Detail předmětu

Teorie elektrických strojů

FEKT-MKC-TESAk. rok: 2023/2024

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.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky (UVEE)

Vstupní znalosti

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.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnoceny jsou kontrolní testy a ústní zkouška s písemnou přípravou
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

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.
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.

Základní literatura

HERBERT H. WOODSON a JAMES R. MELCHER., 1968. Electromechanical dynamics. New York: Wiley. ISBN 04-719-5985-5. (EN)

Doporučená literatura

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)
PATOČKA, Miroslav, 2011. Magnetické jevy a obvody ve výkonové elektronice, měřicí technice a silnoproudé elektrotechnice. V Brně: VUTIUM, 564 s. ISBN 978-80-214-4003-6. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MKC-SVE magisterský navazující, 1. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D.

Osnova

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

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D.

Osnova

1. Výpočty a simulace elektromagnetických obvodů.
2. Výpočty a simulace elektromagnetických obvodů.
3. Výpočty a simulace elektromagnetických obvodů.
4. Simulace transformátoru.
5. Simulace trojfázového transformátoru.
6. Transformace souřadnic.
7. Výpočty a simulace elektromagnetu.
8. Simulace rotačního transformátoru.
9. Simulace resolveru.
10. Simulace stejnosměrného stroje.
11. Simulace asynchronního stroje.
12. Simulace asynchronního stroje.
13. Simulace synchronního stroje.