ZUT - Polska Rama Kwalifikacji / Rok 2023/2024 / Wydział Elektryczny / Elektrotechnika (S2) / Sylabus przedmiotu - Projektowanie elektrycznych systemów napędowych

Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (S2)

Sylabus przedmiotu Projektowanie elektrycznych systemów napędowych:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Elektrotechnika
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister inżynier
Obszary studiów	charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Projektowanie elektrycznych systemów napędowych
Specjalność	przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca	Katedra Maszyn i Napędów Elektrycznych
Nauczyciel odpowiedzialny	Ryszard Pałka <Ryszard.Palka@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Ryszard Pałka <Ryszard.Palka@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	5,0	ECTS (formy)	5,0
Forma zaliczenia	egzamin	Język	polski
Blok obieralny	5	Grupa obieralna	2

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
wykłady	W	2	45	2,4	0,56	egzamin
projekty	P	2	25	2,6	0,44	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Wymagana jest wiedza z zakresu maszyn elektrycznych.
W-2	Wymagana jest wiedza z zakresu podstaw napędu elektrycznego.
W-3	Wymagana jest wiedza z zakresu energoelektroniki.

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Rozszerzenie wiedzy z zakresu napędu elektrycznego.
C-2	Zdobycie wiedzy umożliwiającej projektowanie systemów napędowych uwzględniające kryterium techniczno-ekonomiczne.
C-3	Zdobycie wiedzy umożliwiającej przeprowadzenie audytu energetycznego w napędach elektrycznych.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
projekty
T-P-1	Wprowadzenie do projektowania systemów napędowych.	2
T-P-2	Omówienie narzędzi wspomagających projektowanie systemów napędowych.	4
T-P-3	Projekt wybranego systemu napędowego lub instalacji przemysłowej w skład której wejdzie: określenie mocy zapotrzebowanej przez maszynę roboczą, określenie jej dynamiki, dobór silnika i układów przekształtnikowych do regulacji parametrów pracy systemu napędowego oraz zabezpieczeń i układów dodatkowych oraz przeprowadzenie audytu energetycznego.	15
T-P-4	Prezentacja wykonanego projektu.	4
		25
wykłady
T-W-1	Podstawowe informacje dotyczące napędu elektrycznego - elementy układu napędowego, charakterystyki maszyn roboczych ich podział oraz przykładowe maszyny robocze. Charakterystyki maszyn elektrycznych oraz ich podział. Punkt pracy napędu. Równowaga statyczna oraz równanie ruchu.	10
T-W-2	Napędy z silnikami prądu stałego.	3
T-W-3	Napędy z silnikami indukcyjnymi prądu przemiennego.	3
T-W-4	Napędy z silnikami z magnesami trwałymi.	3
T-W-5	Dynamika maszyn i napędów elektrycznych.	5
T-W-6	Regulacja prędkości obrotowej silników elektrycznych, w tym również w złożonych układach napędowych.	4
T-W-7	Zagadnienia energooszczędności w nieregulowanym i regulowanym napędzie elektrycznym.	4
T-W-8	Kryteria projektowania napędu energooszczędnego, optymalizacja uwzględniająca kryterium techniczno-ekonomiczne.	3
T-W-9	Normy i przepisy prawne, dyrektywy unijne (LVD, EMC, MD), bezpieczeństwo maszyn, wymagania stawiana układom napędowym, proces redukcji ryzyka, identyfikacja zagrożeń, kategorie bezpieczeństwa i zatrzymania maszyn, wymagania BHP, system oceny zgodności, znak CE, deklaracja zgodności.	4
T-W-10	"Case study" wybranych układów napędowych.	6
		45

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
projekty
A-P-1	Uczestnictwo w zajęciach.	25
A-P-2	Praca własna nad projektem.	40
		65
wykłady
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach.	45
A-W-2	Uzupełnienie wiedzy z literatury.	7
A-W-3	Przygotowanie do egzaminu.	7
A-W-4	Egzamin	1
		60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	Wykład informacyjny.
M-2	Wykład problemowy.
M-3	Metoda przypadków polegajaca na analizowaniu rozwiazan konkretnych problemów technicznych.
M-4	Projekt

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena podsumowująca: Sposób oceny (projekt): - ocena podsumowująca na podstawie przedstawionego i obronionego projektu.
S-2	Ocena podsumowująca: Sposób oceny (wykład): - ocena podsumowująca na podstawie egzaminu pisemnego oraz rozmowy ze studentem.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
EL_2A_O04-01_W01 Student opanował podstawową wiedzę z zakresu systemów napędu elektrycznego. Zna podstawowe charakterystyki maszyn elektrycznych oraz roboczych, jak również sposobów regulacji parametrów systemu napędowego.	EL_2A_W03, EL_2A_W10	—	—	C-3, C-1, C-2	T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-9, T-W-7, T-W-10, T-W-8	M-1, M-2, M-3	S-2

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
EL_2A_O04-01_U01 Student potrafi określić moc zapotrzebowaną przez maszynę roboczą, potrafi dobrać silnik i przekształtnik mocy oraz zabezpieczenia.Potrafi zaprojektować prosty układ sterowania systemem napędowym.	EL_2A_U02, EL_2A_U09, EL_2A_U11, EL_2A_U15, EL_2A_U17	—	—	C-3, C-1, C-2	T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-9, T-W-7, T-W-10, T-W-8, T-P-2, T-P-4, T-P-1, T-P-3	M-1, M-2, M-3, M-4	S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
EL_2A_O04-01_W01 Student opanował podstawową wiedzę z zakresu systemów napędu elektrycznego. Zna podstawowe charakterystyki maszyn elektrycznych oraz roboczych, jak również sposobów regulacji parametrów systemu napędowego.	2,0
	3,0	Student opanował podstawową wiedzę z zakresu systemów napędu elektrycznego. Zna podstawowe charakterystyki maszyn elektrycznych oraz roboczych, jak również sposobów regulacji parametrów systemu napędowego.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
EL_2A_O04-01_U01 Student potrafi określić moc zapotrzebowaną przez maszynę roboczą, potrafi dobrać silnik i przekształtnik mocy oraz zabezpieczenia.Potrafi zaprojektować prosty układ sterowania systemem napędowym.	2,0
	3,0	Student potrafi określić moc zapotrzebowaną przez maszynę roboczą, potrafi dobrać silnik i przekształtnik mocy oraz zabezpieczenia.Potrafi zaprojektować prosty układ sterowania systemem napędowym.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Literatura podstawowa

Kazimierkowski M.P., Kalus M., Polski program efektywnego wykorzystania energii w napędach elektrycznych, Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A., Warszawa, 2004, http://www.portal.pemp.pl/

Literatura dodatkowa

Drury B., The Control Techniques Drives and Controls Handbook, The Institution of Engineering and Technology, United Kingdom, 2009, Second edition
Barnes M., Practical Variable Speed Drives and Power Electronics, Elsevier, 2003
El-Sharkawi M., Fundamentals of Electric Drives, Brooks/Cole, 2000
Trzynadlowski A. M., Control of Induction Motors, Academic Press, 2001
Kiel E., Drive Solutions - Mechatronics for Production and Logistics, Springer-Verlag, 2008
Seung-Ki Sul, Control of Electric Machine Drive Systems, John Wiley & Sons, 2011
Makieła D., Wysokoobrotowe silniki BLDC, Spatium, 2020
Bernatt J., Obwody elektryczne i magnetyczne maszyn elektrycznych wzbudzanych magnesami trwałymi, KOMEL, 2010
Glinka T., Maszyny elektryczne i transformatory, PWN, 2018

Treści programowe - projekty

KOD	Treść programowa	Godziny
T-P-1	Wprowadzenie do projektowania systemów napędowych.	2
T-P-2	Omówienie narzędzi wspomagających projektowanie systemów napędowych.	4
T-P-3	Projekt wybranego systemu napędowego lub instalacji przemysłowej w skład której wejdzie: określenie mocy zapotrzebowanej przez maszynę roboczą, określenie jej dynamiki, dobór silnika i układów przekształtnikowych do regulacji parametrów pracy systemu napędowego oraz zabezpieczeń i układów dodatkowych oraz przeprowadzenie audytu energetycznego.	15
T-P-4	Prezentacja wykonanego projektu.	4
		25

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Podstawowe informacje dotyczące napędu elektrycznego - elementy układu napędowego, charakterystyki maszyn roboczych ich podział oraz przykładowe maszyny robocze. Charakterystyki maszyn elektrycznych oraz ich podział. Punkt pracy napędu. Równowaga statyczna oraz równanie ruchu.	10
T-W-2	Napędy z silnikami prądu stałego.	3
T-W-3	Napędy z silnikami indukcyjnymi prądu przemiennego.	3
T-W-4	Napędy z silnikami z magnesami trwałymi.	3
T-W-5	Dynamika maszyn i napędów elektrycznych.	5
T-W-6	Regulacja prędkości obrotowej silników elektrycznych, w tym również w złożonych układach napędowych.	4
T-W-7	Zagadnienia energooszczędności w nieregulowanym i regulowanym napędzie elektrycznym.	4
T-W-8	Kryteria projektowania napędu energooszczędnego, optymalizacja uwzględniająca kryterium techniczno-ekonomiczne.	3
T-W-9	Normy i przepisy prawne, dyrektywy unijne (LVD, EMC, MD), bezpieczeństwo maszyn, wymagania stawiana układom napędowym, proces redukcji ryzyka, identyfikacja zagrożeń, kategorie bezpieczeństwa i zatrzymania maszyn, wymagania BHP, system oceny zgodności, znak CE, deklaracja zgodności.	4
T-W-10	"Case study" wybranych układów napędowych.	6
		45

Formy aktywności - projekty

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-P-1	Uczestnictwo w zajęciach.	25
A-P-2	Praca własna nad projektem.	40
		65

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach.	45
A-W-2	Uzupełnienie wiedzy z literatury.	7
A-W-3	Przygotowanie do egzaminu.	7
A-W-4	Egzamin	1
		60

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	EL_2A_O04-01_W01	Student opanował podstawową wiedzę z zakresu systemów napędu elektrycznego. Zna podstawowe charakterystyki maszyn elektrycznych oraz roboczych, jak również sposobów regulacji parametrów systemu napędowego.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	EL_2A_W03	Ma pogłębioną, podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie teorii pola elektromagnetycznego, w tym niezbędną wiedzę do zrozumienia działania złożonych maszyn i urządzeń elektrycznych oraz systemów elektrotechnicznych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	EL_2A_W10	Zna i rozumie metodykę projektowania elektromechanicznych systemów napędowych
Cel przedmiotu	C-3	Zdobycie wiedzy umożliwiającej przeprowadzenie audytu energetycznego w napędach elektrycznych.
	C-1	Rozszerzenie wiedzy z zakresu napędu elektrycznego.
	C-2	Zdobycie wiedzy umożliwiającej projektowanie systemów napędowych uwzględniające kryterium techniczno-ekonomiczne.
Treści programowe	T-W-1	Podstawowe informacje dotyczące napędu elektrycznego - elementy układu napędowego, charakterystyki maszyn roboczych ich podział oraz przykładowe maszyny robocze. Charakterystyki maszyn elektrycznych oraz ich podział. Punkt pracy napędu. Równowaga statyczna oraz równanie ruchu.
	T-W-2	Napędy z silnikami prądu stałego.
	T-W-3	Napędy z silnikami indukcyjnymi prądu przemiennego.
	T-W-4	Napędy z silnikami z magnesami trwałymi.
	T-W-5	Dynamika maszyn i napędów elektrycznych.
	T-W-6	Regulacja prędkości obrotowej silników elektrycznych, w tym również w złożonych układach napędowych.
	T-W-9	Normy i przepisy prawne, dyrektywy unijne (LVD, EMC, MD), bezpieczeństwo maszyn, wymagania stawiana układom napędowym, proces redukcji ryzyka, identyfikacja zagrożeń, kategorie bezpieczeństwa i zatrzymania maszyn, wymagania BHP, system oceny zgodności, znak CE, deklaracja zgodności.
	T-W-7	Zagadnienia energooszczędności w nieregulowanym i regulowanym napędzie elektrycznym.
	T-W-10	"Case study" wybranych układów napędowych.
	T-W-8	Kryteria projektowania napędu energooszczędnego, optymalizacja uwzględniająca kryterium techniczno-ekonomiczne.
Metody nauczania	M-1	Wykład informacyjny.
	M-2	Wykład problemowy.
	M-3	Metoda przypadków polegajaca na analizowaniu rozwiazan konkretnych problemów technicznych.
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Sposób oceny (wykład): - ocena podsumowująca na podstawie egzaminu pisemnego oraz rozmowy ze studentem.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student opanował podstawową wiedzę z zakresu systemów napędu elektrycznego. Zna podstawowe charakterystyki maszyn elektrycznych oraz roboczych, jak również sposobów regulacji parametrów systemu napędowego.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	EL_2A_O04-01_U01	Student potrafi określić moc zapotrzebowaną przez maszynę roboczą, potrafi dobrać silnik i przekształtnik mocy oraz zabezpieczenia.Potrafi zaprojektować prosty układ sterowania systemem napędowym.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	EL_2A_U02	Potrafi pracować indywidualnie i w zespole, potrafi ocenić czasochłonność zadania, potrafi kierować małym zespołem w sposób zapewniający realizację zadania w określonym terminie
	EL_2A_U09	Potrafi ocenić i porównać rozwiązania projektowe oraz wynikające z nich konsekwencje użytkowe i ekonomiczne (energooszczędność, straty, szybkość działania, elastyczność, itp.) komponentów oraz układów zasilania różnego rodzaju obiektów, w tym wykorzystujących energię elektryczną ze źródeł odnawialnych
	EL_2A_U11	Potrafi sformułować specyfikę projektową złożonego układu lub systemu elektrycznego oraz napędowego z uwzględnieniem aspektów prawnych, w tym ochrony własności intelektualnej oraz innych aspektów pozatechnicznych takich jak oddziaływanie na otoczenie (np. środowisko naturalne), korzystając m.in. z norm regulujących działanie takich systemów
	EL_2A_U15	Potrafi oszacować koszt procesu projektowania i realizacji układu lub systemu elektroenergetycznego
	EL_2A_U17	Potrafi zaprojektować sieci i instalacje elektroenergetyczne i oświetleniowe oraz przygotować dokumentację budowlaną i wykonawczą z uwzględnieniem zadanych warunków technicznych, użytkowych i ekonomicznych z wykorzystaniem zaawansowanych technik projektowych
Cel przedmiotu	C-3	Zdobycie wiedzy umożliwiającej przeprowadzenie audytu energetycznego w napędach elektrycznych.
	C-1	Rozszerzenie wiedzy z zakresu napędu elektrycznego.
	C-2	Zdobycie wiedzy umożliwiającej projektowanie systemów napędowych uwzględniające kryterium techniczno-ekonomiczne.
Treści programowe	T-W-1	Podstawowe informacje dotyczące napędu elektrycznego - elementy układu napędowego, charakterystyki maszyn roboczych ich podział oraz przykładowe maszyny robocze. Charakterystyki maszyn elektrycznych oraz ich podział. Punkt pracy napędu. Równowaga statyczna oraz równanie ruchu.
	T-W-2	Napędy z silnikami prądu stałego.
	T-W-3	Napędy z silnikami indukcyjnymi prądu przemiennego.
	T-W-4	Napędy z silnikami z magnesami trwałymi.
	T-W-5	Dynamika maszyn i napędów elektrycznych.
	T-W-6	Regulacja prędkości obrotowej silników elektrycznych, w tym również w złożonych układach napędowych.
	T-W-9	Normy i przepisy prawne, dyrektywy unijne (LVD, EMC, MD), bezpieczeństwo maszyn, wymagania stawiana układom napędowym, proces redukcji ryzyka, identyfikacja zagrożeń, kategorie bezpieczeństwa i zatrzymania maszyn, wymagania BHP, system oceny zgodności, znak CE, deklaracja zgodności.
	T-W-7	Zagadnienia energooszczędności w nieregulowanym i regulowanym napędzie elektrycznym.
	T-W-10	"Case study" wybranych układów napędowych.
	T-W-8	Kryteria projektowania napędu energooszczędnego, optymalizacja uwzględniająca kryterium techniczno-ekonomiczne.
	T-P-2	Omówienie narzędzi wspomagających projektowanie systemów napędowych.
	T-P-4	Prezentacja wykonanego projektu.
	T-P-1	Wprowadzenie do projektowania systemów napędowych.
	T-P-3	Projekt wybranego systemu napędowego lub instalacji przemysłowej w skład której wejdzie: określenie mocy zapotrzebowanej przez maszynę roboczą, określenie jej dynamiki, dobór silnika i układów przekształtnikowych do regulacji parametrów pracy systemu napędowego oraz zabezpieczeń i układów dodatkowych oraz przeprowadzenie audytu energetycznego.
Metody nauczania	M-1	Wykład informacyjny.
	M-2	Wykład problemowy.
	M-3	Metoda przypadków polegajaca na analizowaniu rozwiazan konkretnych problemów technicznych.
	M-4	Projekt
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Sposób oceny (projekt): - ocena podsumowująca na podstawie przedstawionego i obronionego projektu.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student potrafi określić moc zapotrzebowaną przez maszynę roboczą, potrafi dobrać silnik i przekształtnik mocy oraz zabezpieczenia.Potrafi zaprojektować prosty układ sterowania systemem napędowym.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0