Instytut Politechniczny Zakład Elektrotechniki i Elektroniki

Transkrypt

1 Kod przedmiotu: PLPILA0-IPELE-I-VIIk Pozycja planu: 4 A. Podstawowe dane 1 Nazwa przedmiotu ystemy sterowania układami elektromechanicznymi Rodzaj przedmiotu Kierunkowy/Obowiązkowy 3 Kierunek studiów Elektrotechnika 4 Poziom studiów I stopnia (inż.) 5 Forma studiów tudia stacjonarne 6 Profil studiów praktyczny 7 Rok studiów czwarty 1. ystemy Automatyki i Elektroniki 8 pecjalność. Odnawialne Źródła Energii Jednostka prowadząca Instytut Politechniczny, 9 kierunek studiów 10 Liczba punktów ECT 3 11 Imię i nazwisko nauczyciela (li), stopień lub tytuł naukowy, adres Prof. zw. dr hab. inż. Krzysztof Zawirski (krzysztof.zawirski@put.poznan.pl) wykład dr inż. Tomasz Pajchrowski (tomasz.pajchrowski@put.poznan.pl) - ćwiczenia laboratoryjne 1 Język wykładowy polski 13 Przedmioty wprowadzające Podstawy energoelektroniki, Maszyny elektryczne, Elektryczne układy napędowe, Automatyka i regulacja automatyczna 14 Wymagania wstępne Znajomość budowy, zasady działania i opisu matematycznego wybranych typów maszyn elektrycznych, budowy i działania wybranych przekształtników energoelektronicznych, podstaw napędu elektrycznego oraz struktur i działania układów automatycznej regulacji 15 Cele przedmiotu C1 Poznanie budowy (struktury) i działania podstawowych zautomatyzowanych układów C3 C4 Nabycie umiejętności analizowania działania zautomatyzowanych układów Nabycie umiejętności programowania i uruchamiania wybranych przemysłowych układów Nabycie umiejętności prowadzenia prostych badań i testów laboratoryjnych wybranych układów emestralny/tygodniowy rozkład zajęć według planu studiów Ćwiczenia Ćwiczenia Ćwiczenia Zajęcia Wykłady eminaria emestr audytoryjne laboratoryjne projektowe terenowe (W) (Ć) (L) (P/) () (T) VII

2 1. PRZEDMIOTOWE EFEKTY KZTAŁCENIA (wg KRK) Efekt EP1 EP Po zakończeniu przedmiotu i potwierdzeniu osiągnięcia efektów kształcenia student: Prowadzi syntezę regulatorów oraz analizuje i ocenia uzyskane w wyniku tej syntezy przebiegi momentu, hamowania, nawrotu i pozycjonowania napędu. Opisuje podstawowe właściwości napędu z silnikiem prądu stałego, objaśnia działanie napędu tyrystorowego i napędu ze impulsowym Odniesienie przedmiotowych efektów kształcenia do celów C1 efektów kształcenia dla kierunku Obszaru EP3 Opisuje indukcyjnego, objaśnia działanie regulacyjnych i układu K_ELE_W5 T1P_W04 EP4 Opisuje zasady, objaśnia strategie sterowania i działanie podstawowych struktur regulacyjnych. EP5 Opisuje zasady sterowania silnikami o komutacji elektronicznej; objaśnia struktury regulacyjne silnika bezszczotkowego prądu stałego (BLDCM) oraz silnika reluktancyjnego przełączalnego (RM) EP6 EP7 Programuje układy sterowania i uruchamia proste zautomatyzowane układy elektromechaniczne. Prowadzi testy i badania przemysłowych układów C3 C4 K_ELE_U14 T1P_U08 T1P_U09 Wykazuje dbałość o wykonanie powierzonych zadań. C4 K_ELE_K01 T1P_K01

3 3. TREŚCI PROGRAMOWE ODNIEIONE DO EFEKTÓW KZTAŁCENIA T Treści programowe liczba godzin EP Forma: wykład (TW) T1W TW T3W T4W T5W Ogólna struktura układu elektromechanicznego, układy regulacji prędkości obrotowej, synteza prostych regulatorów prędkości, uproszczona analiza procesów rozruchu, hamowania i nawrotu; układy regulacji położenia, regulacja nadążna i pozycjonowanie Układy regulacji prędkości napędu prądu stałego: napęd tyrystorowy nienawrotny i nawrotny, napęd z tranzystorowym sterownika impulsowego prądu stałego. Regulacja częstotliwościowa prędkości obrotowej silnika indukcyjnego klatkowego: regulacja skalarna ( U/f = const) i regulacja wektorowa, metoda bezpośredniego sterowania momentem (DTC), układy łagodnego rozruchu silnika klatkowego. terowanie silnikiem synchronicznym o, model matematyczny silnika, zasada regulacji prędkości strategie sterowania, struktury układów wektorowego sterowania terowanie silnikami o komutacji elektronicznej; sterowanie silnikiem bezszczotkowym prądu stałego (BLDCM), zasada działania i opis matematyczny silnika BLDC, układ regulacji prędkości obrotowej silnika BLDC; sterowanie silnikiem reluktancyjnym przełączalnym (RM), opis matematyczny zasada działania RM, struktura przekształtnika, sterowanie napięciowe i prądowe RM, struktura układu regulacji, optymalizacja sterowania kątami komutacji prądów uzwojeń RM. 6 EP1 4 EP 6 EP3 4 EP4 6 EP5 T6W T1L TL T3L T4L T5L T6L Metody sterowania bezczujnikowego, odtwarzanie (estymacja) wybranych zmiennych stanu silnika indukcyjnego klatkowego, metody fizykalne sterowania bezczujnikowego silnikiem PMM, sterowanie bezczujnikowe silnikiem BLDC. Forma: Ćwiczenia laboratoryjne (TL) Uruchamianie nawrotnego tyrystorowego napędu prądu stałego ze typu 590 Uruchamianie napędu prądu przemiennego z przemiennikiem częstotliwości typu 690 erwonapęd z silnikiem synchronicznym o (MT) ćwiczenie symulacyjne Badanie dynamiki sterowania napędu prądu przemiennego z orientacją wektorową Badanie nawrotnego tyrystorowego napędu prądu stałego ze typu 590 erwonapęd z silnikiem synchronicznym o (MT) programowanie układu EP3, EP4, EP5

4 4. LITERATURA Literatura podstawowa Literatura uzupełniająca Zawirski K., Deskur J., Karczmarek T.: Automatyka napędu elektrycznego, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań, 01. Kaczmarek T.: Napęd elektryczny robotów, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań, Tunia H., Kaźmierkowski M.P.: Automatyka napędu elektrycznego, PWN, Warszawa, Kaźmierkowski M.P, Tunia H.: Automatic Control of Converter-Fed Drives, ELEVIER, Amsterdam, London, New York, Tokyo, Warszawa, Kosmol J.: erwonapędy obrabiarek sterowanych numerycznie, WNT, Warszawa, Kaczmarek T.: Automatyka napędu elektrycznego, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań, Leonhard W.: Control of Electrical Drives, pringer, Berlin, New York, METODY DYDAKTYCZNE Wykład Forma Ćwiczenia laboratoryjne Metody dydaktyczne Wykład informacyjny (konwencjonalny) wsparty prezentacją multimedialną, wykład problemowy, wykład konwersatoryjny, pokaz. Ćwiczenia praktyczne pomiarowe z wykorzystaniem modułów dydaktycznych i układów przemysłowych. 6. METODY WERYFIKACJI PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KZTAŁCENIA Przedmiotowy efekt kształcenia E P E U T K W U Forma oceny P R O D E P K I EP1 x x EP x x EP3 x x EP4 x x EP5 x x EP6 x x EP7 x x x

5 EP egzamin pisemny EU egzamin ustny T test K kolokwium W sprawdzian wiedzy U sprawdzenie umiejętności praktycznych P prezentacja R raport/referat O obserwacja w czasie zajęć D dyskusja E seminarium P prace samokształceniowe studentów KI konsultacje indywidualne 7. KRYTERIA OCENY OIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KZTAŁCENIA Efekt kształcenia EP1 EP EP3 EP4 Kryteria oceny 3-3,5 4 4,5 5 nie potrafi objaśnić pojęć związanych z syntezę położenia oraz analizą przebiegu momentu, pozycjonowania napędu. nie potrafi opisać podstawowych właściwości napędu z silnikiem prądu stałego i objaśnić działania napędu tyrystorowego i napędu z impulsowym nie potrafi omówić zasady skalarnej i wektorowej regulacji objaśnić działania nie potrafi omówić zasad potrafi objaśnić syntezę położenia oraz opisać przebiegi momentu, pozycjonowania napędu. potrafi opisać podstawowe właściwości napędu z silnikiem prądu stałego i objaśnić działanie napędu tyrystorowego i napędu z impulsowym w zadowalający stopniu potrafi omówić objaśnić działanie potrafi omówić zasady dobrze potrafi objaśnić syntezę położenia oraz opisać przebiegi momentu, pozycjonowania napędu. dobrze opisuje podstawowe właściwości napędu z silnikiem prądu stałego i objaśnia działanie napędu tyrystorowego i napędu z impulsowym dobrze potrafi omówić objaśnić działanie dobrze potrafi omówić wyczerpująco objaśnia syntezę położenia oraz analizuje i wyciąga wnioski z przebiegów momentu, pozycjonowania napędu. bezbłędnie opisuje podstawowe właściwości napędu z silnikiem prądu stałego oraz objaśnia i wyciąga wnioski z działania napędu tyrystorowego i napędu z impulsowym bezbłędnie omawia objaśnia i wyciąga wnioski z działania bezbłędnie omawia

6 EP5 EP6 EP7 oraz objaśnić strategii sterowania i działania regulacyjnych nie potrafi omówić zasady sterowania silnikami o komutacji elektronicznej i objaśnić struktur regulacyjnych silnika bezszczotkowego prądu stałego oraz silnika reluktancyjnego nie potrafi zaprogramować układu sterowania i uruchomić prostego układu elektromechanicznego. nie potrafi przeprowadzić testu i badania przemysłowego układu. nie wywiązuje się z powierzonych zadań. Instytut Politechniczny oraz objaśnić strategie sterowania i działanie regulacyjnych. potrafi omówić zasady sterowania silnikami o komutacji elektronicznej i objaśnić struktury regulacyjne silnika bezszczotkowego prądu stałego oraz silnika reluktancyjnego potrafi zaprogramować układ sterowania i uruchomić prosty zautomatyzowany układ elektromechaniczny. w zadowalający sposób potrafi przeprowadzić test i badanie przemysłowego układu elektromechanicznego. wywiązuje się z powierzonych zadań. oraz objaśnić strategie sterowania i działanie regulacyjnych. dobrze potrafi omówić zasady sterowania silnikami o komutacji elektronicznej i objaśnić struktury regulacyjne silnika bezszczotkowego prądu stałego oraz silnika reluktancyjnego dobrze potrafi zaprogramować układ sterowania i uruchomić prosty zautomatyzowany układ elektromechaniczny dobrze wykonuje test i badanie przemysłowego układu elektromechanicznego oraz analizuje wyniki. dobrze wywiązuje się z powierzonych zadań. oraz objaśnia strategie sterowania i działanie regulacyjnych. bezbłędnie omawia zasady sterowania silnikami o komutacji elektronicznej i objaśnia struktury regulacyjne silnika bezszczotkowego prądu stałego oraz silnika reluktancyjnego bezbłędnie programuje układ sterowania i uruchamia prosty zautomatyzowany układ elektromechaniczny bezbłędnie wykonuje test i badanie przemysłowego układu elektromechanicznego oraz analizuje wyniki i wyciąga wnioski. bezbłędnie wywiązuje się z powierzonych zadań. 8. POOBY OCENIANIA I WARUNKI ZALICZENIA W POZCZEGÓLNYCH FORMACH KZTAŁCENIA Wykład ocenianie podsumowujące w formie kolokwium po zakończeniu wykładów, weryfikującego osiągnięcie zakładanych przedmiotowych efektów kształcenia na podstawie reprezentatywnej próbki efektów EP1, EP, EP3, EP4, EP5. Ćwiczenia laboratoryjne ocenianie formujące (bieżące) obejmujące: aktywność w czasie zajęć, wykonane sprawozdania, oraz sprawdzian praktyczny umiejętności. Ocenianie podsumowujące na podstawie średniej arytmetycznej z ocen uzyskanych w ramach oceniania formującego. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest wykonanie wszystkich przewidzianych ćwiczeń. nieobecny na ćwiczeniach laboratoryjnych odrabia te zajęcia w czasie dyżurów dydaktycznych prowadzących ćwiczenia w terminie do14 dni. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnej oceny w każdej z dwóch form kształcenia.

7 9. OCENA KOŃCOWA PRZEDMIOTU kładowa oceny końcowej: Procentowy udział składowej w ocenie końcowej: Egzamin z wykładu 65 % Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych 35 % RAZEM 100 % 10. NAKŁAD PRACY TUDENTA BILAN GODZIN I PUNKTÓW ECT Lp. Aktywność studenta Obciążenie studenta Liczba godzin 1 Udział w zajęciach dydaktycznych (W 30 godz., L 15 godz.) 45 Przygotowanie do zajęć (tudiowanie literatury): Wykład: 30 x 0.33 godz. = 10 godz. 5 Ćwiczenia laboratoryjne: 15 x 1 godz. = 15 godz. 3 Udział w konsultacjach (związanych z ćwiczeniami i laboratoriami) 10 4 Inne (przygotowanie do zaliczenia, przygotowanie sprawozdań itd.) 10 5 Łączny nakład pracy studenta 90 6 Punkty ECT za przedmiot 3 ECT 7 Nakład pracy studenta związany z zajęciami o charakterze praktycznym 35 1 ECT 8 Nakład pracy związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału 55 nauczycieli akademickich ECT ZATWIERDZENIE YLABUU tanowisko Tytuł/stopień naukowy, imię nazwisko Podpis Opracował Prof. zw. dr hab. inż. Krzysztof Zawirski prawdził pod względem formalnym Zatwierdził Kierownik Zakładu Elektrotechniki i Elektroniki mgr inż. Marek korupski Dyrektor Instytutu Politechnicznego Doc. dr Andrzej Kraczkowski