Upravljanje elektromotornim pogonima
Opis predmeta
Dinamički modeli asinkronog motora i sinkronog motora s permanentnim magnetima (SMPM). Skalarno i vektorsko upravljanje asinkronim motorom, beskolektorski istosmjerni stroj. Strukture vektorskog upravljanja s naponskim i strujnim izmjenjivačem. Pulsno širinska i vektorska modulacija. Estimacija varijabli i parametara modela asinkronog stroja u vektorskom prikazu. Izravno upravljanje momentom i tokom asinkronog stroja. Upravljanje sinkronim motorom s permanentnim motor.
Elektromotorni pogoni sa složenim radnim mehanizmom - izraženi učinci torzije, trenja, zračnosti i promjenjivosti momenta tromosti. Ilustrativni primjeri. Modeliranje elastičnosti, trenja i zračnosti. Sinteza regulatora gibanja zasnovana na optimumu dvostrukog odnosa i na modulnom optimumu. Poboljšanje slijeđenja primjenom pretkompenzatora. Algoritmi za kompenzaciju utjecaja trenja i zračnosti. Pozicioniranje: točka-točka pozicioniranje
Opće kompetencije
Razumijevanje strukture i pojedinih komponenata elektromotornog pogona. Poznavanje dinamičkih karakteristika pogona s istosmjernim i izmjeničnim motorima. Znanje o algoritmima i metodama upravljanja elektromotornim pogonima. Sposobnost modeliranja, simulacije i analize elektromotornih pogona s različitim radnim mehanizmima.
Ishodi učenja
- primijeniti metode estimacije varijabli u sustavu s asinkronim strojem
- primijeniti strukturu izravnog upravljanja momentom i tokom na asinkroni stroj
- primijeniti strukturu vektorskog upravljanja s naponskim i strujnim izmjenjivačem
- analizirati vladanje elektromehaničkog sustava s elastičnom spregom
- primijeniti kaskadnu strukturu upravljanja na elektromotorni pogon
- dizajnirati algoritam upravljanja u području konstantnog momenta i konstantne snage za pogon s beskolektorskim strojem
Oblici nastave
Predavanja
Predavanja su organizirana u dva ciklusa.
Provjere znanjaKratke provjere znanja za vrijeme predavanja.
Auditorne vježbeVježbe rješavanja zadataka pod nadzorom asistenta.
Način ocjenjivanja
Kontinuirana nastava | Ispitni rok | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
Vrsta provjere | Prag | Udio u ocjeni | Prag | Udio u ocjeni | ||
Kratke provjere znanja | 0 % | 10 % | 0 % | 0 % | ||
Međuispit: Pismeni | 35 % | 35 % | 0 % | |||
Završni ispit: Pismeni | 35 % | 35 % | ||||
Završni ispit: Usmeni | 20 % | |||||
Ispit: Pismeni | 40 % | 65 % | ||||
Ispit: Usmeni | 35 % |
Tjedni plan nastave
- Uvodne informacije o predmetu. Struktura i komponente elektromotornog pogona. Dinamika rotacijskog i translacijskog gibanja. Mehanički dio pogona, moment tromosti, Steinerov poučak. Statičke karakteristike nekih radnih mehanizama. Statička stabilnost radne točke pogona. Prijenosnici snage gibanja, matematički modeli.
- Elektromotorni pogoni zasnovani na istosmjernom stroju. Tipovi pogona i dinamičke karakteristike. Vremenske konstante istosmjernog stroja s nezavisnom uzbudom i njihova fizikalna značenja. Načini upravljanja. Motorska i kočna stanja, generatorski rad.
- Pretvarači za istosmjerne elektromotorne pogone. Usmjerivači, prijenosna funkcija, mrtvo vrijeme, vanjske karakteristike. Upravljanje naponom armature i uzbudom, istosmjerni pretvarači.
- Pretvarači za izmjenične elektromotorne pogone. Izravni izmjenični pretvarači (ciklokonverteri) i neizravni frekvencijski pretvarači (s istosmjernim međukrugom).
- Model izmjeničnog stroja prilagođen vektorskom upravljanju. Odnosi među vektorima u modelu AS-a u koordinatnom sustavu toka rotora. Vektorska modulacija. Model sinkronog motora s permanentnim magnetima (SMPM)
- Strukture vektorskog upravljanja s asinkronim strojem u sustavu upravljanja orijentacijom rotorskog toka. Strukture s naponskim i strujnim izmjenjivačem. Estimacija brzine vrtnje i položaja (kuta) rotora, iznosa i položaja rotorskog toka i struje magnetiziranja.
- Izravno upravljanje momentom i tokom. Osnovne karakteristike DTC-a. Usporedba klasičnog vektorskog upravljanja i tehnike izravnog upravljanja momentom (i tokom). Položaj karakterističnih vektora u koordinatnom sustavu statorskog toka (KSS) i rotorskog toka (KSR) . Regulatori toka i momenta.
- Međuispit
- Kaskadne strukture upravljanja. Tehnički optimum. Simetrični optimum.
- Primjena kaskadnih struktura u upravljanju elektromotornim pogonima.
- Optimum dvostrukog odnosa i njegove primjene na upravljanje elektromotornim pogonima.
- Modulni optimum i njegove primjene na upravljanje elektromotornim pogonima.
- Klasične strukture upravljanje elektromehaničkim sustavom s elastičnom spregom.
- Primjena polinomskog regulatora (RST) u upravljanu elektromotornim pogonima.
- Završni ispit
Studijski programi
Sveučilišni diplomski
[FER2-HR] Automatika - profil
Teorijski predmeti profila
(1. semestar)
[FER2-HR] Elektrotehnički sustavi i tehnologija - profil
Teorijski predmeti profila
(1. semestar)
Literatura
Martin Jadrić, Božidar Frančić (1997.), Dinamika električnih strojeva, Graphis Zagreb
Nedjeljko Perić, Joško Deur, Ivan Petrović, Danijel Pavković, Jadranko Matuško (2005.), Slijedni sustavi s izraženom elastičnošću, zračnošću i trenjem-Skripta, ZARI, FER Zagreb
(.), Slijedni sustavi - odabrani radovi Perić, N. i dr FER Zagreb 2005,
Auditorne vježbe
Za studente
Izvedba
ID 127429
Zimski semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
0 Seminar
12 Auditorne vježbe
0 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
Ocjenjivanje
87.5 izvrstan
75 vrlo dobar
62.5 dobar
50 dovoljan