Göm meny

TSFS04 Elektriska drivsystem, 6hp, VT1 2017

Allmän information

Aktuellt

2018-01-18
Labblistorna för anmälning till kursens labbar sitter nu uppe i Fordonssystems korridor, B-huset, ingång 27,m E-korridoren. Oservera att det är fyra tillfällen att anmäla sig till, Lab 1a, Lab 1b, Lab 2 och Lab 3.
2018-01-10
Info om kurspacket uppdaterat för 2018.
2017-12-21
Kurshemsidan för VT 2018 är under konstruktion.

Kursansvarig

Kursansvarig är Andreas Thomasson, Tel: 286862, Epost: andreas.thomasson@liu.se

Lektions och laborationsansvariga

Lektionsassistent är Mattias Krysander, Tel: 282198, Epost: mattias.krysander@liu.se

Laborationsansvarig är Sergii Voronov, Tel: 285713, Epost: sergii.voronov@liu.se

Laborationsassistenter är Sergii Voronov, Andreas Thomasson, Victor Fors och Iman Shafikhani

Kursmål

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 likströmsmaskinen, synkron/asynkron-maskinen.
  • förklara och utföra beräkningar på elektromekaniska fenomen i maskinerna.
  • redogöra för prestandaegenskaper för olika typer av maskiner.
  • på sakliga grunder kunna välja en passande motortyp för en specificerad applikation.
  • modellera och parametrisera elmaskiner.
  • beskriva hur olika parametrar i motormodellerna påverkar motorprestanda.
  • designa experiment för att identifiera motorparametrar.
  • beräkna effektflöden för elektriska drivsystem.
  • känna till kraftelektronik som används för motorstyrning.
  • känna till och utföra enklare beräkningar för olika styrstrategier.

Kursinnehåll

  • Introduktion av elmaskiner som inkluderar en översiktlig genomgång av olika typer av elmaskiner.
  • Genomgång av de viktigaste beståndsdelarna i elmaskiner 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 styrning av likströmsmaskinen, synkronmaskinen och asynkronmaskinen.
För mer detaljer se kursplanen.

Kurslitteratur

Kurslitteraturen är Electric Machinery och finns sedan något år i två upplagor

  • Fitzgerald and Kingsley's Electric Machinery
    7th International Edition
    ISBN-13:9780071326469
  • Electric Machinery
    6th Edition
Den äldre upplagan heter alltså Electric Machinery och den nya upplagan Fitzgerald & Kingsley's Electric Machinery. Författare är: Charles Jr Kingsley, Stephen D. Umans, A. E. Fitzgerald. Förlag: McGraw-Hill. Den nya upplagan finns att köpa på t.ex. Bokakademin.

Även den 6:e upplagan går bra att använda om man skulle få tag ett begagnat ex. Kopplat till den sjätte upplagan finns en hemsida med bland annat Matlabskript och en errata.

Utöver kursboken finns det ett paket med kursmaterial att köpa hos LiU Servicecenter, Hus A, ingång 19 C (mitt emot LiU-Trycks lokaler). Paketet har numret A1709, kostar ca 200 kr och innehåller lektionskompendium, formelsamling och laborationskompendium.

Tentamen

Tentamen kommer innehålla 5-7 uppgifter om totalt 40 poäng. Merparten av uppgifterna är räkneuppgifter, men det kan även finnas inslag av diskussionsuppgifter eller kunskapsfrågor.

Tillåtna hjälpmedel är:

  • Miniräknare
  • Elektriska drivsystems formelsamling
  • TeFyMa
  • Physics Handbook
  • Mathematics Handbook (Beta)

Gamla tentor

Schema

Kursens schema.

Föreläsningar

I spalten läsanvisning är vissa sidhänvisningar inom parentes vilket innebär att stycket ingår översiktligt. Under föreläsningarna väljer jag ut viktigare delar av det publicerade materialet och utelämnar mindre viktiga delar.

Möte Innehåll Läsanvisning Material
Fö1 Kursformalia, introduktion till elmaskiner, magnetiska kretsar och material. 1.1-1.2 (1.3-1.4) Bilder, anteckningar [Uppdaterad 2018-01-10]
Fö2 Trefassystem och transformatorn. 2.1-2.5 (Appendix A) Bilder, anteckningar [Uppdaterad 2018-01-16]
Fö3 Elektromekaniska energiöverföringsprinciper. 3.1-3.6 Bilder, anteckningar [Uppdaterad 2018-01-22]
Fö4 Grundläggande principer för elmaskiner. 4.1-4.7, ej 4.2.2, 4.3.2 och 4.6.2 Bilder, anteckningar [Uppdaterad 2018-01-23] Animeringar 1 , Animeringar 2
Fö5 Likströmsmotorn. 7.1-7.5, 7.7 Bilder, anteckningar [Uppdaterad 2018-01-29]
Fö6 Styrning av likströmsmotorn. 10.1.1 (gamla upplagan 11.1.1) Bilder, anteckningar [Uppdaterad 2018-02-02]
Fö7 Synkronmaskinen. 5.1-5.3 Bilder, anteckningar [Uppdaterad 2018-02-07]
Fö8 Styrning av synkronmaskinen. 5.4, (5.5), 10.2.1 (gamla upplagan 11.2.1) Bilder, anteckningar [Uppdaterad 2018-02-12]
Se även animation 25, 27, 28 på Animeringar.
Fö9 Asynkronmaskinen. 6.1-6.4, 6.6 Bilder, anteckningar [Uppdaterad 2018-02-19]
Se även animation.
Fö10 Styrning av asynkronmaskinen. 6.5, 10.3.1 (gamla upplagan 11.3.1) Bilder, anteckningar [Uppdaterad 2018-02-23]

Lektioner

Kursen omfattar 10 lektioner, en lektion till varje föreläsning. På lektionerna kommer det finnas möjlighet att räkna och diskutera uppgifter på teorin samt förberedande laborationsuppgifter. Vissa lektioner är förlagda till datorsal då det lämpar sig för beräkning och visualisering av resultat.

Le Lektionsuppgifter Tilläggsmaterial
Le1 1.1, 1.2, 1.3, 1.4
Le2 2.1, 2.3 a(i), 2.3 b(i), 2.4 2.5 a-e
Le3 3.1, 3.2, 3.3
Le4 4.1, 4.2, 4.4, 4.5 a, 4.8
Le5 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5
Le6 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.7
Le7 7.1, 7.2, 7.3 b-c, 7.5
Le8 8.1, 8.2, 8.3
Le9 9.1, 9.3, 9.2, 9.4, 9.5
Le10 10.1, 10.2, 10.4

Laborationer

Kursen innehåller 3 laborationer som genomförs i grupper om 2 personer. Laborationerna genomförs i ISYs laborationssalar Resistorn och Tyristorn i hus B, korridor C.

Den första laborationen övar förståelse för grundläggande motorprinciper genom att konstruera och analysera en egentillverkad likströmsmotor. Labben är uppdelad i ett konstruktionspass följt av ett mätpass. Förberedelseuppgifterna skall göras före respektive pass och en rapport skall skickas in före eller på utsatt deadline nedan.

Laboration 2 och 3 har ett obligatoriskt mätpass och en frivillig datorlektion avsedd för analys av mätdata. Före mätpasset skall förberedelseuppgifterna ha lösts. Examination sker antingen genom muntlig redovisning vid datorlektionen eller genom att skicka in en fullständig rapport senast på utsatt deadline nedan.

Mer detaljer om laborationerna ges i laborationskompendiet.

Anmälan till laborationspass labb 1a, labb 1b, lab 2a och lab 3a är obligatorisk och sker på anslagna blad i Fordonssystemkorridoren bakom kafé Java. Jag komemr ta med mig anmälningslistorna till föreläsning 2 och därefter kommer de sättas upp i korridoren. Deadline för anmälan till labb 1a och 1b är onsdagen den 24/1.

Laboration Innehåll Deadline för inl. Rättningsansvarig Material
La 1 Elektromekaniska omvandlingsprinciper Fre 9/2 Sergii Voronov
La 2 Likströmsmotorn lab2.m, estimateParam.m
La 3 Växelströmsmotorn lab3.m
  • Inlämning och återlämning av laborationsrapporter sker elektroniskt i PDF format till rättningsansvarig med
    Subject: "[TSFS04] - Labb X - Namn".
    I rapporten ska studenternas namn, student-id, och mailadresser finnas med.
  • Labbrapporterna skall vara skrivna på engelska.
  • Vid eventuell komplettering så rättas den skyndsamt. Rättning av komplettering på kompletteringar sker i mån av tid.

Studiebesök på ABB Machines onsdag 21/2

Under kursen anordnas ett studiebesök på ABB Machines i Västerås. De utvecklar och producerar 4- och 6-poliga synkronmaskiner i storlekar 3-80MVA. Ett preliminärt programmet för studiebesöket är:

  • ABB i stort, och Machines i synnerhet.
  • Mekaniska perspektiv på elmaskinen.
  • Elektriskt perspektiv på elmaskinen.
  • Verkstadsbesök där vi får se hur produktionen går till.
  • Två exempel på tillämpningar av maskinerna, bl.a. ett föredrag om luftseparering.
  • HR kommer prata om vilka möjligheter som finns för nyexaminerade studenter på ABB.

Tid för besöket är 21/2 10.00-16.00. Avresa från Linköping med buss eller bil blir omkring 7.30 och hemkomst ca 18.30.

Senaste dag för anmälan är måndag 12/2. Antalet platser är begränsat så först till kvarn gäller. Anmälan genom att skicka e-post till christofer.sundstrom@liu.se.