Sök i programutbudet

Använd sökfunktionen för att leta efter kurser och program i Chalmers utbildningsutbud. Den programplan och utbildningsplan som avser dina studier är i allmänhet från det läsår du började dina studier.

​​​​​​​​​​​​​

Kursplan för

Läsår
ENM075 - Elektriska drivsystem 2
 
Kursplanen fastställd 2014-02-21 av programansvarig (eller motsvarande)
Ägare: MPEPO
7,5 Poäng
Betygskala: TH - Fem, Fyra, Tre, Underkänt
Utbildningsnivå: Avancerad nivå
Huvudområde: Elektroteknik
Institution: 47 - ENERGI OCH MILJÖ


Undervisningsspråk: Engelska
Sökbar för utbytesstudenter
Blockschema: A

Modul   Poängfördelning   Tentamensdatum
Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 Sommarkurs Ej Lp
0107 Tentamen 7,5 hp Betygskala: TH   7,5 hp   16 Mar 2016 fm EKL,  04 Apr 2016 em EKL,  19 Aug 2016 em M

I program

MPEPO ELKRAFTTEKNIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 1 (obligatoriskt valbar)
MPSYS SYSTEMTEKNIK, REGLERTEKNIK OCH MEKATRONIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)

Examinator:

Tekniklektor  Stefan Lundberg


Ersätter

EEK615   Electric drives-2


  Gå till kurshemsida

Behörighet:


För kurser på avancerad nivå gäller samma grundläggande och särskilda behörighetskrav som till det kursägande programmet. (När kursen är på avancerad nivå men ägs av ett grundnivåprogram gäller dock tillträdeskrav för avancerad nivå.)
Undantag från tillträdeskraven: Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

ENM055 - Elektriska drivsystem 1

Syfte

Syftet med kursen är att studenterna ska utveckla och uppvisa förmåga att designa ett högpresterande elektriskt drivsystem. I kursen ingår även att studenterna ska kunna implementera ett sådant drivsystem i simuleringsmiljön Matlab/Simulink och de ska utveckla sin förmåga att tolka och bedöma prestandan av det implementerade systemet. I kursen behandlas både drivsystem med asynkronmaskiner och permanentmagnetiserade synkronmaskiner, med och utan hastighets- och positionssensorer. Att härleda de dynamiska ekvationerna från den fysiska uppbyggnaden av elektriska maskiner samt att strukturera dem så de är anpassade för simuleringsmiljön ingår som ett mål i kursen. Högpresterande elektriska drivsystem används i många olika applikationer och några exempel är: El- och hybridfordon, robotar, förnyelsebar energiproduktion (vindkraftverk, vågkraftverk, solcells anläggningar,..), elektriska servoapplikationer, portöppnarsystem, transportband, vävmaskiner för textilindustri,...

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)


  • Konstruera/utveckla en fältorienterad styrning för en asynkronmaskin och en permanentmagnetiserad synkronmaskin samt bedöma ström- och hastighetsregulatorers prestanda då en linjär effektförstärkare används.

  • Presentera strömmar, spänningar samt flöden i de stationära 3- och 2-fassystemen och i det roterande 2-fassystemet samt att kunna omvandla storheterna mellan de olika systemen.

  • Beskriva funktionssättet för en trefasomvandlare och bestämma switchmönstret som skapas av omvandlaren och dess påverkan på maskinen.

  • Beskriva hur en U/f styrning fungerar

  • Implementera och bedöma prestandan av en flödesobservator baserad på strömmodellen i direkt och indirekt flödesorientering samt att kunna implementera och utvärdera aktiv dämpning, framkoppling och förhindring av integratoruppvridning i reglersystemet.

  • Beskriva och utvärdera flödesobservatorn baserad på spänningsmodellen

  • Utföra ett praktiskt experiment för att bestämma asynkronmaskinens ekvivalenta parametrar samt att mäta de relevanta storheterna under startförloppet av asynkronmaskinen.

  • Bygga upp och genomföra en simulering av asynkronmaskinens startförlopp samt att utvärdera/bedöma giltigheten av simuleringsresultaten jämfört med de uppmätta storheterna.

  • Använda modeller på tillståndsform för att simulera elektriska maskiner samt att kunna härleda tillståndsmodellerna från maskinernas standard ekvationer.

  • Designa ström-, varvtal- och positionsregulatorer för elektriska maskiner baserat på systemets bandbredds krav, maskinens parametrar och kraftelektroniken som matar maskinen.

  • Designa reglersystem som motverkar integratoruppvridning och som utnyttjar fältförsvagning av maskinen.

Innehåll

Föreläsningar och övningar:
Matematiska transformationer: Transformering av spänningar, flöden och strömmar mellan det fysikaliska 3-fassystemet och ett fiktivt 2-fassystem. Transformering av spänningar, flöden och strömmar mellan stationärt och roterande koordinatsystem.
Modeller av elektriska maskiner: Härleda ekvationerna som beskriver asynkronmaskinen samt permanentmagnetiserad synkronmaskinen, utgående från den fysiska beskrivningen av maskinen.
Modellering på tillståndsform: Implementera maskinekvationerna på en form som är lämplig för simuleringsverktyget.
Regulatorer: Design av ström-, varvtal- och positionsregulatorer genom att forma det slutna systemets överföringsfunktion samt strategier för att förhindra integratoruppvridning.
Kraftelektronisk omvandlare: Omvandling från spänningsreferens till pulsbreddsmodulerad spänning som matar den elektriska maskinen.
U/f styrning: Reglerstrategi som är lämplig när den dynamiska prestandan av drivsystemet inte behöver vara hög.
Fältorienterad styrning: Dynamiskt högpresterande reglersystem för elektriska maskiner som bygger på den fältorienterade reglerstrategin, både med direkt och indirekt fältorientering.
Flödesobservatorer: Spänningsmodellen och strömmodellen.
Sensorlös reglering: Sensorlös reglering betyder hastighets- och positionssensorlös, reglerstrategier som eliminerar dessa sensorer.
Fältförsvagning: Användandet av fältförsvagning för att öka hastigheten av maskinen över nominell hastighet.
Digital implementering: Implementering av reglersystemet i en dator.

Laboration (obligatoriskt):
Parametrarna för asynkronmaskinen som utvärderas i projektarbetet bestäms i en praktisk 4 timmars laboration.

Projektarbete (obligatoriskt):
Ett obligatoriskt simulerings projektarbete skall genomföras under kursens gång. Det behandlar design och utvärdering av ett högpresterande drivsystem för en asynkronmaskin och en permanentmagnetiserad synkronmaskin.

Organisation

Kursen består av 18 föreläsningar (2 x 45 min), 9 övningar (2 x 45 min), 1 laboration (4h) och ett designprojektarbete av en fältorienterad styrning för en asynkronmaskin och en permanentmagnetiserad synkronmaskin (52 tim).

Litteratur

Kompendium: Control of Electrical Drives, Lennart Harnefors, KTH 2002.

Examination

Skriftlig tentamen. Betygsskala, U, 3, 4, 5. Godkänd laboration samt godkänt projektarbete


Sidansvarig Publicerad: on 24 jan 2018.