Detail předmětu

Aplikovaná elektronika a elektrické pohony

FSI-VAPAk. rok: 2022/2023

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 usměrněného a 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.

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

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 předepsaných laboratorních cvičení. 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.

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)
BRTNÍK, Bohumil. Základní elektronické obvody. 1. vydání Praha: BEN-technická literatura Praha, 2011. 156 s. ISBN 978-80-7300-408-8. (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)
BRTNÍK, Bohumil a MATOUŠEK, David. Elektronické prvky. 1. vydání. Praha: BEN - technická literatura, 2011.134 s. IISBN 978-80-7300-426-2. (CS)

KUS, Václav. Elektrické pohony a výkonová elektronika. 2. vydání Plzeň: Polypress s.r.o Karlovy Vary, 2016. 181 s. ISBN 978-80-261-0639-5.

(CS)

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

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

  • Program CŽV celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    obor CZV , 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.

Osnova

1. Zdroj střídavého napětí a pasivní prvky v elektronických obvodech
2. Polovodičové prvky v elektronických obvodech
3. Operační zesilovače
4. Integrované obvody pro číslicovou techniku
5. Zdroje usměrněného a stejnosměrného napětí v elektronických obvodech
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 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. Seznámení s počítačovou podporou pro návrh, kreslení a analýzu elektronických obvodů
  2. Návrh a analýza síťového zdroje stejnosměrného napětí
  3. Dvoupolohová regulace
  4. Regulátory s impulzním výstupem
  5. PID regulátor s operačními zesilovači
  6. Speciální problémy elektroniky v automatizaci
  7. Filtry a filtrace analogových signálů
  8. Šíření elektrických signálů na sběrnici (na vedení)
  9. Multiplexer, demultiplexer, sériový přenos dat
  10. Aplikace měřicích přístrojů
  11. Řízený pohon s asynchronním motorem a měničem frekvence
  12. Regulace otáček stejnosměrného motoru

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz