Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Villamos gépek mikroprocesszoros vezérlése

    A tantárgy angol neve: Microprocessor Control of Electrical Machines

    Adatlap utolsó módosítása: 2006. július 1.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2015. január 31.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    Standard tárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIVG4155 8 4/0/0/v 5 1/1
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Veszprémi Károly,
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr.Veszprémi Károly

    docens

    VET (VG)

    Dr.Hunyár Mátyás

    docens

    VET (VG)

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Villamos energetika, Szabályozástechnika, Elektronika

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    -----------

    Tematikaütközés miatt a tárgyat csak azok vehetik fel, akik korábban nem hallgatták a következő tárgyakat:

    Neptun-kód Cím

    ---------

    7. A tantárgy célkitűzése

    Az elfogyasztott energia nagy részét kitevő villamos gép fogyasztók információ feldolgozáson alapuló vezérlésének, szabályozásának, különböző szempontok szerinti optimalizálásának napjaink fejlett mikroprocesszoros technikáján alapuló megvalósítási lehetőségeinek megismertetése.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    1. Mikroprocesszoros (m P-s) hajtásirányító rendszerek.

    - A m P-s hajtásirányító rendszerrel szemben támasztott követelmények.

    - Hardware követelmények. Az analóg és digitális rendszerek összehasonlítása.

    - Software követelmények.

    1.1. A m P-s hajtásirányító rendszerek hardware elemei.

    - Általános felépítése.

    1.1.1. A hajtásirányító rendszerekben alkalmazott mikroszámítógép egységek.

    - mikroprocesszorok (8, 16, 32 bites)

    - mikrokontrollerek

    - digitális jelprocesszorok

    - aritmetikai egységek

    - többprocesszoros rendszerek.

    1.1.2. Folyamat interface

    a./ Jelérzékelés:

    - Villamos jelek: feszültség, áram, fluxus, Park-vektoraik, mérőegységeik.

    - Mechanikai jelek: nyomaték, szögsebesség, pozíció, jeladóik.

    - Digitalizálási módszerek (közvetlen, közvetett).

    - Obszerverek.

    b./ Beavatkozás:

    Digitális gyújtásvezérlő rendszerek:

    - Az egyes hajtástípusok gyújtásvezérlési követelményei.

    - Analóg és digitális megvalósítás, szinkronozó egységek.

    - Software típusú gyújtásvezérlő.

    - Hardware típusú gyújtásvezérlő.

    - Kikapcsolható félvezetők meghajtó áramkörei.

    Impulzus szélesség modulációs (ISZM) rendszerek:

    - Analóg megvalósítás

    - Hardware ISZM: diszkrét, cél IC-k

    - Software ISZM: on-line, off-line.

    Védelmek.

    1.1.3. Felhasználói interface

    - Kezelőszervek, kijelzők.

    - Host computer, feladata, illesztése, szabványos buszok.

    1.2. A m P-s hajtásirányító software elemei.

    - Rendszertechnika: mintavételezés, megszakítások, prioritások, egymásbaágyazás, feladatmegosztás, számábrázolás.

    - A jelérzékelés software elemei: felbontások, léptékezés, szűrési algoritmusok, becslési eljárások, hibaanalízis.

    - Szabályozási algoritmusok, korlátozások hatásai, adaptivitások, zavarkompenzációs eljárások.

    - Nemlineáris függvénykapcsolatok kezelése: on-line algoritmusok, off-line táblázatok, táblázatok felépítési, szervezési, kezelési, címzési elvei.

    - Paraméter identifikációk.

    2. m P-s irányítású hajtások.

    2.1. Egyenáramú hajtások.

    2.1.1. Hálózati kommutációs áramirányítós hajtás m P-s irányítása.

    - Irányítási elvek, szabályozási módszerek, adaptivitás a folyamatos és szaggatott vezetési állapotokra, megvalósítás.

    2.1.2. Szaggatóról táplált m P-s irányítású egyenáramú hajtás.

    - Vezérlési módszerek, szabályozási elvek, megvalósítás.

    2.2. Aszinkronmotoros hajtások.

    - Szabályozási elvek, a mezőorientált szabályozás elve.

    2.2.1. Frekvenciaváltós hajtások.

    a./ Feszültséginverteres hajtások:

    - Egyszerű feszültséginverteres m P-s irányítású hajtás megvalósítása.

    - ISZM feszültséginverteres m P-s irányítású hajtás megvalósítása.

    - Mezőorientált aszinkron szervóhajtás.

    b./ Áraminverteres hajtások:

    - Hagyományos fázissorrend kommutációs áraminverter mezőorientált szabályozású m P-s irányításának megvalósítása.

    - Szinuszos be- és kimenetű IGBT-s áraminverter mikroszámítógépes irányításának megvalósítása.

    2.2.2. Feszültség-szabályozott hajtások.

    - IGBT-s szaggatóról táplált aszinkronmotoros hajtás irányítása digitális jelprocesszorral.

    2.2.3. Energiatakarékos aszinkronmotoros hajtások.

    - Az energiatakarékosság lehetséges eszközei félvezetős villamos hajtásokban.

    - Szinuszos kimenő feszültség / áram megvalósítása.

    - Aszinkronmotoros hajtások alapvető energiatakarékos szabályozási elvei.

    - m P-s mezőorientált szabályozású feszültséginverter energiatakarékos üzeme (állandó üzem, gyakran reverzáló).

    - m P-s szabályozású áraminverter optimális szlippel, adaptív megoldások.

    2.3. Szinkrongépek m P-s irányítása.

    - Áramirányítós szinronmotoros hajtás mikroszámítógépes irányításának megvalósítása.

    - Szinkronmotoros szervóhajtások

    - m P-s gerjesztésszabályozás.

    Főáramköri megoldások.

    A szabályozó fő feladatai.

    A szabályozókör struktúrájának megválasztása, sima átmenetek biztosítása a tartomány határokon.

    A megvalósítás hardware , software részletei.

    - Nagy szinkrongépek indítása.

    3. Villamos hajtások szimulációs módszerei.

    - Állapottér módszer.

    - Numerikus módszerek.

    - Mátrixos iterációs módszer állandósult munkapont meghatározására.

    - Szimmetriaviszonyok kihasználása.

    4. Számítógépes villamosgép- és hajtáskiválasztás.

    - A szakértői rendszer felépítésének szempontjai, a szükséges információk, a kiválasztás szempontjai.

    - Számítógépes villamos hajtás diagnosztika és monitoring.

    5. Korszerű szabályozási módszerek és eszközök.

    - Neurális hálózatok, fuzzy logika, transputerek, FPGA, ASIC áramkörök alkalmazása villamos hajtások digitális irányításában.

    - Érzékelők nélküli szabályozások, obszerverek.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    (előadás, gyakorlat, laboratórium):

    Előadás. A tárgyhoz a Laboratórium c. tárgy keretében mérési gyakorlatok is tartoznak.

    10. Követelmények

    a. A szorgalmi időszakban: 1 db. Zh. megirása min. elégséges (2) eredménnyel.

    b. A vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga

    c. Elővizsga: az elővizsga feltétele a min. jó (4) Zh. eredmény.

    11. Pótlási lehetőségek

    A szorgalmi időszakban: 1 alkalommal.

    A vizsgaidőszakban: 1 alkalommal.

    12. Konzultációs lehetőségek

    A szorgalmi időszakban: Zh. elötti héten.

    A vizsgaidőszakban: heti 1 alkalommal.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Halász S.: Villamos hajtások. Egyetemi tankönyv 1993

    Halász S., Hunyár M., Schmidt I.: Automatizált villamos hajtások. II. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 1998.

    Tanszéki sokszorosított segédlet

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    Kontakt óra

    60

    Félévközi készülés órákra

    Felkészülés zárthelyire

    30

    Házi feladat elkészítése

    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

    10

    ..

    Vizsgafelkészülés

    50

    Összesen

    150

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr.Veszprémi Károly

    docens

    VET (VG)

    Dr.Hunyár Mátyás

    docens

    VET (VG)