Računalno modeliranje električnih strojeva

Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2023./2024.

Nositelji

Prof. dr. sc.
Stjepan Stipetić
Prof. dr. sc.
Damir Žarko

Opis predmeta

Matematički modeli električnih strojeva bazirani na parcijalnim diferencijalnim jednadžbama i koncentriranim parametrima. Prikaz modela u obliku pogodnom za simulaciju na računalu. Razmatranje utjecaja magnetskog zasićenja. Implementacije modela u softverskom paketu Matlab/Simulink. Primjena metode konačnih elemenata za simuliranje statičkih i dinamičkih pojava u električnim strojevima. Izračun parametara električnih strojeva primjenom metode konačnih elemenata. Modeli bazirani na nelinearnim mapama ulančenih tokova. Povezivanje modela baziranih na metodi konačnih elemenata s Matlab/Simulink okruženjem. Primjena matematičke optimizacije u projektiranju i simuliranju električnih strojeva.

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
[FER3-HR] Audiotehnologije i elektroakustika - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Elektroničko i računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Elektrostrojarstvo i automatizacija - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
Izborni predmeti profila (2. semestar)
[FER3-HR] Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Komunikacijske i svemirske tehnologije - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Računalno modeliranje u inženjerstvu - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Računarska znanost - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Znanost o mrežama - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Znanost o podacima - profil
Izborni predmeti (2. semestar)

Ishodi učenja

  1. Definirati osnovne metode za matematičko modeliranje električnih strojeva
  2. Odabrati model električnog stroja i računalni softver koji su najprikladniji za rješavanje konkretnog problema
  3. Predvidjeti i intepretirati rezultate računalne simulacije te procijeniti ispravnost modela
  4. Primijeniti matematičke modele električnih strojeva na računalu s ciljem rješavanja konkretnih problema

Oblici nastave

Predavanja

klasična predavanje korištenjem ploče u kombinaciji s PowerPoint slajdovima

Samostalni zadaci

projektni zadaci za samostalno rješavanje na računalu

Laboratorij

laboratorijske vježbe na računalu u svrhu praktične demonstracije i potvrde stečenog teorijskog znanja

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 50 % 70 % 50 % 70 %
Završni ispit: Usmeni 30 %
Ispit: Usmeni 30 %

Tjedni plan nastave

  1. Osnove računalnog modeliranja elektromehaničkih uređaja, dinamički modeli bazirani na parcijalnim diferencijalnim jednadžbama prilagođeni za računalnu simulaciju, analitički softverski alati
  2. Dinamički model transformatora
  3. Dinamički model istosmjernog stroja
  4. Dinamički model asinkronog stroja
  5. Dinamički model asinkronog stroja
  6. Dinamički modeli sinkronih strojeva
  7. Dinamički modeli sinkronih strojeva
  8. Međuispit
  9. Uvod u metodu konačnih elemenata, redukcija modela korištenjem periodičnosti i simetrije, postavke mreže konačnih elemenata
  10. Metoda konačnih elemenata - određivanje položaja osi namota električnog stroja, izračun induktiviteta namota električnih strojeva i transformatora
  11. Metoda konačnih elemenata - izračun radne točke opterećenog sinkronog stroja s uzbudom, sinkronog stroja s permanentnim magnetima i asinkronog stroja
  12. Metoda konačnih elemenata - statički i dinamički modeli strojeva bazirani na 2D mapiranju
  13. Uvod u optimizacijske metode (determinističke, stohastičke), optimizacija bazirana na analtičkim modelima, metodi konačnih elemenata i metamodelima
  14. Optimiranje električnih strojeva i transformatora - varijable modela, funkcije ograničenja, funkcije cilja; primjeri jednociljnog i višeciljnog optimiranja
  15. Završni ispit

Literatura

Chee-Mun Ong (1998.), Dynamic Simulations of Electric Machinery : Using MATLAB/SIMULINK, Prentice Hall
M. Ramamoorty (1998.), Computer - Aided Design of Electrical Equipment, Halsted Press New York, NY, USA
N. Bianchi (2005.), Electrical Machine Analysis Using Finite Element Method, CRC Press
(2012.), MATLAB - A Fundamental Tool for Scientific Computing and Engineering Applications, edited by Vasilios Katsikis, InTechOpen
D. Žarko, S. Stipetić (2019.), Modeliranje sinkronih strojeva primjenom metode konačnih elemenata, skripta, FER Zagreb

Za studente

Izvedba

ID 222759
  Ljetni semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
26 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja

Ocjenjivanje

85 izvrstan
70 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan

Sličan predmet