Kod przedmiotu: PLPILA0-IPELE-I-VIIk4-013- 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 e-mail 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 30-15 - - -
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. 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 4 3 4 EP3, EP4, EP5
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, 1996. Tunia H., Kaźmierkowski M.P.: Automatyka napędu elektrycznego, PWN, Warszawa, 1988. Kaźmierkowski M.P, Tunia H.: Automatic Control of Converter-Fed Drives, ELEVIER, Amsterdam, London, New York, Tokyo, Warszawa, 1994. Kosmol J.: erwonapędy obrabiarek sterowanych numerycznie, WNT, Warszawa, 1998. Kaczmarek T.: Automatyka napędu elektrycznego, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań, 1984. Leonhard W.: Control of Electrical Drives, pringer, Berlin, New York, 001. 5. 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
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
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.
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