Doktorandkurs i elektriska drivsystem, 7-9 hp,
Fordonssystem, HT2010

Allmän information

En doktorandkurs i elektriska drivsystem ges av Fordonssystem, Institutionen för systemteknik på Linköpings universitet under hösten 2010. Antalet poäng är i basgenomförandet 6 hp men fler poäng kan erhållas genom att utöka kursen med individuella projekt utformade tillsammans med kursansvarig.

Kursansvarig är Mattias Krysander.

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 funktionsprinciper för olika typer av elmaskiner.
• redogöra för prestandaegenskaper för olika typer av maskiner.
• förklara och utföra beräkningar på centrala komponenter i elektriskt drivsystem som t ex elmotor, växellåda och last.
• på sakliga grunder kunna välja en passande motortyp för en specificerad applikation.
• modellera, parametrisera och simulera elektriska drivsystem.
• beskriva hur olika parametrar i motormodellerna påverkar motorprestandan.
• designa experiment för att identifiera motorparametrar.
• beräkna effektflöden för elektriska drivsystem.
• designa och implementera styrstrategier för elmaskiner.

Organisation

Kursen består av föreläsningar, seminarier där lösningar på uppgifter diskuteras samt laborationer. Individuella projekt redovisas med en skriftlig rapport och muntlig presentation.

Kursstart planeras i september 2010.

Kursinnehåll

• Introduktion av elmaskiner som inkluderar en historik översikt, beskrivning av olika tillämpningar och översiktlig genomgång av olika typer av elmaskiner.
• Genomgång av de viktigaste beståndsdelarna i elektriska drivsystem 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 reglering av likströmsmaskinen, synkronmaskinen och asynkronmaskinen.

Examination

1. Obligatorisk närvaro (inom rimliga gränser) vid föreläsningar.
2. Uppgifterna till samtliga seminarier ska lösas.
3. Aktivt deltagande på uppgiftsseminarierna.
4. Vid ett eller flera av tillfällen beroende på deltagarantal vara ansvarig för ett uppgiftsseminarium. I detta ingår att:
   • leda diskussionen.
   • skriva en lektionsmanual där syfte och svårighetsgrad med uppgifterna beskrivs.
   • ge förslag samt motivera ett byte av lektionsuppgifter.
5. Genomförda laborationer.
6. Godkänd tenta.

För godkänt projekt krävs

1. godkänd rapport samt
2. presentation.

Kurslitteratur

Electric Machinery 6th Edition, A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley Jr., Stephen D. Umans. Mc GrawHill, Boston, 2003.

Kopplat till kursboken finns en hemsida med bland annat Matlabskript och en errata.

Preliminärt schema

Föreläsningarna är på torsdagar kl 10 och tillhörande lektion veckan efter på onsdagar kl 10. Vecka 41 och 44 gör kursen uppehåll. Föreläsningarna hålls i Algoritmen och lektionerna i Systemet.

Föreläsningar

Alla föreläsningar är i Algoritmen.

Möte	Tid	Innehåll	Material
Fö1	v37, to, kl 10	Kap 1	OH
Fö2	v38, to, kl 10	Kap 2, App A läses innan 2.7	OH
Fö3	v39, to, kl 10	Kap 3	OH
Fö4	v40, to, kl 10	Kap 4, App B	OH
Fö5	v42, to, kl 10	App D, Kap 7	OH
Fö6	v43, to, kl 10	Kap 10, Kap 11.1	OH
Fö7	v45, to, kl 10	Kap 5 tom 5.5	OH
Fö8	v46, to, kl 10	App C, 5.6-5.9, Kap 11.2	OH
Fö9	v47, to, kl 10	Kap 6	OH
Fö10	v48, to, kl 10	Kap 11.3	OH

Lektioner

Alla lektioner är i Systemet.

Le	Tid	Lektionsuppgifter	Rekommenderade upp.	Ansvarig
Le1	v38, on, kl 10	1.1, 1.3, 1.5D, 1.13, 1.14, 1.22, 1.25, 1.27, 1.29D, 1.34, 1.35	1.1-1.35	Peter
Le2	v39, on, kl 10	2.1, 2.4, 2.5, 2.9, 2.10, 2.11D, 2.13, 2.15, 2.18D,2.20	2.1-2.37	Christofer
Le3	v40, on, kl 10	3.1, 3.2, 3.14, 3.17, 3.19, 3.21D, 3.22, 3.23D, 3.25, 3.28	3.1-3.34	Oskar
Le4	v42, on, kl 10	4.3, 4.4, 4.6, 4.7, 4.13, 4.18, 4.21, 4.22, 4.23, 4.24	4.1-4.27	Kristoffer
Le5	v43, on, kl 10	7.1, 7.6, 7.7, 7.11, 7.13, 7.15, 7.19, 7.22, 7.25, 7.27	7.1-7.27	Daniel
Le6	v45, on, kl 10	10.4, 10.5, 10.10, 10.11, 10.13, 10.14, 11.1, 11.3, 11.8, 11.9	10.1-10.17, 11.1-11.9	Henrik
Le7	v46, fre, kl 10	5.1, 5.3, 5.5, 5.7, 5.10, 5.12, 5.13, 5.14, 5.17, 5.18	5.1-5.23	Martin
Le8	v47, on, kl 10	5.24 (Xs = 0.964 pu), 5.26, 5.28, 5.30, 5.31, 11.13, 11.15, 11.18, 11.19, 11.20	5.24-5.36,11.10-11.20	Andreas T
Le9	v48, on, kl 10	6.1, 6.2, 6.4, 6.8, 6.10, 6.11, 6.15, 6.20, 6.22, 6.26	6.1-6.31	Andreas M
Le10	v49, on, kl 10	11.21 (3 fas), 11.22, 11.23, 11.24, 11.25, 11.27 (60 Hz), 11.28, 11.29, 11.30, 11.31	11.21-11.31	Tomas
Le11	v50, on, kl 10	1.35, 2.15, 2.18, 2.20, 3.22, 3.23, 3.25, 3.28, 6.20, 6.22, 6.26, 10.5 c,d

Laborationer

Möte	Tid	Innehåll	Material
La1	Efter Fö4, v40	Bygga en egen dc-motor	PM, Kod
La2	Efter Fö6, v43	DC Servo	PM
La3	Efter Fö8, v46	Växelströmsmotorn	PM

Tentamen

Tentan är den 22/12 8-12 i Glashuset.

Projektförslag

Här listas några tänkbara projekt.

• Beskriva en av de laborativa uppställningarna, uppgiftsformuleringar, samt lösningen på dessa.
• Skriva en formelsamling.
• Kort historisk beskrivning av utvecklingen av elmaskiner från den tid då elektromagnetismen började bemästras till dagens elmaskiner. I rapporten bör personer, experiment, innovativa tekniska lösningar finnas dokumenterade i kronologisk ordning.
• Beskrivning av ett viktigt applikationsområde för elmaskiner.
• Teknisk beskrivning av motortyper som inte tas upp i kursen.
• Konstruera en demonstrator.

Projekten utformas tillsammans med examinator.