Detail předmětu

Electrical Machines

FEKT-BPA-ESBAk. rok: 2025/2026

Základní zákony a vztahy používané v teorii elektrických strojů. Magnetické obvody elektrických strojů. Základní napěťové rovnice, náhradní schémata, fázorové diagramy, zapojení jednotlivých druhů el. strojů. Energetická bilance, určení ztrát a účinnosti. Výpočet momentu. Provozní vlastnosti jednotlivých druhů el. strojů.Nesymetrické zatížení. Základní charakteristiky. Zvláštnosti při provozu jednotlivých druhů strojů.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Nabízen zahraničním studentům

Pouze domovské fakulty

Vstupní znalosti

Student by měl být schopen
- definovat a vysvětlit pojmy elektromagnetické pole, elektrické pole, magnetické pole, obvody se soustředěnými a rozprostřenými parametry,
- řešit stejnosměrné, střídavé obvody a magnetické obvody,
- řešit vícefázové střídavé obvody,
- definovat a vysvětlit pojmy práce a energie,
- definovat a vysvětlit pojmy vlastní a vzájemná indukčnost, energie jedné cívky a soustavy cívek, hustota a vznik síly v magnetickém a elektrickém poli,
- popsat a vysvětlit základní vlastnosti magnetických materiálů včetně permanentních magnetů.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Cvičení odborného základu a Laboratorní cvičení - 30 bodů
Závěrečná písemná zkouška - 70 bodů 

Učební cíle

Seznámit studenty s principem činnosti a provozními vlastnostmi transformátorů, asynchronních strojů, stejnosměrných strojů a synchronních strojů. Získané teoretické vědomosti ověřit v laboratoři měřením provozních vlastností elektrických strojů.
Absolvent předmětu je schopen
- popsat hlavní části elektrických strojů,
- znát třídy izolací a provedení elektrických strojů,
- popsat konstrukci transformátoru,
- vyjmenovat a vysvětlit druhy ztrát v transformátoru,
- vysvětlit činnost jednofázových a vícefázových transformátorů,
- určit na základě měření parametry náhradního obvodu transformátoru,
- nakreslit a vysvětlit fázorový diagram transformátoru naprázdno, nakrátko a při zatížení,
- zapojit vinutí a změřit hodinový úhel transformátoru,
- vysvětlit a určit napěťovou regulaci transformátoru,
- popsat konstrukci a princip činnosti třífázového asynchronního stroje s vinutou kotvou a kotvou nakrátko,
- vysvětlit vznik točivého magnetického pole,
- vyjmenovat základní typy vinutí střídavých strojů,
- nakreslit průběh magnetického pole vinutí rozloženého ve více drážkách,
- nakreslit náhradní schéma asynchronního stroje, odvodit moment a nakreslit momentovou charakteristiku,
- popsat způsoby připojení asynchronního motoru na síť a možnosti regulace otáček,
- popsat konstrukci, princip činnosti a vlastnosti jednofázových asynchronních motorů,
- vysvětlit princip činnosti synchronního stroje s hladkým rotorem a popsat jeho konstrukci,
- vysvětlit reakci kotvy stroje s hladkým rotorem,
- nakreslit zjednodušené obvodové schéma, odvodit momentovou rovnici a nakreslit fázorový diagram a momentovou charakteristiku,
- vysvětlit pomocí fázorových diagramů práci generátoru do samostatné zátěže a s tvrdou sítí,
- vysvětlit práci synchronního kompenzátoru,
- popsat konstrukční provedení a vysvětlit princip činnosti stejnosměrného stroje,
- popsat základní druhy vinutí kotvy stejnosměrného stroje,
- odvodit vztahy pro indukované napětí a moment a vysvětlit reakci kotvy,
- vysvětlit provozní vlastnosti stejnosměrných dynam a motorů,
- vysvětlit princip činnosti a popsat konstrukci jednofázových komutátorových motorů.

Základní literatura

FITZGERALD, A.E., KINGSLEY, Charles, UMANS, Stephen D. Electric Machinery. 6th edition. McGraw-Hill, 2002. 704 p. ISBN 978-0073660097. (EN)

Elearning

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPA-ELE bakalářský

    specializace BPA-PSA , 2 ročník, letní semestr, povinný, je součástí profilujícího základu

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

      1. Úvod a motivace; Základy elektromagnetismu v elektrických strojích – základní vztahy, ztráty a pojmy
      2. Základy elektromagnetismu v elektrických strojích - konstrukce, princip činnosti jednoduchého stejnosměrného stroje
      3. Základy elektromagnetismu v elektrických strojích – systém dvou cívek a jejich působení
      4. Transformátor – Reálný transformátor, náhradní schéma, základní rovnice.
      5. Točivé elektrické stroje – Úvod, Produkce momentu, vznik točivého magnetického pole, vinutí
      6. Opakování a příprava na KT1; Asynchronní stroj – úvod do asynchronních elektromotorů
      7. Asynchronní stroj – náhradní obvod.
      8. Asynchronní stroj – fázorový diagram a provozní charakteristiky. Spouštění trojfázových asynchronních motorů ze sítě, regulace otáček a jednofázové asynchronní stroje.
      9. Synchronní stroj – Princip činnosti, konstrukční provedení, fázorové diagramy.
      10. Synchronní stroj – Teorie stroje s hladkým rotorem. Momentová charakteristika, synchronní stroj pracující do samostatné zátěže a paralelně se sítí.
      11. Synchronní stroj – Synchronní stroje s vyniklými póly a s permanentními magnety.
      12. OPAKOVÁNÍ a příprava na KT2;  Počítání synchronních strojů
      13. KT2 – Střídavé točivé elektrické stroje
  1.  

Cvičení odborného základu

8 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

  1. N1 – Magnetické obvody a magnetismus v el. strojích, síla na vodič v magnetickém poli
  2. N2 – transformátory, Dvě cívky na společném jádře
  3. N3 – Opakování a příprava na KT1
  4. KT1 – Základy elektromagnetismu v elektrických strojích a jednofázové transformátory
  5. N4 – Asynchronní stroj.
  6. N5 – Asynchronní stroj
  7. N6 – Synchronní stroj.
  8. N7 - OPAKOVÁNÍ a příprava na KT2

 

  

Laboratorní cvičení

18 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

  1. Zásady bezpečnosti při práci v laboratoři.
  2. L1 – Jednoduchý elektrický stroj na stejnosměrné napájení
  3. L2 – Asynchronní motor – naprázdno a dopočet ztrát
  4. L3 – Asynchronní motor – momentová charakteristika a výpočet parametrů náhradního schématu.
  5. LN – náhradní měření 


Kde: N – numerické cvičení, L – laboratorní cvičení, KT – kontrolní test. L1 – Jednoduchý elektrický stroj na stejnosměrné napájení

 

Elearning