Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Napędy elektromechaniczne urządzeń mechatronicznych 1
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Jakub Wierciak, adiunkt
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechatronika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
NEM-1
Semestr nominalny:
5 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
1
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin bezpośrednich- 18: udział w wykładzie 15 godzin, konsultacje 1 godz., egzamin – 2 godz. 2) Praca własna studenta: studia lieraturowe, przygotowanie do egzaminu 10 godzin, RAZEM: 28 godzin = 1 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
0,5 punktu ECTS - Liczba godzin bezpośrednich- 18: udział w wykładzie 15 godzin, konsultacje 1 godz., egzamin – 2 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
-
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • 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:
Poznanie budowy i zasad działania napędów elektromechanicznych urządzeń precyzyjnych. Znajomość zasad prawidłowego doboru napędu do określonych zastosowań statycznych i dynamicznych przy wykorzystaniu katalogowych danych podzespołów funkcjonalnych
Treści kształcenia:
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: 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. 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. Mikrosilniki prądu stałego: zasada działania, podstawowe charakterystyki funkcjonalne: statyczne i dynamiczne. Odmiany konstrukcyjne i ich zastosowania. Wybrane charakterystyki niezawodnościowe. Zjawiska cieplne w elektrycznych układach napędowych: wydzielanie, przekazywanie, akumulowanie ciepła. Wpływ temperatury na charakterystyki napędów. Zasady obliczania ustalonych przyrostów temperatury elementów układu napędowego. Zasady doboru mikrosilników prądu stałego do napędu bezpośredniego i w układach z przekładnią. Analiza ograniczeń cieplnych. Dobór silnika skokowego do pracy w obszarze rozruchowym i w obszarze synchronicznym. Dobór układów sterujących. Profile prędkości przy pozycjonowaniu z użyciem silnika prądu stałego. Przebiegi prądu sterującego. Algorytm doboru silnika. Budowa układów sterujących: z analogowym i cyfrowym pomiarem przemieszczenia; kompensacja prędkościowa. Algorytm doboru silnika skokowego do układu pozycjonującego.
Metody oceny:
Ocena z przedmiotu jest wystawiana na podstawie wyniku egzaminu pisemnego, który trwa 2 godziny.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. Acarnley P. P.: Stepping Motors: a guide to modern theory and practice. Peter Peregrinus Ltd. New York, 1982. 2. Hering M.: Termokinetyka dla elektryków. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa, 1980. 3. Jaszczuk W., Wierciak J., Bodnicki M.: Napędy elektromechaniczne urządzeń precyzyjnych. Ćwiczenia laboratoryjne. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa, 2000. 4. Kenjo T., Nagamori C.: Dvigateli postojannogo toka s postojannymi magnitami. Énergoatomizdat. Moskva, 1989. 5. Owczarek J. i in.: Elektryczne maszynowe elementy automatyki. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1983 6. Sochocki R.: Mikromaszyny elektryczne. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1996. 7. Wróbel T.: Silniki skokowe, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1993. 8. Praca zbiorowa pod red. W. Oleksiuka: Konstrukcja przyrządów i urządzeń precyzyjnych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa, 1996. 9. Praca zbiorowa pod redakcją W. Jaszczuka: Mikrosilniki elektryczne. Badanie właściwości statycznych i dynamicznych. Państwowe Wydawnictwo Naukowe. Warszawa, 1991. 10. API Portescap. Miniature High Performance Motors & Peripheral Components for Motion Solutions. Katalog, 1999. 11. Danaher Motion. Portescap Specialty Motors. Katalog mikrosilników, miniaturowych przekładni i enkoderów. April 2005 (www.DanaherMotion.com) 12. BÜHLER: Product Range: DC PM Motors; DC PM Gearmotors: Actuators and Special Drives. Buehler Motor GmbH. D-90459 Nuernberg. (www.buehlermotor.de) 13. FAULHABER: Miniature Drive Systems. Faulhaber Group. D-71101 Schönaich (www.faulhaber.de) 14. HARTING: Elektromagnete. Harting Elektronik GmbH. D-4992 Espelkamp 15. MAXON. Programm 05/06. Katalog mikrosilników. Maxon Motor AG, CH-6072 Sachseln (www.maxonmotor.com) 16. MIKROMA. Katalog mikromaszyn elektrycznych. (www.mikroma.com) 17. MINIMOTOR. Technologies driving the future. Miniature drive systems. Katalog podzespołów napędowych. (www.minimotor.ch) 18. PORTESCAP: Product selector and engineering guide. Version 2.0. Katalog silników na płycie CD; (www.DanaherMotion.com) 19. THOMSON AIRPAX MECHATRONICS: Product selector and engineering guide. Katalog silników na płycie CD; (www.thomsonmotors.com)
Witryna www przedmiotu:
brak
Uwagi:
Przedmiot ograniczony do wykładu (NEM1), bez ćwiczeń laboratoryjnych i projektowych (NEM2) ma stosunkowo niewielkie znaczenie praktyczne i jego przydatność zawodowa jest także niewielka.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka NEM1_W01
Zna podstawowe rodzaje napędów wykorzystywanych w urządzeniach mechatronicznych, w szczególności napędów elektrycznych.
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W14
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
Charakterystyka NEM1_W02
Zna podstawowe charakterystyki funkcjonalne napędów elektrycznych stosowanych w urządzeniach mechatronicznych
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W14
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P6S_WG, P6U_W, I.P6S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka NEM1_U01
Potrafi wybrać właściwy rodzaj napędu elektrycznego do określonego zastosowania
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U23
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka NEM1_K01
Zna prawidłową terminologię odnoszacą sie do napędów elektromechanicznych urządzeń mechatronicznych
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KO, I.P6S_KR