- Nazwa przedmiotu:
- Napędy elektryczne
- Koordynator przedmiotu:
- Dr inż. Piotr Piórkowski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Mechanika Pojazdów i Maszyn Roboczych
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- 1150-MB000-IZP-0301
- Semestr nominalny:
- 5 / rok ak. 2021/2022
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin kontaktowych - 19, w tym:
a) wykład - 8 godz.;
b) laboratorium- 8 godz.;
c) konsultacje - 1 godz.;
d) egzamin - 2 godz.;
2) Praca własna studenta- 30 godzin, w tym:
a) 5 godz. – bieżące przygotowywanie się studenta do wykładu;
b) 5 godz. – studia literaturowe;
c) 5 godz. – przygotowywanie się studenta do egzaminu;
d) 7 godz. – przygotowywanie się studenta do ćwiczeń laboratoryjnych;
e) 8 godz. – wykonanie sprawozdań.
3) RAZEM – 49 godz.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1 punkt ECTS – liczba godzin kontaktowych - 19, w tym:
a) wykład - 8 godz.;
b) laboratorium- 8 godz.;
c) konsultacje - 1 godz.;
d) egzamin - 2 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 1 punkt ECTS – 23 godz. pracy studenta, w tym:
1) ćwiczenia laboratoryjne – 8 godz.;
2) 7 godz. – przygotowywanie się do ćwiczeń laboratoryjnych;
3) 8 godz. – opracowanie wyników, przygotowanie sprawozdań.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład8h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium8h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Podstawowa wiedza z elektrotechniki, elektroniki i maszyn elektrycznych (wysłuchanie wykładów: Elektrotechnika i elektronika I i II)
- Limit liczby studentów:
- zgodnie z zarządzeniem Rektora
- Cel przedmiotu:
- Poznanie podstaw teorii elektrycznych układów napędowych pojazdów i maszyn roboczych, podstaw konstrukcji, rozwiązań i zasad działania oraz zasad obliczeń zespołów tego typu układów. Nabycie przez studentów umiejętności formułowania wymagań projektowych tj. doboru rodzaju i podstawowych parametrów elektrycznego układu napędowego i jego komponentów do określonego typu pojazdów i maszyn roboczych.
- Treści kształcenia:
- Wykład.
• Źródła, nośniki, przesył różnych form energii. Ścieżka przepływu energii od źródła do odbiorcy.
• Odnawialne źródła energii – omówienie dostępnych technologii, ich zalet i ograniczeń.
• Główni odbiorcy energii – wymagania energetyczne i trakcyjne środków transportu i maszyn roboczych
• Bilans energetyczny i sprawność napędu elektrycznego w cyklu jazdy lub cyklu pracy.
• Struktura, komponenty i schemat blokowy napędu elektrycznego.
• Czynniki mające wpływ na wybór i dobór silnika elektrycznego.
• Dynamika napędu elektrycznego i zagadnienia z tym związane – zależności, moment bezwładności, rodzaje i charakterystyki momentów oporu (w tym trakcyjnych), wpływ przełożeń, funkcje przełożeń, redukcje momentów, wyznaczanie punktu pracy .
• Profile ruchu, trajektorie, cykle prędkościowe, cykle pracy maszyny roboczej.
• Obciążenia ciągłe, zmienne wg cykli, dobór silnika wg obciążenia średniokwadratowego, dobór według modelu termicznego
• Przetworniki położenia i prędkości, dokładność i powtarzalność przetwornika, rola przetworników w procesach sterowania ze sprzężeniem zwrotnym, częstotliwość próbkowania, rozdzielczość.
• Przetworniki prądowo – napięciowe działające na zasadzie efektu Halla.
• Momentomierze telemetryczne
• Maszyny elektryczne, podział, zasada działania, podstawowe zależności, budowa, charakterystyki, regulacja momentu i sterowanie prędkością, strefy regulacji i osłabienie pola, praca w ćwiartkach układu moment-prędkość obrotowa – silników prądu stałego szczotkowych i bezszczotkowych w tym dyskowych typu Axial,
• Sterowniki silników prądu stałego, układ pół i pełnomostkowy, metoda modulacji szerokości impulsu PWM. Sterowanie w układzie otwartym bez sprzężenia zwrotnego, ze sprzężeniem prędkościowym i prędkościowo-prądowym, regulator histerezowy.
• Maszyny prądu przemiennego asynchroniczne i synchroniczne - budowa, charakterystyki, regulacja momentu i sterowanie prędkością, strefy regulacji i osłabienie pola, praca w ćwiartkach układu moment-prędkość obrotowa
• Falowniki silników prądu przemiennego, metoda trójfazowej modulacji szerokości impulsu PWM, sterowanie wg metod U/f=const. i wektorowe.
• Pierwotne i wtórne źródła prądu – przegląd technologii.
Laboratorium
Badanie silnika asynchronicznego klatkowego. Układ napędowy z wolnoobrotowym silnikiem PM. Napęd z zastosowaniem silnika indukcyjnego sterowanego falownikiem. Badanie wodorowego ogniwa paliwowego PEM. Wyznaczanie elektrycznych parametrów ultrakondensatorów. Badanie silnika asynchronicznego pierścieniowego
- Metody oceny:
- Z przedmiotu „Napędy Elektryczne” wystawiana jest ocena łączna, na którą składają się ocena z egzaminu oraz ocena z laboratorium.
Wykład zaliczany jest w trybie egzaminu. Zaliczenie odbywa się na podstawie pozytywnej oceny części pisemnej i części ustnej.
Laboratorium uznaje się za zaliczone jeśli Student zaliczy wszystkie ćwiczenia przewidziane harmonogramem. Ćwiczenie uznaje się za zaliczone po uzyskaniu pozytywnych ocen ze sprawdzianu wstępnego, wykonania ćwiczenia i sprawozdania.
Ocenę łączną wyznacza się przyjmując wagę ~2/3 dla oceny z egzaminu oraz ~1/3 dla oceny uzyskanej z laboratorium.
W uzasadnionych, indywidualnych przypadkach Prowadzący ma prawo zastosować inne wagi przy określaniu oceny łącznej.
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- 1. Koczara W.: Wprowadzenie do napędu elektrycznego, OWPW 2012.
2. Sieklucki G.: Modele i zasady sterowania napędami elektrycznymi, AGH 2014.
3. Szumanowski A.: Akumulacja Energii w pojazdach, WKiŁ 1984.
4. Szumanowski A.: „Hybrid Electric Vehicle Drives Design” ITEE 2006.
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- -
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka 1150-MB000-IZP-0301_W1
- Posiada wiedzę o komponentach napędów elektrycznych i ich podstawowych właściwościach
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny, rozmowa dopuszczająca do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego, sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM_W12, KMiBM_W13, KMiBM_W15, KMiBM_W16, KMiBM_W21
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-MB000-IZP-0301_W2
- Posiada wiedzę o kryteriach doboru komponentów napędu elektrycznego, wynikających z analizy charakteru obciążenia i warunków pracy napędu elektrycznego.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny, rozmowa dopuszczająca do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego, sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM_W12, KMiBM_W13, KMiBM_W15, KMiBM_W16, KMiBM_W23
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-MB000-IZP-0301_W3
- Zna zasady określania i wyznaczania obciążeń trakcyjnych i roboczych i ich efektów, niezbędnych do projektowania napędu elektrycznego.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny, rozmowa dopuszczająca do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego, sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM_W12, KMiBM_W13, KMiBM_W15, KMiBM_W16, KMiBM_W21
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-MB000-IZP-0301_W4
- Zna charakterystyki komponentów napędu elektrycznego, niezbędne dla ich właściwego doboru.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny, rozmowa dopuszczająca do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego, sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM_W12, KMiBM_W13, KMiBM_W15, KMiBM_W16, KMiBM_W21
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka 1150-MB000-IZP-0301_U1
- Potrafi dobrać komponenty napędów elektrycznych na podstawie ich podstawowych właściwościach
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny, rozmowa dopuszczająca do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego, sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego; obserwacja sposobu wykonywania ćwiczenia laboratoryjnego
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM_U07, KMiBM_U09, KMiBM_U10, KMiBM_U13, KMiBM_U19, KMiBM_U20
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-MB000-IZP-0301_U2
- Potrafi zastosować kryteria doboru komponentów napędu elektrycznego, wynikających z analizy charakteru obciążenia i warunków pracy napędu elektrycznego.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny, rozmowa dopuszczająca do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego, sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego; obserwacja sposobu wykonywania ćwiczenia laboratoryjnego
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM_U07, KMiBM_U09, KMiBM_U10, KMiBM_U13, KMiBM_U19, KMiBM_U20
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-MB000-IZP-0301_U3
- Potrafi określić i wyznaczyć obciążenia trakcyjne i robocze i ich efekty, niezbędne do projektowania napędu elektrycznego.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny, rozmowa dopuszczająca do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego, Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego; obserwacja sposobu wykonywania ćwiczenia laboratoryjnego
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM_U07, KMiBM_U09, KMiBM_U10, KMiBM_U13, KMiBM_U19, KMiBM_U20
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-MB000-IZP-0301_U4
- Potrafi wytypować szczególnie obciążone w danych warunkach komponenty napędu elektrycznego i dobrać odpowiednią technologię komponentów z uwzględnieniem ich szacunkowych kosztów.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny, rozmowa dopuszczająca do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego, Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego; obserwacja sposobu wykonywania ćwiczenia laboratoryjnego
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM_U20, KMiBM_U07, KMiBM_U09, KMiBM_U10, KMiBM_U13, KMiBM_U19
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-MB000-IZP-0301_U5
- Potrafi określić charakterystyki komponentów napędu elektrycznego, niezbędne dla ich właściwego doboru.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny, rozmowa dopuszczająca do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego, Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego; obserwacja sposobu wykonywania ćwiczenia laboratoryjnego
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM_U07, KMiBM_U09, KMiBM_U10, KMiBM_U13, KMiBM_U19, KMiBM_U20
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka 1150-MB000-IZP-0301_K1
- Potrafi współdziałać i pracować w grupie przy realizacji ćwiczeń laboratoryjnych i opracowywaniu sprawozdania, przyjmując w niej różne role. Ma świadomość zdobywania szerszej wiedzy.
Weryfikacja: Ocena wykonywania zadań w trakcie realizacji ćwiczeń i ocena sprawozdania
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM_K01, KMiBM_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: