İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı Asenkron Makinaların Kontrolu Course Name Control of Induction Machines Kodu (Code) KOM506E Lisansüstü Program (Graduate Program) Dersin Türü (Course Type) Yarıyılı (Semester) Bahar (Spring) Kredisi (Local Credits) AKTS Kredisi (ECTS Credits) Ders Seviyesi (Course Level) 3.0 7,5 YL (M.Sc) Raylı Sistemler Mühendisliği (Railway Systems Engineering) Seçmeli (Elective) Dersin Dili (Course Language) İngilizce (English) Dersin İçeriği (Course Description) 30-60 kelime arası Asenkron makinaların kontrola yönelik dinamik matematiksel modeli, durum değişkenleri ve transfer fonksiyonları, sürücü olarak kullanılan statik güç çeviricilerin kontrol olanakları ve matematiksel modelleri, skaler kontrol yöntemleri, alan yönlendirme, doğrudan ve dolaylı vektörel kontrol, asenkron makinada modern kontrol uygulamaları. Sayısal sürücüler, teknoloji ve tasarım ilkeleri. Dynamic mathematical model of induction machine for control, state variables and transfer functions, control features and mathematical models of static power converters used as drivers. Scalar control methods, field orientation, direct and indirect vector control, modern control applications in induction machines. Digital drives, technology and design principles. Dersin Amacı (Course Objectives) Maddeler halinde 2-5 adet Asenkron makinaların dinamik modellerinin elde edilmesi Makinanın modellerinin dönüşümler sonucunda kontrola yönelik bir model oluşturulması Makinanın hız değişimine etkiyen büyüklüklerin tartışılması Asenkron makinanın geniş bir çalışma bölgesinde kontrolu için gereken modelleme, kestirim ve kontrol yöntemlerinin verilmesi To obtain the dynamic models of induction machines As a result of transformations in a model for the creation of models of the machine control values To discuss on the variables which are affecting the speed changing of machine To be given control and estimation methods to control the induction machine in a wide range Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Maddeler halinde 4-9 adet Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenci; Asenkron makinanın sürekli sinüzoidal haldeki davranışını bilir ve makina karakteristiklerini elde eder, Asenkron motorlarda hız değişmini sağlayabilecek değişkenleri bilir Asenkron generatörleri ve kullanılm alanlarını bilir, Asenkron makinanın skalar kontrol yöntemlerini bilir; Asenkron makinaların dinamik modellerini bilir, Makinanın Park ve Clarck dönüşümlerini elde eder ve kullanır, Asenkron makinanın vektör kontrol yöntemlerini bilir, Akı ve moment gözlemleyicisi tasarlar Asenkron motor hız kontrol sistemlerini tasarlayabilir, Students who successfully complete this course Know steady-state sinusoidal behavior of induction machine (IM) and obtain machine characteristics, Know variables are able to change speed of IM Know using areas og induction generators, Know scalar control methods of Ims Know dynamic models og IMs, Obtain and use Park ve Clarck transformations for IM, Know vector control methods of IM, Design a flux and torque estimators ; Can design speed control systems of IM, EK_6 1
Ders Kitabı (Textbook) Diğer Kaynaklar (Other References) Maddeler halinde en çok 5 adet Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) Laboratuar Uygulamaları Rene Husson, Control methods for electrical machines, John Wiley & Sons, Inc., 2009. R. Krishnan, Electric Motor Drives, Modeling Analysis, and Control,Prentice Hall 2001. Sul, Seung-Ki., Control of electric machine drive system (IEEE Press series on power engineering ; 55), John Wiley & Sons, Inc., 2011. B. Robyns, B. Francois, P. Degobert, J. P. Hautier, Vector Control of Induction Machines, Springer-Verlag London 2012. Ion Boldea and Syed A. Nasar, The Induction Machines Design Handbook, Second Edition, 2010 by Taylor and Francis Group, LLC. Dersin daha anlaşılır olması için 3 ödev ve bir proje verilecektir. Three homework assignments and a project will be given to have a better understanding of the course. (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Başarı Değerlendirme Sistemi Faaliyetler (Activities) Adedi* (Quantity) Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) Yıl İçi Sınavları (Assessment Criteria) (Midterm Exams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler (Homework) 3 45 Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) 1 25 Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) - Final Sınavı (Final Exam) 1 30 *Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur. EK_6 2
DERS PLANI Hafta Konular Dersin Çıktıları 1 Asenkron Makinalara Giriş, Sürekli Rejim Eşdeğer Devreleri ve Motor Karakteristikleri 1 2 Asenkron Makinada Hız Ayar Yöntemi ve Uygulamalar 1,2 3 Asenkron Motor ve Generatör Uygulamaları 3 4 Asenkron motor hız kontrol yöntelemleri, skalar kontrol yöntemi 1,2,4 5 Skalar Kontrol Yönteni 1,2,4 6 Asenkron makinanın dinamik modelleri 5 7 Park Dönüşümleri, makinanın 0,d,q ve 0,α,β modelleri 5,6 8 Alan Oryantasyonu ve vektör kontrol yöntemleri 5,6,7 9 Dolaylı Vektör Kontrolu 5,6,7 10 Akı ve moment kestirimi, Kestirim Yöntemleri 5,6,7,8 11 Doğrudan Vektör Kontrolu 5,6,7,8 12 Vektör Kontrol yöntem Uygulamaları 5,6,7,8,9 13 Doğrudan Moment Kontrol Yöntemleri 5,6,7,8,9 14 Sensörsüz Vektör Kontrol Yöntemleri 5,6,7,8,9 COURSE PLAN Weeks Topics Course Outcomes 1 Introduction to Induction Machines, Steady-state equivalent curcuit and motor characteristics 1 2 Speed changing and applications of Induction Machines 1,2 3 Aplications of Induction motor and generator 3 4 Speed control methods of Induction motors and scalar control methods 1,2,4 5 Scalar control methods 1,2,4 6 Dynamic models of Induction machines 5 7 Park tranformations, 0,d,q and 0,α,β modellings of Induction machines 5,6 8 Field orientation and vector control methods 5,6,7 9 Indirect vector control 5,6,7 10 Flux and torque estimation and estimation methods 5,6,7,8 11 Direct vector control 5,6,7,8 12 Applications of vector control methods 5,6,7,8,9 13 Direct torque control methods 5,6,7,8,9 14 Sensorless vector control methods 5,6,7,8,9 EK_6 3
Dersin Raylı Sistemler Mühendisliği Programıyla İlişkisi Katkı Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) Seviyesi 1 2 3 i. Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, ilgili program alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve derinleştirebilme (yeterli bilgi birikimi) (bilgi). ii. Alanının ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme (bilgi). iii. Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri kullanabilme (beceri). iv. Alanında edindiği bilgileri farklı disiplin alanlarından gelen bilgilerle bütünleştirerek yorumlayabilme ve yeni bilgiler oluşturabilme (beceri). v. Alanı ile ilgili karşılaşılan sorunları araştırma yöntemlerini kullanarak çözümleyebilme (beceri). vi. Alanını ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). vii. Alanı ile ilgili uygulamalarda karşılaşılan ve öngörülemeyen karmaşık sorunların çözümü için yeni stratejik yaklaşımlar geliştirebilme ve sorumluluk alarak çözüm üretebilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). viii. Alanı ile ilgili sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda liderlik yapabilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). ix. Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir yaklaşımla değerlendirebilme ve öğrenmesini yönlendirebilme (Öğrenme Yetkinliği). x. Alanındaki güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını, nicel ve nitel veriler ile destekleyerek, alanındaki ve alan dışındaki gruplara, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xi. Sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmek üzere harekete geçebilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xii. Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 genel düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurabilmek (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). - xiii. Alanının gerektirdiği düzeyde bilgisayar yazılımı ile birlikte bilişim ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xiv. Alanı ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme ve bu değerleri öğretebilme (Alana Özgü Yetkinlik). xv. Alanı ile ilgili konularda strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme (Alana Özgü Yetkinlik). xvi. Alanında özümsedikleri bilgiyi, problem çözme ve/veya uygulama becerilerini, disiplinlerarası çalışmalarda kullanabilme (Alana Özgü Yetkinlik). xvii Tezli programlarda, kendi çalışmalarını, alanındaki uluslararası platformlarda, yazılı, sözlü ve/veya görsel olarak aktarabilme (Alana özgü yetkinlik). 1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam EK_6 4
Relationship between the Course and Railway Systems Engineering Curriculum Level of Program Outcomes Contribution 1 2 3 i. Developing and intensifying knowledge in the related program s area, based upon the competency in the undergraduate level (sufficient knowledge) (knowledge). ii. Grasping the inter-disciplinary interaction related to one s area (knowledge). iii. The ability to use the expert-level theoretical and practical knowledge acquired in the area (skill). iv. Interpreting and forming new types of knowledge by combining the knowledge from the area and the knowledge from various other disciplines (skill). v. Solving the problems faced in the area by making use of the research methods (skill). vi. The ability to carry out a specialistic study related to one s area independently. (Competence to work independently and take responsibility). vii. Developing new strategic approaches to solve the unforeseen and complex problems arising in the practical processes of one s area and coming up with solutions while taking responsibility (Competence to work independently and take responsibility). viii. Fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the problems related to the area (Competence to work independently and take responsibility). ix. Assessing the specialistic knowledge and skill gained through the study with a critical view and directing one s own learning process (Learning Competence). x. Systematically transferring the current developments in the area and one s own work to other groups in and out of the area; in written, oral and visual forms (Communication and Social xi. Ability to see and develop social relationships and the norms directing these relationships with a critical look and the ability to take action to change these when necessary. (Communication and Social xii. Proficiency in a foreign language at least European Language Portfolio B2 Level- and establishing written and oral communication with that language (Communication and Social - xiii. Using the computer software together with the information and communication Technologies efficiently and according to the needs of the area (Communication and Social xiv. Paying regard to social, scientific, cultural and ethical values during the collecting, interpreting, practicing and announcing processes of the area related data and the ability to teach these values to others (Area Specific xv. Developing strategy, policy and application plans concerning the subjects related to the area and the ability to evaluate the end results of these plans within the frame of quality processes (Area Specific xvi. Using the knowledge and the skills for problem solving and/or application (which are processed within the area) in inter-disciplinary studies (Area Specific xvii In the programs with thesis, the ability to present one s own work within the international environments orally, visually and in written forms (Area Specific 1: Little, 2. Partial, 3. Full Düzenleyen (Prepared by) Prof. Dr. Metin Gökaşan Tarih (Date) 05.09.2011 İmza (Signature) EK_6 5