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. 2012/2013
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Obliczanie punktów ECTS: wykład 50 godzin, projektowanie 45 godzin, laboratorium 30 godzin RAZEM: 125 godzin = 5 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Obliczanie punktów ECTS: wykład 12 godzin, projektowanie 10 godzin, laboratorium 12 godzin RAZEM: 34 godziny = 2 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Obliczanie punktów ECTS: obecność na zajęciach laboratoryjnych 12 godzin, przygotowanie do zajęć laboratoryjnych 18 godzin, obecność na zajęciach projektowych 10 godzin, przygotowanie do zajęć projektowych 10 godzin, wykonanie obliczeń, opracowanie sprawozdań 25 godzin RAZEM: 75 godzin = 3 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. Tendencje w konstrukcji napędów urządzeń mechatroniki. Wymagania stawiane elektromagnesom i mikrosilnikom. Struktura i rodzaje elektrycznych układów napędowych w aspekcie realizowanych funkcji: układy pozycjonujące, układy o pracy ciągłej, układy siłowe. Analiza działania elektrycznych układów napędowych - zasady redukcji obciążeń. 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. Wielkości charakterystyczne opisujące działanie silników skokowych – statyczne: skok znamionowy, charakterystyka kątowa momentu statycznego oraz dynamiczne: odpowiedź na jeden skok zasilania i charakterystyki częstotliwościowe. Obszary pracy: rozruchowej i przyspieszonej. 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 Wyznaczanie cieplnych parametrów mikrosilnika prądu stałego
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_U21
Powiązane efekty obszarowe: 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