b) NY KURS (Ange kursnamn, årskurs, önskad läsperiod, schemablocksplacering. Bifoga utkast till kursplan.) Elektriska drivsystem, Period 6 VT1

Transkript

1 LINKÖPINGS TEKNISKA HÖGSKOLA Tekniska fakultetskansliet FÖRSLAG TILL PROGRAMNÄMND INFÖR ÅR 2011 NÄMND/NÄMNDER: EF,MD,DM Förslagsställare (Namn, funktion, Inst/Enhet) Mattias Krysander, tilltänkt kursansvarig,fordonssystem, ISY Via Johan Löfberg, Studierektor Reglersystem ISY FÖRSLAGET GÄLLER: a) EXISTERANDE KURS (Ange kurskod och kursnamn) b) NY KURS (Ange kursnamn, årskurs, önskad läsperiod, schemablocksplacering. Bifoga utkast till kursplan.) Elektriska drivsystem, Period 6 VT1 c) ÄNDRING I EXISTERANDE PROFIL/INRIKTNING (Ange Program och Profil/Inriktning. Bifoga beskrivning över vad förslaget går ut på.) d) NY PROFIL/INRIKTNING (Ange Program och Profilnamn. Bifoga utkast till Profilbeskrivning.) e) ÖVRIGT (Bifoga beskrivning över vad förslaget går ut på.) Bifogat PROGRAMNÄMNDENS BESKED: FÖRSLAGET I DETALJ: See bifogad kursplan och bakgrundsbeskrivning

2 Elektriska drivsystem 4 p/6 hp /Electrical Drives/ För: Y EL D M Prel. schemalagd tid: 56 Rek. självstudietid: 104 Utbildningsområde: Teknik Ämnesgrupp: Elektroteknik Huvudområde: Elektroteknik Utbildningsnivå (G1,G2,A): G2 Förslag till kursplan Mål: Kursens mål är att ge grundläggande kunskaper om elmaskiner och hur de används i elektriska drivsystem. Efter genomförd kurs skall studenten kunna: förklara konstruktions- och funktionsprinciperna för olika typer av elmaskiner. redogöra för prestandaegenskaper för olika typer av maskiner. förklara och utföra beräkningar på centrala komponenter i elektriskt drivsystem som t ex elmotor, växellåda och last. på sakliga grunder kunna välja en passande motortyp för en specificerad applikation. modellera, parametrisera och simulera elektriska drivsystem. beskriva hur olika parametrar i motormodellerna påverkar motorprestandan. designa experiment för att identifiera motorparametrar. beräkna effektflöden för elektriska drivsystem. designa och implementera styrstrategier för elmaskiner. Förkunskaper: Grundläggande kunskaper i kretsteori, elektromagnetism och Matlab. Organisation: Kursen består av föreläsningar, lektioner samt laborationer. Några lektioner genomförs i datorsalar. Kursinnehåll: Introduktion av elmaskiner som inkluderar en historik översikt, beskrivning av olika tillämpningar och översiktlig genomgång av olika typer av elmaskiner. 1

3 Genomgång av de viktigaste beståndsdelarna i elektriska drivsystem och hur fysikaliska principer används för att modellera dessa. Speciell vikt läggs vid förståelse av elektromekaniska omvandlingsprinciper och magnetiska kretsar. Introduktion av kraftelektronik för styrning av elmaskiner. Modellering, parameterisering och reglering av likströmsmaskinen, synkronmaskinen och asynkronmaskinen. Kurslitteratur: Electric Machinery 6th Edition, A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley Jr., Stephen D. Umans. Mc GrawHill, Boston, 2003, introduktionskompendium och laborationskompendium. Examination: TEN1 Skriftlig tentamen (U,3,4,5) LAB1 Laborationskurs (U,G) Undervisningsspråk är Svenska. Institution: ISY Studierektor: Johan Löfberg Examinator: Mattias Krysander Kurshemsida: Ansvarig programnämnd: Elektro&Fysik Kursens upplägg 4 hp 2 hp Kursen innehåller 10 föreläsningar, 10 lektioner och 3 laborationer fördelade på 4, 4h-pass. Föreläsningar Föreläsning Innehåll Material Fö1 Kursformalia, introduktion till elektriska Intro, Kap 1 drivsystem, magnetiska kretsar. Fö2 Fortsättning magnetiska kretsar, magnetiska material, transformatorer. forts Kap 1, Kap 2 Fö3 Elektromekaniska energiöverföringsprinciper. Kap 3 Fö4 Grundläggande principer för elmaskiner. Kap 4, App D Fö5 Likströmsmotorn. Kap 7 Fö6 Kraftelektronik, styrning av likströmsmotorn. Kap 10, Kap 11.1 Fö7 Synkronmaskinen. Kap 5 Fö8 dq0-transformen, styrning av synkronmaskinen. App C, Kap 11.2 Fö9 Asynkronmaskinen. Kap 6 Fö10 Styrning av asynkronmaskinen, repetition. Kap

4 Lektioner Kursen omfattar 10 lektioner, en lektion till varje föreläsning. På lektionerna kommer uppgifter på teorin samt förberedande uppgifter till laborationerna att lösas och diskuteras. Laborationer Laborationer La1 La2 La3 Innehåll Elektromekaniska omvandlingsprinciper. Likströmsmotorn. Den permanentmagnetiserade synkronmaskinen. 3

5 Linköping Programnämnd EF Programnämnd MD Programnämnd DM Elektriska drivsystem får allt större betydelse i samhället bland annat med trenden mot miljövänliga och hållbara tekniska lösningar. Viktiga industriella användningsområden för elmotorer är t ex robotik och rörelsestyrning i allmänhet, elektriska servon i flygplan etc, och framdrivning av fartyg, hybrid/el-drivna vägfordon samt tåg. Andra tillämpningar som blir allt vanligare är elektrifiering av många vardagsprodukter exempelvis mindre system som elskrivbord eller fönsterhissar, men också såsom stödsystem för tyngre lyft i sjukvården. Sammantaget ser man en viktig och växande arbetsmarknad för våra ingenjörer. Det är därför idag viktigt för en ingenjör att känna till de grundläggande principerna för elmaskiner, de vanligaste typerna av elmotorer och grunderna i hur och varför man väljer en viss motor för en viss tillämpning samt hur man dimensionerar både maskin och styrsystem. Här finns ett behov att ge våra studenter på programmen Y, EL, M och D kompetens inom området. Vi föreslår därför införandet av en ny valbar kurs i elektriska drivsystem på utbildningsprogrammen Y, EL, M och D. Kursförslaget baseras på ämnesområdets erfarenheter och kunskaper av elmaskiner från såväl teoretisk forskning innefattande hybridframdrivning samt praktiska erfarenheter från vårt fordonslaboratorium som bland annat innehåller stora elektriska motorbromsar. Satsningen på att utöka kursutbudet just nu passar bra med tanke på en pågående uppbyggnad av ett nytt fordonslaboratorium i VTI:s gamla lokaler där en del av ytan kan utnyttjas i samverkan. Ett förslag till kursplan bifogas. Kursen har planerats med Y och M för ögonen men den torde även lämpa sig för EL och D. Dessutom kan kursen tänkas ingå som breddning i Y-profilerna Mekatronik, Styr- och informationssystem, Elektronik och Teori, modellering och visualisering, i M-programmets specialiseringar Reglerteknik, Energisystem och miljöteknik, Flygteknik, Industriell produktion och Teknisk mekanik samt på D-linjens profiler Mjukvara och systemteknik och Elektronik. För vår del skulle vi helst ge kursen i period 6vt1 för Y-programmet, men detta kan diskuteras. Med vänliga hälsningar, Mattias Krysander, tilltänkt kursansvarig Fordonssystem, ISY Lars Nielsen, ämnesföreträdare Fordonssystem, ISY