Detail předmětu

Electric Drive Systems 1

FEKT-MPA-ED1Ak. rok: 2023/2024

Definice a vzájemné matematické vztahy veličin v elektromagnetismu, Ampérův zákon, Faradayův indukční zákon, Hopkinsonův zákon. Magnetické materiály používané v elektromotorech. Základní principy elektromechanické přeměny platné pro všechny druhy elektromotorů. Stejnosměrný motor s cizím buzením nebo s buzením permanentními magnety, třífázový synchronní motor s buzením permanentními magnety s harmonickými napájecími proudy a harmonickým indukovaným napětím, třífázový synchronní motor s buzením permanentními magnety s obdélníkovými průběhy napájecích proudů a obdélníkovým průběhem indukovaného napětí (tj. BLDC motor), asynchronní motor s kotvou nakrátko, spínaný reluktanční motor, synchronní reluktanční motor. 

 

 

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky (UVEE)

Vstupní znalosti

Znalost středoškolské matematiky a vysokoškolské matematiky na úrovni bakalářského studia, dobré chápání geometrické interpretace pojmů derivace, neurčitý integrál a určitý integrál.

 

 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zkouška z předmětu je ústní - max. 70 bodů.

Hodnocení numerických cvičení - max. 30 bodů.


Numerická cvičení jsou povinná.

Učební cíle

Porozumění základní problematice elektromagnetismu. Pochopení principů činnosti a základních fyzikálních i matematických souvislostí potřebných k analýze vlastností jednotlivých typů motorů používaných v elektromobilech. Praktické vzájemné srovnání vlastností těchto motorů s použitím uvedených fyzikálních a matematických souvislostí. 

 

 


  1. Student chápe základní veličiny elektromagnetismu a zná jejich matematické souvislosti.
  2. Student se orientuje v magnetických materiálech používaných v elektrických motorech, rozumí jejich jednotlivým technickým parametrům a jejich vlivu na vlastnosti stroje. 
  3. Student rozumí vztahům mezi energií, okamžitým výkonem a činným výkonem, dále vztahu mezi mechanickým výkonem, momentem a otáčkami a vztahu mezi elektrickým výkonem, napětím a proudem.
  4. Student rozumí základním souvislostem elektro-mechanické přeměny a dokáže je aplikovat na rotační elektromotor.
  5. Student rozumí konstrukci a principu činnosti stejnosměrného motoru a umí matematicky objasnit jeho momentově-otáčkovou charakteristiku (motor s cizím buzením nebo s buzením permanentními magnety). Chápe jeho výhody a nevýhody v souvislosti s mapou účinnosti.
  6. Student rozumí konstrukci a principu činnosti asynchronního motoru, dokáže se matematicky postupně dopracovat k jeho závislosti momentu na skluzovém kmitočtu. Student chápe podstatné fyzikální souvislosti ovlivňující vlastnosti motoru. Student rozumí základním principům řízení motoru, orientuje se v problematice ztrát a rozumí příčinám konkrétní podoby mapy účinnosti.
  7. Student rozumí synchronním strojům s permanentními magnety (PMSM, BLDC), chápe souvislosti, které umožňují porozumět návrhu i vlastnostem strojů. Student rozumí příčinám konkrétní podoby mapy účinnosti.
  8. Student rozumí reluktančním strojům, chápe omezení způsobená indukčností vinutí, dokáže vysvětlit výhody a nevýhody reluktančních strojů.
  9. Student dovede srovnat výhody a nevýhody, mapy účinnosti a další užitné parametry jednotlivých výše jmenovaných elektromotorů a rozumí také důvodům těchto faktů. 

 

Základní literatura

FIitzgerald, A. E., Kingsley, C., Umans, S. D. Electric Machinery. 6th edition. McGraw-Hill, 2002. 704 p. ISBN 978-0073660097 (EN)
Pyrhonen J., Jokinen T., Hrabovcova V.: Design of Rotating Electrical Machines, 2nd edition, Wiley, 2013. ISBN: 978-1118581575 (EN)
Hendershot, J. R. Jr., Miller, T.J.E.: Design of Brushless Permanent-Magnet Machines. Motor Design Books LLC; Second Edition, 2010. ISBN 978-0984068708 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-AEE magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Cvičení odborného základu

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.