MAS409 Elektriske motordrifter (Vår 2027)

Det anbefales at studenten har fullført:

• MAS237 Aktueringssystemer 1

eller et annet tilsvarende emne som inkluderer:

• Elektromagnetiske prinsipper. Elektriske og magnetiske kretser.
• Transformatorens virkemåte og drift.
• Prinsipper og drift av AC servomotorer med drivkretser. Funksjonalitet, egenskaper og dimensjonering av elektriske drivkomponenter.

Etter fullført emne skal studenten kunne:

• forklare sammenhengen mellom mekanisk last, elektrisk maskin, kraftelektronikk og regulering i en elektrisk motordrift,
• analysere enfase- og trefasesystemer, romvektorer og dynamiske modeller i stasjonære og roterende koordinater,
• modellere og simulere PMSM- og asynkronmotor-drifter i Matlab/Simulink,
• designe og vurdere feltorientert regulering (FOC), inkludert strøm-, hastighets- og felt-svekkingsregulering,
• estimere motorparametre fra produsentdata og/eller testdata,
• dimensjonere motor, omformer og gir ved bruk av lastkrav, lastbarhet og produsentkataloger,
• integrere delmodeller til en komplett drivlinjemodell, designe regulator og analysere ytelse i et prosjekt.

Fase 1 (uke 1-8): Forelesninger og øvinger

• Introduksjon til elektriske drifter, mekaniske lastkrav, koblingsmekanismer, AC-systemer, trefasekretser og romvektorer.
• Kraftelektroniske omformere (DC-DC, énfase/trefase invertere), PWM/modulasjon og halvlederkomponenter.
• Dynamiske modeller for PMSM og asynkronmotor, momentproduksjon, felt-svekkingsområde og parameterestimering.
• Feltorientert regulering (FOC) for PMSM og asynkronmotor, inkl. strømregulator, anti-windup, tidsforsinkelseskompensasjon og hastighetsregulator.
• Motor-/drivverksvalg med lastkrav, lastbarhet, katalogbasert dimensjonering og optimalisering.

Fase 2 (uke 9-12): Prosjekt

• Studentene gjenbruker og kobler sammen modellene utviklet i uke 1-8 til et komplett motordriftssystem.
• Komponenter (motor, omformer, gir og relevante hjelpesystemer) velges fra produsentkataloger.
• Regulator designes, implementeres og verifiseres i simulering for definerte driftsprofiler og begrensninger.
• Ytelse analyseres med fokus på dynamikk, moment/hastighet, strøm/spenning, effekttap, energieffektivitet og robusthet.

• Forelesninger og veiledede regne-/simuleringsøvinger.
• Digital innlevering av øvinger i Canvas/Matlab Grader brukes til modulopplåsing og progresjon i emnet.
• Prosjektarbeid i grupper med veiledning og obligatorisk presentasjon.