Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (N2)

Sylabus przedmiotu Projektowanie elektrycznych systemów napędowych:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Elektrotechnika
Forma studiów studia niestacjonarne 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) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny 5 Grupa obieralna 2

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW2 18 1,40,56egzamin
projektyP2 15 1,60,44zaliczenie

Wymagania wstępne

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

Cele przedmiotu

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

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
projekty
T-P-1Wprowadzenie do projektowania systemów napędowych.1
T-P-2Omówienie narzędzi wspomagających projektowanie systemów napędowych.3
T-P-3Projekt wybranego systemu napędowego lub instalacji przemysłowej w skład której wejdzie: określenie mocy zapotrzebowanej przez maszyny robocze, określenie jej dynamiki, dobór silnika i układów przekształtnikowych do regulacji parametrów pracy systemu napędowego oraz zabezpieczeń i układów dodatkowych oraz przeprowadzenie audytu energetycznego.9
T-P-4Prezentacja wykonanego projektu2
15
wykłady
T-W-1Podstawowe 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.3
T-W-2Napędy z silnikami prądu stałego.2
T-W-3Napędy z silnikami indukcyjnymi prądu przemiennego.2
T-W-4Napędy z silnikami z magnesami trwałymi.2
T-W-5Dynamika maszyn i napędów elektrycznych.1
T-W-6Regulacja prędkości obrotowej silników elektrycznych, w tym również w złożonych układach napędowych.1
T-W-7Zagadnienia energooszczędności w nieregulowanym i regulowanym napędzie elektrycznym.2
T-W-8Kryteria projektowania napędu energooszczędnego, optymalizacja uwzględniająca kryterium techniczno-ekonomiczne.2
T-W-9Normy 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.2
T-W-10"Case study" wybranych układów napędowych.1
18

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
projekty
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-P-2Praca własna nad projektem23
A-P-3Konsultacje2
40
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.18
A-W-2Uzupełnienie wiedzy z literatury.10
A-W-3Przygotowanie do egzaminu7
A-W-4Egzamin1
36

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny.
M-2Wykład problemowy.
M-3Metoda przypadków polegająca na analizowaniu rozwiązań konkretnych problemów technicznych.
M-4Projekt

Sposoby oceny

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

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób 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_W10, EL_2A_W03——C-3T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-9M-1, M-2, M-3S-2

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób 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-3T-P-1, T-P-4, T-P-2, T-P-3, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-10, T-W-7, T-W-8, T-W-9M-1, M-2, M-4, M-3S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium 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.		2,0Student uzyskał poniżej 50% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
3,0Student uzyskał od pomiędzy 50% a 60% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
3,5Student uzyskał od pomiędzy 61% a 70% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
4,0Student uzyskał od pomiędzy 71% a 80% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
4,5Student uzyskał od pomiędzy 81% a 90% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
5,0Student uzyskał od pomiędzy 91% a 100% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium 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.		2,0Student uzyskał poniżej 50% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
3,0Student uzyskał od pomiędzy 50% a 60% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
3,5Student uzyskał od pomiędzy 61% a 70% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
4,0Student uzyskał od pomiędzy 71% a 80% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
4,5Student uzyskał od pomiędzy 81% a 90% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
5,0Student uzyskał od pomiędzy 91% a 100% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.

Literatura podstawowa

  1. 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

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

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Wprowadzenie do projektowania systemów napędowych.1
T-P-2Omówienie narzędzi wspomagających projektowanie systemów napędowych.3
T-P-3Projekt wybranego systemu napędowego lub instalacji przemysłowej w skład której wejdzie: określenie mocy zapotrzebowanej przez maszyny robocze, określenie jej dynamiki, dobór silnika i układów przekształtnikowych do regulacji parametrów pracy systemu napędowego oraz zabezpieczeń i układów dodatkowych oraz przeprowadzenie audytu energetycznego.9
T-P-4Prezentacja wykonanego projektu2
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Podstawowe 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.3
T-W-2Napędy z silnikami prądu stałego.2
T-W-3Napędy z silnikami indukcyjnymi prądu przemiennego.2
T-W-4Napędy z silnikami z magnesami trwałymi.2
T-W-5Dynamika maszyn i napędów elektrycznych.1
T-W-6Regulacja prędkości obrotowej silników elektrycznych, w tym również w złożonych układach napędowych.1
T-W-7Zagadnienia energooszczędności w nieregulowanym i regulowanym napędzie elektrycznym.2
T-W-8Kryteria projektowania napędu energooszczędnego, optymalizacja uwzględniająca kryterium techniczno-ekonomiczne.2
T-W-9Normy 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.2
T-W-10"Case study" wybranych układów napędowych.1
18

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-P-2Praca własna nad projektem23
A-P-3Konsultacje2
40
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.18
A-W-2Uzupełnienie wiedzy z literatury.10
A-W-3Przygotowanie do egzaminu7
A-W-4Egzamin1
36
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięEL_2A_O04-01_W01Student 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 studiówEL_2A_W10Zna i rozumie metodykę projektowania elektromechanicznych systemów napędowych
EL_2A_W03Ma pogłębioną, podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie teorii pola elektromagnetycznego, w tym niezbędną wiedzę do zrozumienia działania złożonych maszyn i urządzeń elektrycznych oraz systemów elektrotechnicznych
Cel przedmiotuC-3Zdobycie wiedzy umożliwiającej przeprowadzenie audytu energetycznego w napędach elektrycznych.
Treści programoweT-W-1Podstawowe 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-2Napędy z silnikami prądu stałego.
T-W-3Napędy z silnikami indukcyjnymi prądu przemiennego.
T-W-5Dynamika maszyn i napędów elektrycznych.
T-W-6Regulacja prędkości obrotowej silników elektrycznych, w tym również w złożonych układach napędowych.
T-W-9Normy 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.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny.
M-2Wykład problemowy.
M-3Metoda przypadków polegająca na analizowaniu rozwiązań konkretnych problemów technicznych.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Sposób oceny (wykład): - ocena podsumowująca na podstawie egzaminu pisemnego oraz rozmowy ze studentem.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student uzyskał poniżej 50% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
3,0Student uzyskał od pomiędzy 50% a 60% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
3,5Student uzyskał od pomiędzy 61% a 70% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
4,0Student uzyskał od pomiędzy 71% a 80% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
4,5Student uzyskał od pomiędzy 81% a 90% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
5,0Student uzyskał od pomiędzy 91% a 100% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięEL_2A_O04-01_U01Student 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 studiówEL_2A_U02Potrafi pracować indywidualnie i w zespole, potrafi ocenić czasochłonność zadania, potrafi kierować małym zespołem w sposób zapewniający realizację zadania w określonym terminie
EL_2A_U09Potrafi 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_U11Potrafi 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_U15Potrafi oszacować koszt procesu projektowania i realizacji układu lub systemu elektroenergetycznego
EL_2A_U17Potrafi 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 przedmiotuC-3Zdobycie wiedzy umożliwiającej przeprowadzenie audytu energetycznego w napędach elektrycznych.
Treści programoweT-P-1Wprowadzenie do projektowania systemów napędowych.
T-P-4Prezentacja wykonanego projektu
T-P-2Omówienie narzędzi wspomagających projektowanie systemów napędowych.
T-P-3Projekt wybranego systemu napędowego lub instalacji przemysłowej w skład której wejdzie: określenie mocy zapotrzebowanej przez maszyny robocze, określenie jej dynamiki, dobór silnika i układów przekształtnikowych do regulacji parametrów pracy systemu napędowego oraz zabezpieczeń i układów dodatkowych oraz przeprowadzenie audytu energetycznego.
T-W-1Podstawowe 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-2Napędy z silnikami prądu stałego.
T-W-3Napędy z silnikami indukcyjnymi prądu przemiennego.
T-W-4Napędy z silnikami z magnesami trwałymi.
T-W-5Dynamika maszyn i napędów elektrycznych.
T-W-6Regulacja prędkości obrotowej silników elektrycznych, w tym również w złożonych układach napędowych.
T-W-10"Case study" wybranych układów napędowych.
T-W-7Zagadnienia energooszczędności w nieregulowanym i regulowanym napędzie elektrycznym.
T-W-8Kryteria projektowania napędu energooszczędnego, optymalizacja uwzględniająca kryterium techniczno-ekonomiczne.
T-W-9Normy 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.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny.
M-2Wykład problemowy.
M-4Projekt
M-3Metoda przypadków polegająca na analizowaniu rozwiązań konkretnych problemów technicznych.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Sposób oceny (projekt): - ocena podsumowująca na podstawie przedstawionego i obronionego projektu.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student uzyskał poniżej 50% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
3,0Student uzyskał od pomiędzy 50% a 60% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
3,5Student uzyskał od pomiędzy 61% a 70% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
4,0Student uzyskał od pomiędzy 71% a 80% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
4,5Student uzyskał od pomiędzy 81% a 90% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.
5,0Student uzyskał od pomiędzy 91% a 100% punktów z części zaliczenia dotyczącego efektu kształcenia.