MF1016 Elektroteknik 9,0 hp

Basic Electrical Engineering

En övergripande målspecifikation kan sammanfattas i att teknologen efter genomgången kurs har tillräckliga kunskaper för att konstruera enklare styrsystem och dimensionera en elmotordrift på systemnivå.

  • Utbildningsnivå

    Grundnivå
  • Huvudområde

    Teknik
  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Kurstillfällen/kursomgångar

VT19 för programstuderande

HT19 för programstuderande

VT20 för programstuderande

HT18 för programstuderande

Lärandemål

Efter fullgjord kurs skall teknologen kunna
- analysera förlopp i enkla kretsar t ex likström, växelström och transienta förlopp av första ordningen.

- beräkna varvtal, moment, effekt, ström och spänning i olika delar av en elektrisk motordrift (bestående av mekanisk last, elmotor och matningsdon), dels vid konstant varvtal och dels vid acceleration och bromsning.

- med givna kylförhållanden uppskatta temperaturen i en elmotor en viss tid efter det att en känd belastning kopplas in.

- välja en elmotor till en mekanisk last vars moment varierar i tiden.

- kunna redogöra för problem och möjligheter med el- och/eller hybridbilsdrift jämfört med andra teknologier för framdrift av bilar betraktat ur ett hållbarhetsperspektiv.

- redogöra för och utföra grundläggande beräkningar på olika drivlinekoncept för el- och hybrid- bilar.

- dimensionera ett energilager i en el- eller hybridbil för att uppnå önskade prestanda såsom till exempel räckvidd. Med energilager avses i detta sammanhang främst batterier och/eller ultrakondensatorer (eng supercap).

- använda en mikrokontroller för att lösa enkla uppgifter t ex att styra spänningen till en elmotor och att läsa in en signal från en givare.

- beskriva ett system med hjälp av ett tillståndsdiagram och skriva ett program för att styra ett sådant system.

- använda OP-förstärkarens modell för att dimensionera och analysera grundläggande kopplingar.

- dimensionera och analysera enkla filter.

- utforma en digital konstruktion för att lösa ett kombinatoriskt problem.
- uppskatta avvikelser i mätresultat dels beroende på att mätinstrument belastar mätobjektet och även beroende på mätinstrumentens noggrannhet.
- koppla upp enkla elektriska kretsar.
- koppla in vanliga elektriska mätinstrument såsom universalinstrument och oscilloskop till enkla elektriska kretsar. Utföra mätningar med nämnda instrument.
- experimentellt fastställa ström-spänningskaratäristiken hos en apparat eller komponent.
- lösa enkla problem och visa lösningens funktion genom att utföra ett experiment.
- ge en kort muntlig redovisning, med inslag av frågor och diskussion, av utfallet av ett experiment eller av hur ett laborativt problem har behandlats.
- översätta ämnets facktermer till engelska.
- arbeta konstruktivt i en grupp på 2-3 personer med laborativa och experimentella uppgifter.

Kursens huvudsakliga innehåll

Strömkretslära: Likström, växelström och transienta förlopp. Analogi mellan elektriska och mekaniska storheter.

Elektrisk mätteknik: Mätning med visande instrument samt med oscilloskop. Användning av LabView.OP-förstärkarens modell och hur den används i förstärkarkopplingar och som komparator. Användning av filter för att filtrera fram eller bort ett frekvensområde.

Digital elektronik och mikrodatorteknik: Transistorn i digitaltekniska applikationer. Analys och syntes av kombinationskretsar. Analys av sekvenskretsar. Mikroprocessorers arbetssätt. Användning av mikrokontroller i enkla tillämpningar. Analoga kretsar för anpassning av givarsignaler i samband med A/D-omvandling. Exempel på givare t ex enkoder.

Elmotoranläggningar: Enfas och trefassystem. Likströmsmotorns och permanentmagnetiserade synkronmotorns teori och egenskaper. Principer för varvtalsstyrning av motorer. Mekaniska och termiska övergångsförlopp i motoranläggningar. Val av motorstorlek vid varierande last. Matningsdon och kraftelektronik till elmotorer. Exempel på givare i samband med motordrift. Beräkning av spännings och strömbehovet för en motordrift.

Hållbar utveckling: Elbilar och olika hybridbilskoncept. Beräkning av storheter såsom t ex energi, effekt, dragkraft, hastighet, acceleration, ström och spänning i olika delar av en elbil eller hybridbil under olika driftförhållanden, t ex acceleration eller vid regenerativ bromsning. Dimensionering av energilager  såsom batterier och kondensatorer (ultracap).

Kursupplägg

Period 1 eller 3,4
Föreläsningar 24h
Övningar 28h
Laborationer 19h
RS 46 tim

Behörighet

SF1624,SF1625, SF1626 Matematik

Rekommenderade förkunskaper

Den som påbörjar kursen i elektroteknik förutsätts vara väl förtrogen med de obligatoriska kurser i matematik för M, P eller I.

Litteratur

Elektroteknik (säljs av institutionen)

Examination

  • INL1 - Inlämningsuppgifter, 3,0, betygsskala: P, F
  • LAB1 - Laborationer, 3,0, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, 3,0, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

För slutbetyg fordras godkänd tentamen (TEN1; 3 hp), godkänd labkurs (LAB1; 3 hp) samt godkända inlämningsuppgifter (INL1; 3 hp).

Ges av

ITM/Maskinkonstruktion

Kontaktperson

Hans Johansson, hbjo@kth.se, 08-790 7490

Examinator

Hans Johansson <hbjo@kth.se>

Påbyggnad

MF2030 Mekatronik allmän kurs samt spåret Mekatronik

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med VT2015.
Examinationsinformation gäller från och med HT2007.