Detail předmětu
Elektrické pohony
FSI-VAP Ak. rok: 2026/2027 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
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Předpokládají se znalosti z matematiky, fyziky, elektrotechniky, mechaniky a základů automatického řízení, a to na úrovni dosud absolvovaných předmětů vysokoškolského studia.
Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů
Laboratorní cvičení je ukončeno zápočtem (je udělován ve 13. výukovém týdnu). Průběžná kontrola studia probíhá v rámci laboratorních cvičení; rozhodujícími podmínkami pro udělení zápočtu jsou 100% účast na cvičení a úspěšné absolvování písemného zápočtového testu. 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.
Studijní opory
Studijní opory a studijní materiály předmětu jsou uvedeny v literatuře předmětu. Rovněž tyto informace jsou zveřejněny v e-learningu. Uvedené je podrobně rozebráno i v úvodní přednášce předmětu a v prvním laboratorním cvičení (v kombinované formě studia v první konzultaci či laboratorním cvičení předmětu).
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-AIŘ-P: Aplikovaná informatika a řízení, magisterský navazující, povinný
Program C-AKR-P: Akreditované předměty v CŽV, celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu
specializace CZS: Předměty zimního semestru, volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Blok A – Elektronické prvky, výkonové měniče
1. Prvky elektronických obvodů, moderní elektronické prvky používané v elektrických pohonech. Základní pasivní prvky a polovodičové součástky.
2. Základní polovodičové měniče. Rozdělení. Usměrňovače.
3. Pulzní měniče. Střídače.
4. Měniče kmitočtu. Mikroprocesorové řídicí systémy. Základní funkce napájecích zdrojů, komunikace a diagnostiky.
Blok B – Elektrický pohon, mechanika a regulace
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. Snímače, zpětná vazba a princip PID regulace.
Blok C – Typy elektrických pohonů a jejich použití
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
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Blok L1 – Elektronické prvky zdroje a základní regulace
1. Charakteristiky elektronických prvků.
2. Návrh a analýza síťového zdroje stejnosměrného napětí.
3. Dvoupolohová regulace.
4. Regulátory s impulzním výstupem (PWM).
5. PID regulátor s operačními zesilovači.
6. Filtry a problémy spínání induktivních zátěží.
Blok L2 – Regulované elektrické pohony
7. Regulace otáček stejnosměrného motoru s enkodérem (MAXON).
8. PID regulace stejnosměrného motoru.
9. Kaskádní regulace a optimalizace.
10. Řízený pohon s asynchronním motorem a frekvenčním měničem.
11. Řízený pohon s asynchronním motorem a frekvenčním měničem, blokové schéma polohového servomechanismu, praktické ověření vektorového řízení.
Blok L3 – Průmyslová praxe
12. Praktická výuka ve výrobní firmě + exkurze do výrobní firmy.