Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Napędy urządzeń mechatronicznych
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Jakub Wierciak, dr inż. Maciej Bodnicki
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechatronika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
NUM
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2013/2014
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Wykład: 12h, Projektowanie 10h, Laboratorium: 12h, Konsultacje: 5h, Zapoznanie z literaturą i przygotowanie do sprawdzianów z wykładu: 15h, Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych: 15h, Opracowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych: 20h, Obliczenia i opracowanie konstrukcji, wykonanie dokumentacji konstrukcyjnej 40h, RAZEM 125h (5 ECTS).
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Wykład: 12h, Projektowanie 10h, Laboratorium: 12h, Konsultacje: 5h, RAZEM 40h (1,5 ECTS).
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Projektowanie 10h, Laboratorium: 12h, Konsultacje: 5h, Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych: 15h, Opracowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych: 20h, Obliczenia i opracowanie konstrukcji, wykonanie dokumentacji konstrukcyjnej 40h, RAZEM 102h (4 ECTS).
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład180h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium180h
  • Projekt150h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Wymagana jest znajomość wybranych zagadnień z zakresu podstaw konstrukcji urządzeń precyzyjnych, podstaw elektrotechniki i elektroniki.
Limit liczby studentów:
20
Cel przedmiotu:
Zapoznanie studentów z podstawowymi rodzajami napędów elektrycznych stosowanych w urządzeniach mechatronicznych, zasadami ich doboru na podstawie danych katalogowych oraz metodami wyznaczania ich charakterystyk funkcjonalnych i cieplnych.
Treści kształcenia:
Wykład: Elektryczne układy napędowe urządzeń mechatronicznych – wprowadzenie. Struktura i rodzaje elektrycznych układów napędowych w aspekcie realizowanych funkcji: układy pozycjonujące, układy o pracy ciągłej, układy siłowe. Elektromagnesy prądu stałego. Elektromagnesy: odmiany konstrukcyjne, charakterystyki i zastosowania. Bilans energii i sprawność układu elektromechanicznego. Wpływ parametrów zasilania i obciążenia elektromagnesu na działanie napędu. Zjawiska towarzyszące wyłączaniu elektromagnesów i metody wpływania na przebieg tych zjawisk. Napędy z silnikami skokowymi. Silniki skokowe: charakterystyki, odmiany konstrukcyjne i typowe zastosowania. Układ elektromechaniczny z silnikiem skokowym, sterowniki i algorytmy komutacji, zasilanie silników skokowych. Komutacja pełnoskokowa i mikroskokowa. Rodzaje pracy silników skokowych: statyczna, quasistatyczma, kinematyczna i dynamiczna oraz odpowiadające im charakterystyki: kątowa momentu synchronizującego, odpowiedź skokowa, charakterystyki graniczne. Metody tłumienia drgań. Napędy z mikrosilnikami prądu stałego. Mikrosilniki prądu stałego: zasada działania, podstawowe charakterystyki funkcjonalne: statyczne i dynamiczne. Odmiany konstrukcyjne i ich zastosowania. Wybrane charakterystyki niezawodnościowe. Profile prędkości przy pozycjonowaniu z użyciem silnika prądu stałego. Przebiegi prądu sterującego. Projektowanie: Dobór elektromagnesu do układu wykonawczego Dobór silnika skokowego do pracy w obszarze rozruchowym Dobór mikrosilnika prądu stałego z przekładnią do pracy w warunkach ustalonych Dobór mikrosilnika prądu stałego do układu pozycjonującego Laboratorium: Wyznaczanie statycznych charakterystyk elektromagnesów prądu stałego Badanie statycznych charakterystyk silnika skokowego Wyznaczanie obciążeniowych charakterystyk mikrosilnika prądu stałego Badanie dynamicznych właściwości mikrosilników elektrycznych
Metody oceny:
brak
Egzamin:
nie
Literatura:
Acarnley P. P.: Stepping Motors: a guide to modern theory and practice. Peter Peregrinus Ltd. New York, 1982. Hering M.: Termokinetyka dla elektryków. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa, 1980. Jaszczuk W., Wierciak J., Bodnicki M.: Napędy elektromechaniczne urządzeń precyzyjnych. Ćwiczenia laboratoryjne. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa, 2000. Kenjo T., Nagamori C.: Dvigateli postojannogo toka s postojannymi magnitami. Énergoatomizdat. Moskva, 1989. Owczarek J. i in.: Elektryczne maszynowe elementy automatyki. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1983 Sochocki R.: Mikromaszyny elektryczne. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1996. Wróbel T.: Silniki skokowe, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1993. Praca zbiorowa pod red. W. Oleksiuka: Konstrukcja przyrządów i urządzeń precyzyjnych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa, 1996. Praca zbiorowa pod redakcją W. Jaszczuka: Mikrosilniki elektryczne. Badanie właściwości statycznych i dynamicznych. Państwowe Wydawnictwo Naukowe. Warszawa, 1991. API Portescap. Miniature High Performance Motors & Peripheral Components for Motion Solutions. Katalog, 1999. Danaher Motion. Portescap Specialty Motors. Katalog mikrosilników, miniaturowych przekładni i enkoderów. April 2005 (www.DanaherMotion.com) BÜHLER: Product Range: DC PM Motors; DC PM Gearmotors: Actuators and Special Drives. Buehler Motor GmbH. D-90459 Nuernberg. (www.buehlermotor.de) FAULHABER: Miniature Drive Systems. Faulhaber Group. D-71101 Schönaich (www.faulhaber.de) HARTING: Elektromagnete. Harting Elektronik GmbH. D-4992 Espelkamp MAXON. Programm 05/06. Katalog mikrosilników. Maxon Motor AG, CH-6072 Sachseln (www.maxonmotor.com) MIKROMA. Katalog mikromaszyn elektrycznych. (www.mikroma.com) MINIMOTOR. Technologies driving the future. Miniature drive systems. Katalog podzespołów napędowych. (www.minimotor.ch) PORTESCAP: Product selector and engineering guide. Version 2.0. Katalog silników na płycie CD; (www.DanaherMotion.com) THOMSON AIRPAX MECHATRONICS: Product selector and engineering guide. Katalog silników na płycie CD; (www.thomsonmotors.com)
Witryna www przedmiotu:
brak
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt NUM_W01
Zna podstawowe rodzaje napędów wykorzystywanych w urządzeniach mechatronicznych, w szczególności napędów elektrycznych.
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W14
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03
Efekt NUM_W02
Zna podstawowe charakterystyki funkcjonalne napędów elektrycznych stosowanych w urządzeniach mechatronicznych
Weryfikacja: Kolokwium zaliczające
Powiązane efekty kierunkowe: K_W14
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt NUM_U01
Potrafi zestwić aparaturę laboratoryjną i przeprowadzić badania zgodnie z zadanym programem
Weryfikacja: Wykonanie ćwiczenia laboratoryjnego
Powiązane efekty kierunkowe: K_U10
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U07, T1A_U08, T1A_U09
Efekt NUM_U02
Potrafi opracować wyniki przeprowadzonych badań i przedstawić je zgodnie z zasadami metrologii
Weryfikacja: Sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: K_U11
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U02, T1A_U08, T1A_U09
Efekt NUM_U03
Potrafi poprawnie interpretować dane katalogowe elektrycznych urządzeń napędowych
Weryfikacja: Sprawozdania z ćwiczeń projektowych
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01
Efekt NUM_U04
Umie prawidłowo dobierać napędy elektryczne: prądu stałego, skokowe i elektromagnetyczne do zastosowań statycznych i dynamicznych
Weryfikacja: Sprawozdania z ćwiczeń projektowych, praca dyplomowa
Powiązane efekty kierunkowe: K_U04, K_U21
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U03, T1A_U04, T1A_U06, T1A_U12, T1A_U15

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt NUM_K01
Potrafi dokonać podziału zadań w ramach zespołu prowadzącego badania laboratoryjne
Weryfikacja: Przebieg ćwiczeń laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe: K_K04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K03, T1A_K04, T1A_K05