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

  1. primijeniti metode estimacije varijabli u sustavu s asinkronim strojem
  2. primijeniti strukturu izravnog upravljanja momentom i tokom na asinkroni stroj
  3. primijeniti strukturu vektorskog upravljanja s naponskim i strujnim izmjenjivačem
  4. analizirati vladanje elektromehaničkog sustava s elastičnom spregom
  5. primijeniti kaskadnu strukturu upravljanja na elektromotorni pogon
  6. 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 znanja

Kratke provjere znanja za vrijeme predavanja.

Auditorne vježbe

Vježbe 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

  1. 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.
  2. 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.
  3. Pretvarači za istosmjerne elektromotorne pogone. Usmjerivači, prijenosna funkcija, mrtvo vrijeme, vanjske karakteristike. Upravljanje naponom armature i uzbudom, istosmjerni pretvarači.
  4. Pretvarači za izmjenične elektromotorne pogone. Izravni izmjenični pretvarači (ciklokonverteri) i neizravni frekvencijski pretvarači (s istosmjernim međukrugom).
  5. 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)
  6. 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.
  7. 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.
  8. Međuispit
  9. Kaskadne strukture upravljanja. Tehnički optimum. Simetrični optimum.
  10. Primjena kaskadnih struktura u upravljanju elektromotornim pogonima.
  11. Optimum dvostrukog odnosa i njegove primjene na upravljanje elektromotornim pogonima.
  12. Modulni optimum i njegove primjene na upravljanje elektromotornim pogonima.
  13. Klasične strukture upravljanje elektromehaničkim sustavom s elastičnom spregom.
  14. Primjena polinomskog regulatora (RST) u upravljanu elektromotornim pogonima.
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Automatika (profil)
Teorijski predmeti profila (1. semestar)
Elektrotehnički sustavi i tehnologija (profil)
Teorijski predmeti profila (1. semestar)

Literatura

Werner Leonhard (2001.), Control of Electrical Drives, Springer
B.K. Bose (1996.), Power Electronics and Variable Frequencies Drives, John Wiley and Sons
Peter Vas (1990.), Vector Control of AC Machines, Clarendon Press - Oxford
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,

Nositelji

Prof. dr. sc.
Jadranko Matuško
Prof. dr. sc.
Damir Sumina

Auditorne vježbe

Luka Pravica
mag. ing.
Doc. dr. sc.
Šandor Ileš

Za studente

Izvedba

ID 127429
  Zimski semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
12 Auditorne vježbe

Ocjenjivanje

87.5 izvrstan
75 vrlo dobar
62.5 dobar
50 dovoljan

Sličan predmet