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. 2020/2021
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

Efekt 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 efekty kierunkowe: KMiBM_W12, KMiBM_W13, KMiBM_W15, KMiBM_W16, KMiBM_W21
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W05, T1A_W02, T1A_W05, InzA_W02, T1A_W06, T1A_W08, InzA_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W08, InzA_W03
Efekt 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 efekty kierunkowe: KMiBM_W12, KMiBM_W13, KMiBM_W15, KMiBM_W16, KMiBM_W23
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W05, T1A_W02, T1A_W05, InzA_W02, T1A_W06, T1A_W08, InzA_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W09, InzA_W04
Efekt 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 efekty kierunkowe: KMiBM_W12, KMiBM_W13, KMiBM_W15, KMiBM_W16, KMiBM_W21
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W05, T1A_W02, T1A_W05, InzA_W02, T1A_W06, T1A_W08, InzA_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W08, InzA_W03
Efekt 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 efekty kierunkowe: KMiBM_W12, KMiBM_W13, KMiBM_W15, KMiBM_W16, KMiBM_W21
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W05, T1A_W02, T1A_W05, InzA_W02, T1A_W06, T1A_W08, InzA_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W08, InzA_W03

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt 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 efekty kierunkowe: KMiBM_U07, KMiBM_U09, KMiBM_U10, KMiBM_U13, KMiBM_U19, KMiBM_U20
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U16, T1A_U13, T1A_U14, InzA_U03, InzA_U04, InzA_U07, InzA_U08, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U15, InzA_U01, InzA_U02, T1A_U02, T1A_U07, InzA_U01, T1A_U01, T1A_U02, T1A_U07, InzA_U05, T1A_U02, T1A_U11
Efekt 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 efekty kierunkowe: KMiBM_U07, KMiBM_U09, KMiBM_U10, KMiBM_U13, KMiBM_U19, KMiBM_U20
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U16, T1A_U13, T1A_U14, InzA_U03, InzA_U04, InzA_U07, InzA_U08, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U15, InzA_U01, InzA_U02, T1A_U02, T1A_U07, InzA_U01, T1A_U01, T1A_U02, T1A_U07, InzA_U05, T1A_U02, T1A_U11
Efekt 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 efekty kierunkowe: KMiBM_U07, KMiBM_U09, KMiBM_U10, KMiBM_U13, KMiBM_U19, KMiBM_U20
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U16, T1A_U13, T1A_U14, InzA_U03, InzA_U04, InzA_U07, InzA_U08, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U15, InzA_U01, InzA_U02, T1A_U02, T1A_U07, InzA_U01, T1A_U01, T1A_U02, T1A_U07, InzA_U05, T1A_U02, T1A_U11
Efekt 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 efekty kierunkowe: KMiBM_U07, KMiBM_U09, KMiBM_U10, KMiBM_U13, KMiBM_U19, KMiBM_U20
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U16, T1A_U13, T1A_U14, InzA_U03, InzA_U04, InzA_U07, InzA_U08, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U15, InzA_U01, InzA_U02, T1A_U02, T1A_U07, InzA_U01, T1A_U01, T1A_U02, T1A_U07, InzA_U05, T1A_U02, T1A_U11
Efekt 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 efekty kierunkowe: KMiBM_U07, KMiBM_U09, KMiBM_U10, KMiBM_U13, KMiBM_U19, KMiBM_U20
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U16, T1A_U13, T1A_U14, InzA_U03, InzA_U04, InzA_U07, InzA_U08, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U15, InzA_U01, InzA_U02, T1A_U02, T1A_U07, InzA_U01, T1A_U01, T1A_U02, T1A_U07, InzA_U05, T1A_U02, T1A_U11

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt 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 efekty kierunkowe: KMiBM_K01, KMiBM_K04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K01, T1A_K03, T1A_K04, InzA_K02