Z.: Aplikovaná elektronika. Studijní opora pro obor Aplikovaná informatika a řízení. VUT Brno, FSI, ÚAI. 2016. (CS)
KOBRLE, Pavel a PAVELKA,Jiří. Elektrické pohony a jejich řízení. Dotisk 3. vydání Praha: Česká technika - nakladatelství ČVUT, Praha. 2019. 200 s. ISBN 978-80-01-06007-0. (CS)
LETTL, Jiří, PAVELKA, Jiří a BAUER, Jan. Výkonová elektronika. Praha - Česká technika - nakladatelství ČVUT Praha, 2019. 228 s. ISBN 978-80-01-06514-3. (CS)
SCHERZ, Paul and MONT, Simon. Practical Electronics for Invertors. Fourt Edition. McGraw – Hill New York , Education , 2020. 1027 p. ISBN 978-1-25-958754-2. (EN)

Doporučená literatura

PUNČOCHÁŘ, J.: Operační zesilovače v elektronice. Praha, BEN 1996. (CS)
Dokumentace k simulačnímu prostředí Multisim 7. Dostupné z internetu v počítačové učebně ÚAI FSI VUT Brno.
PEROUTKA, O.: Mikrokontroléry PIC16C7X. BEN, Praha, 1998. (CS)
BOLTON, William Mechatronics: electronic control systems in mechanical and electrical engineering, UK, 2019. 669 p. ISBN 978-1-292-25099-1. (EN)

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-AIŘ-P magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.

Osnova

1. Pasivní elektronické prvky
2. Polovodičové prvky diskrétní
3. Operační zesilovače
4. Integrované obvody pro číslicovou techniku
5. Zdroje stejnosměrného napětí
6. Elektronické obvody pro automatizaci a informatiku
7. Definice elektrického pohonu. Mechanika a ztráty elektrického pohonu
8. Dimenzování elektrického pohonu. Návrh výkonu motoru pro jednotlivá zatížení
9. Řízení elektrických pohonů. Analýza regulačních soustav
10. Pohony se stejnosměrnými motory s cizím buzením a sériovým buzením
11. Pohony s asynchronními motory
12. Pohony se synchronními motory
13. Speciální typy elektrických pohonů

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Zdeněk Němec, CSc.

Osnova

1. Prostředí pro simulaci elektronických obvodů
2. Návrh a analýza síťového zdroje stejnosměrného napětí
3. Dvoupolohový regulátor
4. Impulzní regulátor
5. PID regulátor s operačními zesilovači
6. Speciální problémy elektroniky v automatizaci
7. Filtry a filtrace analogových signálů
8. Šíření elektrických signálů na sběrnici
9. Multiplex, demultiplex, sériový přenos dat
10. Aplikace měřicích přístrojů
11. Řízený pohon s měničem frekvence

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz