Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Napędy elektryczne
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RAIR-1-601-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Automatyka i Robotyka
Semestr:
6
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Roskosz Maciej (mroskosz@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Silniki elektryczne – podstawowe charakterystyki. Obliczenia parametrów napędów elektrycznych, układów napędowych i hamulcowych. Praca w zespole, jej podział i odpowiedzialność personalna.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Zna podstawowe maszyny elektryczne oraz podstawowe charakterystyki maszyn elektrycznych AIR1A_W08 Kolokwium,
Sprawozdanie
M_W002 Ma podstawową wiedzę z zakresu obliczania mocy napędów maszyn i ich doboru AIR1A_W08 Kolokwium
M_W003 Ma wiedzę z zakresu obliczeń parametrów oraz doboru elementów maszyn. AIR1A_W01 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_W004 Zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy obowiązujące przy pracy z napędami maszyn AIR1A_W08 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W005 Posiada wiedzę z zakresu eksploatacji i wytwarzania elementów maszyn napędowych AIR1A_W11, AIR1A_W08 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności: potrafi
M_U001 Posiada umiejęstność połączenia prostych układów napędowych AIR1A_U07 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_U002 Zna zasady funkcjonowania klasycznych maszyn elektrycznych. Umie analizować proste układy pomiarowe wielkości elektrycznych i wielkości nieelektrycznych. Potrafi przeprowadzać pomiary i opracowywać wyniki z uwzględnieniem oceny niepewności pomiaru. AIR1A_U08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Potrafi korzystać z katalogów, instrukcji obsługi dla układów napędowych. AIR1A_U08 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń
M_U004 Potrafi obliczać proste układy napędowe oraz właściwie dobrać elementy maszyn. Umie obliczać moc układów napędowych i układów hamulcowych AIR1A_U07 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz umiejętność pracy w zespole AIR1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji,
Zaangażowanie w pracę zespołu
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
54 26 14 14 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Zna podstawowe maszyny elektryczne oraz podstawowe charakterystyki maszyn elektrycznych + + - - - - - - - - -
M_W002 Ma podstawową wiedzę z zakresu obliczania mocy napędów maszyn i ich doboru + + - - - - - - - - -
M_W003 Ma wiedzę z zakresu obliczeń parametrów oraz doboru elementów maszyn. + + - - - - - - - - -
M_W004 Zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy obowiązujące przy pracy z napędami maszyn - - + - - - - - - - -
M_W005 Posiada wiedzę z zakresu eksploatacji i wytwarzania elementów maszyn napędowych - - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Posiada umiejęstność połączenia prostych układów napędowych - - + - - - - - - - -
M_U002 Zna zasady funkcjonowania klasycznych maszyn elektrycznych. Umie analizować proste układy pomiarowe wielkości elektrycznych i wielkości nieelektrycznych. Potrafi przeprowadzać pomiary i opracowywać wyniki z uwzględnieniem oceny niepewności pomiaru. - + + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi korzystać z katalogów, instrukcji obsługi dla układów napędowych. - + - - - - - - - - -
M_U004 Potrafi obliczać proste układy napędowe oraz właściwie dobrać elementy maszyn. Umie obliczać moc układów napędowych i układów hamulcowych - + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz umiejętność pracy w zespole - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 100 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 54 godz
Przygotowanie do zajęć 18 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 16 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (26h):

1. Napędy prądu stałego. Podział napędów prądu stałego. Budowa silników obcowzbudnych i samo wzbudnych. Charakterystyki silników prądu stałego samowzbudnych, obcowzbudnych, skokowych, komutatorowych z magnesami stałymi (PMDC) i bezszczotkowych (BLDC). Zalety, wady i możliwości zastosowania silników prądu stałego.
2. Sposoby sterowania napędami prądu stałego. Sterowniki silników skokowych i możliwości kształtowania ich charakterystyk. Sterowanie PWM. Komutacja elektroniczna.
3. Napędy prądu zmiennego. Podział napędów prądu zmiennego. Silniki asynchroniczne i synchroniczne prądu zmiennego. Charakterystyki silników prądu zmiennego.
4. Sposoby sterowania napędami prądu zmiennego. Schematy podłączenia silników prądu zmiennego. Przemienniki częstotliwości – rodzaje budowa, właściwości, programowanie.
5. Serwonapędy prądu stałego i zmiennego. Metody pomiaru parametrów ruchu w napędach elektrycznych. Enkodery optyczne i magnetyczne, resolwery, czujniki Halla. Struktura serwonapędu elektrycznego. Charakterystyki i zastosowanie serwonapędów elektrycznych.
6. Kinematyka pracy różnego typu napędów. Budowa modeli układów napędowych.
7. Równania ruchu. Redukcja mas i momentów. Analiza obciążeniowa napędu.
8. Określanie zapotrzebowania mocy.
9. Obliczanie widma obciążenia napędu. Określanie parametrów poszczególnych zespołów napędu.
10. Dobór źródeł napędu elektrycznego. Cechy charakterystyczne i regulacyjne poszczególnych źródeł napędu.
11. Rodzaje i cechy charakterystyczne przekładni stosowanych w napędach maszyn i urządzeń. Cele stosowania przekładni. Napędy bez przekładni.
12. Dobór parametrów technicznych przekładni do danego napędu.
13. Cel stosowania, rodzaje, charakterystyki mechaniczne sprzęgieł stosowanych w napędach.
14. Cel stosowania, rodzaje i charakterystyka pracy różnego typu hamulców stosowanych w napędach.
15. Omówienie parametrów i budowy typowego napędu dużej mocy z organem roboczym wykorzystującym tarcie.

Ćwiczenia audytoryjne (14h):

1. Jednofazowe i trójfazowe obwody prądu przemiennego. Metoda symboliczna.
2. Wyznaczanie charakterystyk statycznych silnika obcowzbudnego na podstawie danych znamionowych.
3. Wyznaczanie charakterystyk silnika asynchronicznego pierścieniowego na podstawie danych znamionowych.
4. Obliczanie parametrów kinematycznych danego napędu.
5. Redukcja mas i momentów bezwładności danej maszyny.
6. Dobór zespołów mechanicznych – przekładni, sprzęgła itp.
7. Obliczanie układu hamulcowego napędu.
8. Określanie parametrów technicznych dla poszczególnych zespołów napędowych.

Ćwiczenia laboratoryjne (14h):

1. Wyznaczenie charakterystyki napędu prądu stałego.
2. Sterowanie napędem skokowym – wyznaczenie charakterystyk i badanie wpływu podłączenia silnika na jego charakterystyki.
3. Sterowanie silnikiem prądu zmiennego z wykorzystaniem przemiennika częstotliwości.
4. Wyznaczenie widma obciążeń napędu małej mocy.
5. Badanie układu hamulcowego z siłownikami pasywnymi sterowanymi z agregatu zasilająco-pompowego.
6. Wyznaczanie sprawności układu napędowego.
7. Sporządzanie wykresów zapotrzebowania mocy i momentu zespołu napędowego.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Ćwiczenia laboratoryjne
Warunkiem zaliczenia są pozytywne oceny ze wszystkich sprawozdań.

Ćwiczenia audytoryjne
Warunkiem zaliczenia są pozytywne oceny ze wszystkich sprawdzianów.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa = 0.5 x ocena z ćwiczeń audytoryjnych+0.5 x ocena z ćwiczeń laboratoryjnych

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Ćwiczenia laboratoryjne
W przypadku nieobecności studenta wynikłej z choroby (zwolnienie lekarskie) lub innej przyczyny losowej (dokument to potwierdzający lub ustne uzasadnianie), student jest zobowiązany nadrobić powstałe zaległości. Jeżeli jest to jeszcze możliwe odrobić zaległości z inną grupą. W przypadku braku takiej możliwości należy sporządzić indywidualne sprawozdanie oparte na pomiarach wykonanych przez innych studentów.

Ćwiczenia audytoryjne
Dopuszcza się 3 nieobecności usprawiedliwione lub jedną nieusprawiedliwioną w semestrze.
W uzasadnionych wypadkach w drodze decyzji prowadzącego zajęcia odrobienie powstałych zaległości może odbyć się w formie opracowania rozszerzonego sprawozdania teoretycznego z zadanej tematyki lub zajęcia praktycznego.

Wykład
W przypadku wykładów prowadzący przekaże studentowi materiały lub poda literaturę obejmującą obszar merytoryczny zaległości. W przypadku trudności z opanowaniem materiału student może konsultować się z prowadzącym w celu przyswojenia wiedzy.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Umiejętność rozwizywania zadań z zakresu mechaniki;
Znajomość podstawowych zagadnień z zakresu matematyki;
Znajomość podstawowych zagadnień z zakresu fizyki;

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Engel Z. Giergiel J.: Mechanika – Dynamika – Wydawnictwo AGH, Kraków 1998
2. Giergiel J.: Zbiór zadań z mechaniki – metodyka rozwiązań, Wydawnictwo AGH, Kraków 2001
3. Gottlieb I.: Practical Electric Motor Handbook, Published 1997; Butterworth-Heinemann
4. Grzbiela Cz., Machowski J: Maszyny, urządzenia elektryczne i automatyka w przemyśle, Wydawnictwo Śląsk 2010
5. Hansel J.; Kawecki Z.: Transport pionowy – Urządzenia szybowe i przyszybowe, Wydawnictwo AGH, Kraków, 1989
6. Hughes A.: Electric Motors and Drives, Published 1993; Butterworth-Heinemann
7. Kędziora A. „Eksploatacja szybowych urządzeń wyciągowych” Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1976
8. Kuczewski Z.: Napęd elektryczny, Wydawnictwo NT, Warszawa 1972
9. Popowicz O.: Transport Kopalniany – część 4 – Urządzenia szybowe, Wydawnictwo PWN, Stalingród 1953
10. Kuczewski Z.: Zbiór zadań z napędu elektrycznego, Wydawnictwo Politechnika Śląska, Gliwice 1979
11. Łastowiecki J.: Napędy elektryczne w automatyce i robotyce, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2011
12. Manitus J. Hutnicze napędy elektryczne – tom 1 – Teoretyczne podstawy napędu, Wydawnictwo Śląsk, 1969
13. Manitus J. Hutnicze napędy elektryczne – tom 2 – Automatyka napędów, Wydawnictwo Śląsk, 1972
14. Michalczyk J.: Dynamika maszyn górniczych cz. I – Podstawy opisu zjawisk dynamicznych w maszynach, Skrypt Uczelniany AGH nr 1187, Kraków, 1990
15. Mitew E.: Maszyny elektryczne – tom 1 Wydawnictwo Politechnika Radomska, Radom 2005
16. Mitew E.: Maszyny elektryczne – tom 2 Wydawnictwo Politechnika Radomska, Radom 2005
17. Plamizer A.: Maszyny elektryczne, Wydawnictwo NT, Warszawa 1982
18. Skwarczyński J., Tertil Z.: Elektromechaniczne przetwarzanie energii. Wydawnictwo AGH, Kraków 2000
19. Skwarczyński J., Tertil Z. Maszyny elektryczne – część 2 – teoria, Wydawnictwo AGH, Kraków 1997
20. Szklarski L.; Zarudzki J.: Elektryczne maszyny wyciągowe, Wydawnictwo PWN, Warszawa, 1998
21. Zmysłowski T: Górnicze maszyny wyciągowe – część mechaniczna, Wydawnictwo Śląsk, Katowice 2004

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Roskosz M.: Zastosowanie Metody Magnetycznej Pamięci Metalu do badań uzębień kół zębatych. Dozór Techniczny 01/2006, s. 15-20.
Roskosz M., Rusin A., Kotowicz J.: The metal magnetic memory method in the diagnostics of power machinery components, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, vol. 43, Issue 1, 2010, str. 362 ÷ 370

Informacje dodatkowe:

Zgodnie z Regulaminem Studiów AGH podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Termin zaliczenia poprawkowego (tryb i warunki ustala prowadzący moduł na zajęciach początkowych) nie może być późniejszy niż ostatni termin egzaminu w sesji poprawkowej (dla przedmiotów kończących się egzaminem) lub ostatni dzień trwania semestru (dla przedmiotów niekończących się egzaminem).

Student ma możliwość skorzystania z konsultacji, które odbywają się w danym semestrze zgodnie z informacjami podanymi przez prowadzących zajęcia.

Równocześnie w przypadku pytań lub jakichkolwiek wątpliwości możliwy jest kontakt z prowadzącym moduł drogą elektroniczną email: mroskosz@agh.edu.pl