Detail předmětu

Elektrické pohony

FSI-VAP-K Ak. rok: 2025/2026 Zimní semestr

Předmět je zaměřen na problematiku elektrických pohonů v automatizaci. Pozornost je soustředěna nejprve na moderní polovodičové prvky používané v elektronice (měniče) u elektrických pohonů. Dále je definován elektrický pohon, je probrána mechanika, oteplování a energetika elektrických pohonů. Značný prostor je věnován řízení a regulaci elektrických pohonů. Zde se využívá základních znalostí z předmětů, které byly vyučovány dříve a které se rozvíjí v teoretické i praktické rovině směrem k problematice elektrických pohonů. Následně jsou řešeny základní vlastnosti jednotlivých elektrických pohonů. Jedná se o pohony se stejnosměrnými motory, s motory asynchronními a synchronními. Student získá také vědomosti o pohonech se speciálními motory, konkrétně motory krokovými a lineárními. Značný důraz je věnován popisu matematických a simulačních modelů motorů a pohonů i rozboru kaskádní regulační struktury. Součástí teoretických znalostí je i praktické ověření vybraných vlastností pohonů v laboratorním cvičení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Miloš Hammer, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky

Vstupní znalosti

Předpokládají se znalosti z matematiky, fyziky, elektrotechniky, mechaniky a základů automatického řízení, a to na úrovni dosud absolvovaných předmětů vysokoškolského studia.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Laboratorní cvičení je ukončeno zápočtem (je udělován ve 13. výukovém týdnu). K jeho získání se požaduje 100% účast na cvičení, aktivita na cvičení a vypracování, odevzdání a učitelem uznání protokolů (zpráv) ze všech určených laboratorních cvičení. V případě nepřítomnosti studenta na cvičení, je nutné chybějící cvičení nahradit. Způsob náhrady určí vyučující nebo garant předmětu. Další podrobnosti jsou studentům sděleny a vysvětleny na začátku semestru. Získání zápočtu je nutnou podmínkou k účasti na zkoušce. Zkouška se skládá z písemné části a následně ústního pohovoru. V písemné části student zpracuje pět zadaných otázek. V ústní části je prověřována orientace ve studované problematice. Hodnocení písemné části, ústní části i celkové hodnocení zkoušky je dáno klasifikační stupnicí dle ECTS.

Učební cíle

Cílem předmětu je získání teoretických i praktických znalostí a zkušeností z problematiky elektrických pohonů. Uvedené je doplněním dříve absolvovaných předmětů obecného charakteru, které jsou rozšiřovány směrem k využití v automatizaci a informatice. Student získá ve smyslu uvedené anotace a osnovy rozsáhlé komplexní znalosti z oblasti elektrických pohonů, které mu umožní se v průmyslové strojírenské a elektrotechnické praxi erudovaně zapojit do řešení různých technických problémů.



Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-AIŘ-K: Aplikovaná informatika a řízení, magisterský navazující, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Konzultace v kombinovaném studiu

9 hod., povinná

Osnova


  1. Prvky elektronických obvodů, moderní elektronické prvky používané v elektrických pohonech.

  2. Základní polovodičové měniče. Rozdělení. Usměrňovače.

  3. Pulzní měniče. Střídače.

  4. Měniče kmitočtu. Mikroprocesorové řídicí systémy.

  5. Definice elektrického pohonu. Výhody a nevýhody. Druhy poháněných pracovních strojů.

  6. Kinematika a mechanika elektrických pohonů. Oteplování a energetika elektrických pohonů.

  7. Řízení elektrických pohonů, analýza regulačních soustav.

  8. Pohony se stejnosměrnými motory a motory s permanentními magnety. Regulované pohony.

  9. Pohony s asynchronními motory.

  10. Pohony se synchronními motory.

  11. Speciální typy elektrických pohonů. Krokové motory.

  12. Pohony s lineárními motory. Mechanické součásti elektropohonů.

Konzultace

34 hod., nepovinná

Osnova


  1. Prvky elektronických obvodů, moderní elektronické prvky používané v elektrických pohonech.

  2. Základní polovodičové měniče. Rozdělení. Usměrňovače.

  3. Pulzní měniče. Střídače.

  4. Měniče kmitočtu. Mikroprocesorové řídicí systémy.

  5. Definice elektrického pohonu. Výhody a nevýhody. Druhy poháněných pracovních strojů.

  6. Kinematika a mechanika elektrických pohonů. Oteplování a energetika elektrických pohonů.

  7. Řízení elektrických pohonů, analýza regulačních soustav.

  8. Pohony se stejnosměrnými motory a motory s permanentními magnety. Regulované pohony.

  9. Pohony s asynchronními motory.

  10. Pohony se synchronními motory.

  11. Speciální typy elektrických pohonů. Krokové motory.

  12. Pohony s lineárními motory. Mechanické součásti elektropohonů.

Laboratorní cvičení

9 hod., povinná

Osnova


  1. Moderní elektronické prvky pro řízení a regulaci.

  2. Návrh a analýza síťového zdroje stejnosměrného napětí.

  3. Dvoupolohová regulace.

  4. Regulátory s impulzním výstupem.

  5. PID regulátor s operačními zesilovači.

  6. Regulace otáček stejnosměrného motoru, regulátorem je PLC.

  7. Řízený pohon s asynchronním motorem (frekvenční měnič, PLC, operátorský panel)

  8. Lineární řízení s enkodérem (Maxon).

  9. Lineární řízení s koncovými spínači.

  10. Řízení otáček pohonu s enkodérem.

  11. Matlab – Simulink, knihovní funkce, vybrané modely, praktické reálné příklady.

  12. Matlab -Simulink model stejnosměrného stroje s cizím buzením i permanentními magnety, model proudové smyčky stejnosměrného motoru s měničem, zpětnovazební model nadřazené otáčkové smyčky.