INSTITUUT VOOR DEELTIJD HTO

Transcriptie

1 INSTITUUT VOOR DEELTIJD HTO Hogeschool van Amsterdam BLOKHANDLEIDING I-7/H-9 OPLEIDING ELEKTROTECHNIEK Project: Aandrijfsystemen Opgesteld door: Barend Bokhorst, Theo Broeke, Reinder Jongsma, Frank Pasveer, Pieter Beerthuizen, Angel Catena Datum: augustus 2002 Status: Definitief Versie: 2.3

2 Wijzigingen t.o.v. vorige versies van de blokhandleiding Versie 1.0 Nieuwe versie voor studiejaar Versie 2.0 Versie 2.1 Versie 2.2 Gewijzigd is: de projectplanning indeling conceptuele lessen de toekenning van cijfers voor de OVT toekenning van cijfer voor meetopdrachten Gewijzigd is: rooster contactonderwijs en workshops Aangepast aan standaard layout; geen inhoudelijke wijzigingen Versie 2.3 Editorial: toevoeging nieuwe code H-9 aan oude code I-7 Blok I-7/H-9 Aandrijfsystemen pag. 2 van 13

3 Inhoudsopgave 1 INLEIDING 4 2 HET PROJECT ELEKTRISCH AANGEDREVEN LIFT OPDRACHTOMGEVING (CONTEXT) PROGRAMMA VAN EISEN PROJECTRESULTATEN (HET TOTALE PRODUCT) 6 3 DE ORGANISATIE ROOSTER PROJECT ROOSTER CONTAC TONDERWIJS EN WORKSHOPS DAGEN, LOCATIES, PROJECTBEGELEIDERS EN DOCENTEN 9 4 LEERDOELEN, TOETSING EN BEOORDELING LEERDOELEN REGISTRATIE VAN DE VORDERINGEN VAN DE STUDENT IN VOLG CIJFER VOOR PROJECT (CODE PROJ, 4 STUDIEPUNTEN) CIJFER VOOR COLLEGE (CODE COLL, 3 STUDIEPUNTEN) CIJFER VOOR BIJDRAGE BEROEPSPRAKTIJK (CODE BRPT, 3 TOT 4 STUDIEPUNTEN) EISEN OM VOOR EEN BLOK TE SLAGEN BIJ ONVOLDOENDE RESULTAAT 12 5 LITERATUUR EN HANDLEIDINGEN TE GEBRUIKEN BIJ HET PROJECT ELECTRISCHE MACHINES ELEKTRONISCHE VERMOGENSCONTROLE 13 Blok I-7/H-9 Aandrijfsystemen pag. 3 van 13

4 1 Inleiding I-7/H-9 is een blok in het kader van het HTO-projectonderwijs. Het onderwerp van dit blok is Elektromechanische energieomzetting. Dit vakgebied kent vele toepassingsgebieden: elektrische machines, energieopwekking, aandrijftechniek, enz. In dit blok zal de nadruk gelegd worden op aandrijftechniek. Het project is ook in dit kader opgesteld. Binnen het conceptueel onderwijs zal aandacht besteed worden aan de andere gebieden. Zoals alle andere blokken is dit blok zeer praktijk gericht, in het bijzonder door het gebruik van de practica opstellingen van het ENERGIELAB. Het leerdoel van deze module is om inzicht te verkrijgen in de systeemeigenschappen van aandrijfcomponenten zodat je deze op een efficiënte en effectieve manier kan samenstellen tot aandrijfsystemen. Zoals in alle andere blokken gaat het in dit blok niet alleen om het verwerven van kennis, in dit geval over energieomzetting en aandrijfsystemen, maar juist om deze te kunnen inzetten in een bepaalde context. Naarmate de opleiding vordert wordt, binnen het projectcontext, van jou en jouw team een professionele aanpak verwacht. Dit betekent een zelfstandige houding als het gaat om het vastleggen en uitvoeren van leerdoelen en opdrachten. De opdrachten zijn ingewikkelder en de context ruimer. De projectaanpak blijft desondanks gelijk. Uiteindelijk gaat het erom de gedefinieerde doelen in de afgesproken tijd binnen het afgesproken budget te realiseren. Deze zaken zijn in alle voorgaande projecten naar voren gekomen. In dit project zal veel aandacht besteed moeten worden aan het vastleggen van het wensenpakket, het voorbereiden en het plannen van activiteiten. Dit gezien het tijdbestek waarin de opdracht gerealiseerd dient te worden en de beperkingen die er zijn ten aanzien van de daadwerkelijke uitvoering van metingen en dergelijke. Veel succes toegewenst bij het uitvoeren van dit project. Blok I-7/H-9 Aandrijfsystemen pag. 4 van 13

5 2 Het project Elektrisch aangedreven lift Het ontwerpen van een aandrijfsysteem kent een vast werkpatroon: 1. Definiëren van het aan te drijven werktuig en zijn koppel-toeren karakteristiek. 2. Het vastleggen van het regelbereik. 3. Het vastleggen van de eisen die de omgeving stelt. Denk hierbij aan: Kostprijs. Rendement. Netvervuiling Geluid, enz. 4. Het selecteren van het optimale aandrijfsysteem. Bij het selecteren van het optimale aandrijfsysteem is een sequentiële benadering: eerst motor selecteren en vervolgens toerenregelaar, niet voldoende. Hoewel het samengestelde aandrijfsysteem wellicht het werktuig in het gewenste regelbereik aandrijft, is het maar de vraag of het systeem ten aanzien van bijvoorbeeld energieverbruik en rendement, optimaal ontworpen is. Om gevoel hiervoor te krijgen ga je onderzoek doen naar het optimale aandrijfsysteem voor een lift. 2.1 Opdrachtomgeving (context) Elektrische aandrijfsystemen komt men overal, dagelijks tegen. Of het nu gaat om de pomp van de cvinstallatie, de startmotor van onze auto of de aandrijving van een sneltrein, in alle gevallen zorgen elektrische componenten voor een elektromechanische energieomzetting. Wanneer men spreekt van een geregelde elektrische aandrijving spreekt men over een systeem bestaande uit: elektrische machines, vermogensregelaars en besturingen. Voor het ontwerpen van een dergelijk systeem is meer nodig dan alleen kennis van de afzonderlijke componenten. Belangrijk is kennis te hebben van de interactie tussen de verschillende componenten, het aan te drijven werktuig en de omgeving waar het systeem in moet opereren. Wij noemen dit systeem benadering. net toerenregeling motor aandrijving OMGEVING 2.2 Programma van eisen Het programma van eisen is gelijk aan de opdracht. Betrek voor zover mogelijk leveranciers van liften bij het vastleggen van de eisen die gesteld worden aan de aandrijving van liften. In onderlinge overleg kan de begeleidende docent fungeren als klant. Het onderzoek dient onderbouwd te zijn met metingen. Blok I-7/H-9 Aandrijfsystemen pag. 5 van 13

6 Het opstellen van de uitgangspunten voor de metingen is uiteraard erg belangrijk, alsmede het plannen en voorbereiden van deze gezien het feit dat jouw collega s ook deze metingen moeten verrichten en dat het lab maar beperkt open is. 2.3 Projectresultaten (het totale product) Aan het einde van het studieblok moet elke groep een aantal zaken opleveren. Een onderzoeksverslag dat voldoet aan de opgestelde eisen. Bij de presentatie leveren jullie een verslag in dat de volgende onderwerpen bevat: De opdracht en het programma van eisen. Onderzoek A met onderbouwende metingen. Onderzoek B.1 en B.2 met onderbouwende metingen. Conclusies en aanbevelingen. Daarnaast leveren jullie een verslag van de procesgang in. Hierin geven jullie onder andere aan wat, achteraf gezien, beter had gekund. Leerpunten dus, waarmee jullie in het volgende project je voordeel kunnen doen. Ook wordt getoetst of de leerpunten uit het vorige verslag inderdaad tot een verbetering (leerproces) hebben geleid. Uit het verslag van de procesgang moet bovendien blijken wat de bijdrage per student geweest is. Je zult op dat onderdeel persoonlijk getoetst worden op kennis en inzicht. Tot slot zijn er nog vakinhoudelijke toetsen ter afsluiting van de ondersteunende cursussen Blok I-7/H-9 Aandrijfsystemen pag. 6 van 13

7 3 De organisatie Dit studieblok bestaat uit 9 weken. Je bent twee dagen per week ingeroosterd en dient minstens nog twee avonden thuis of op school zelfstandig te werken. De twee ingeroosterde avonden zijn zo ingedeeld dat contactonderwijs ondersteunend werkt op de projectuitvoering. Gezien de duur van het project, 9 weken, is gekozen voor het volgende model. Voor de twee ingeroosterde avonden geldt dus een variabele indeling. Tijdspad Conceptueel onderwijs + workshops Project Tijdens contactonderwijs zullen concepten toegelicht worden uit het vakgebied van elektrische machines en vermogenselektronica. De workshops zijn grotendeels ingericht als beproevingen aan meetopstellingen en dienen ter ondersteuning van het conceptueel onderwijs en ter bevordering van vakbekwaamheid. De laatste week is voor afronding, evaluatie en beoordeling. Het contactonderwijs staat onder leiding van een docent, het project onder leiding van een projectbegeleider. Docent en projectbegeleider kunnen dezelfde persoon zijn. Streven is het contactonderwijs maximaal te richten op een succesvolle uitvoering van het project. De algemene indeling voor de eerste 4 weken (blok I-7), ziet voor de 2 dagen als volgt uit: Zie rooster. De laatste week is bedoeld voor toetsing en presentaties. Zowel het project als de workshop zullen in het LAB worden uitgevoerd. Tijdens de workshop kan klassikaal conceptueel onderwijs worden gegeven en direct worden ingegaan op vragen van studenten die komen vanuit de dynamiek van het project. Hierdoor is een intensieve projectbegeleiding mogelijk. Blok I-7/H-9 Aandrijfsystemen pag. 7 van 13

8 3.1 Rooster project In deze fase van de opleiding dien jij (het project team) in staat te zijn om jullie eigen projectrooster te maken. Wil het project succesvol verlopen dan dient er extra aandacht besteed te worden aan het plannen en voorbereiden van activiteiten. Binnen twee weken dient het start document opgesteld te zijn. De algemene planning is een onderdeel van dit document. In deze planning dienen data opgenomen te zijn voor de uit te voeren metingen. Het is in eerste instantie niet belangrijk waar of waaraan gemeten zal worden. Belangrijk is de beschikbare tijd ruw te verdelen over de te ontplooien werkzaamheden. Voordat de metingen uitgevoerd worden dient een ontwerpdocument gereed te zijn waarin een gedetailleerde planning is opgenomen. Dit document bevat ook de uitgangspunten voor de metingen en de meetprotocollen. Tevens dient in dit document het resultaat van de review (terugkoppeling) met de eindklant verwerkt te zijn. Het is natuurlijk erg dom om metingen uit te voeren (geld uit te geven) aan zaken die de eindklant onbelangrijk vindt. Voor het reviewen dient tijd ingepland te worden. De begeleidende docenten spelen de rol van klant. De wijze zoals planning en voorbereidende activiteiten worden ontplooid zal in belangrijke mate het resultaat van het project bepalen (cijfer). Bedenk hierbij dat de begeleidende docenten een ondersteunende rol hebben. De ingeroorsterde tijd voor het project kan gebruikt worden voor het stellen van vragen zowel van conceptuele als van organisatorische aard. Het is jammer als de ingeroosterde uren alleen gebruikt worden voor het beleggen van vergaderingen, typwerk of het neuzen in boeken. 3.2 Rooster contac tonderwijs en workshops Er zijn in dit studieblok 16 workshops. De workshops dienen niet alleen als ondersteuning van het contact onderwijs maar zijn ook bedoeld om onderwerpen te behandelen die de studenten zelf aandragen.. De onderstaande indeling volgt de te behandelen onderwerpen tijdens contactonderwijs. Op aangeven van de studenten kunnen andere onderwerpen aan bod komen. Deze onderwerpen kunnen aangedragen worden vanuit een praktijk- of projectbehoefte. De rooster voor de maandag ziet er als volgt uit: WEEK THEMA CONTACTONDERWIJS THEMA WORKSHOP BESCHIKBARE MIDDELEN 1 Overzicht machines Draaistroommachines 4-kwadrante gedrag. Begrippen M/P/W 2 Asynchrony Machines Kopel-toeren karakteristiek Stroomkarakteristiek 3 Aanloop problematiek KA machines 4 Asynchrone Machines in generatorbedrijf. 5 Het in toerentalregelen van een SKA machine Opbouw asynchrone motor Vervangingsschema Meting Aanzetmethodes, zie Meethandleiding I7 Meting KA-motor met frequentieomvormer, zie Meethandleiding I7 Afhankelijk van Projectplanning Demo modellen in het LAB Demo modellen in het LAB Meetopstellingen in het Energie Lab Meetopstellingen in het Energie Lab Meetopstellingen in het Energie Lab Blok I-7/H-9 Aandrijfsystemen pag. 8 van 13

9 WEEK THEMA CONTACTONDERWIJS THEMA WORKSHOP BESCHIKBARE MIDDELEN 6 Synchrone machine. Afhankelijk van Projectplanning Meetopstellingen in het Energie Lab 7 Synchrone generator. Afhankelijk van Projectplanning Meetopstellingen in het Energie Lab 8 Kleine motoren PM-DC machines Afhankelijk van Projectplanning Meetopstellingen in het Energie Lab De rooster voor de woensdag ziet er als volgt uit: WEEK THEMA CONTACTONDERWIJS THEMA WORKSHOP BESCHIKBARE MIDDELEN 1 Vermogens elektronica Hoe en waarom Halfgeleider schakelaars 2 Gelijkrichter in wisselrichterbedrijf Softstarters. 3 Inleiding Frequentieomvormer Het in toerental regelen van een SKA-machine. 4 Interactie Softstarter SKAmachine. 5 Interactie frequentieregelaar SKAmachine. Halfgeleider schakelaars Gestuurde Gelijrichters Arbeidsfactor Toepassing bij frequentieomvormers Harmonische vervorming Behandeling Meetresultaten Meeting Aanzetmethodes KAmachine. Bespreking vragen bij Meting SKA-machine met frequentieregelaar In het LAB aanwezige meetborden In het LAB aanwezige meetopstelling. 6 Statorspanningsregelaars. Afhankelijk van Projectplanning 7 Netvervorming en EMC Afhankelijk van Projectplanning 8 Sturing PMDC-machines Afhankelijk van Projectplanning 3.3 Dagen, locaties, projectbegeleiders en docenten De ingeroosterde dagen vallen op maandag en woensdag van 19:00 uur tot 22:00 uur. Zie voor lokalen en avondindeling de beschikbare roosters. Blok I-7/H-9 Aandrijfsystemen pag. 9 van 13

10 4 Leerdoelen, toetsing en beoordeling 4.1 Leerdoelen Elk blok van 9 of 10 weken kent zijn eigen leerdoelen. Onderstaand de belangrijkste leerdoelen voor dit blok: Systematisch analyseren van een programma van eisen. Het aspect plannen te verdiepen. Verdiepen van de kennis van vermogenselektronica en theoretische elektriciteitsleer. Het kunnen rekenen aan de parameters van asynchrone- en synchrone machines. Begrip krijgen voor de werking van de behandelde vermogensregelaars. Begrip krijgen voor de invloed van de vermogensregelaars op verschillende parameters van elektrische machines. Het kunnen dimensioneren van een elektrisch aandrijfsysteem. 4.2 Registratie van de vorderingen van de student in Volg+ In Volg+ worden per student, per studieblok van 9 of 10 weken de volgende gegevens bijgehouden: Cijfer voor het project, (4 studiepunten) Cijfer voor colleges, getoetst in een gemeenschappelijke toets voor beide colleges. In een vastgestelde ratio zal de cijfer voor de uitgevoerde meting en verslagen hierin verwerkt worden. (3 studiepunten) Aantekening of men vanuit de beroepspraktijk een bijdrage aan de studie heeft geleverd (alleen I-fase, 3 a 4 studiepunten) De cijfers voor het project en de colleges bepalen of een blok met voldoende resultaat is afgesloten. De 7 studiepunten worden als geheel toegekend. Bij een goed projectresultaat en onvoldoende college resultaat krijgt men dus geen 4 studiepunten, pas als alles voldoende is krijgt men in één keer 7 studiepunten. In de I-fase kan men per studieblok ook 3 of 4 studiepunten krijgen voor de beroepspraktijk, dit staat echter los van het afronden van een blok, zie verder de toelichting in paragrafen 4.5 en 4.6 In de volgende paragrafen zal per onderdeel een toelichting worden gegeven. 4.3 Cijfer voor project (code PROJ, 4 studiepunten) De project beoordeling is grotendeels een groepsbeoordeling Dit cijfer wordt bepaald aan de hand van projectdocumenten, het product dat het project oplevert en een toets, te weten: Beoordeling startdocument, gewicht; 5%. Beoordelingsaspecten: Zijn doelstellingen in het startdocument realistisch voor het niveau? Zijn de doelstellingen waargemaakt? Is het document verzorgd, geeft het blijk van vaardigheid in schriftelijk communiceren? Beoordeling onderzoeksplan (plan van aanpak), gewicht; 20%. Beoordelingsaspecten: Geeft het onderzoeksplan blijk van inzicht in de materie? Dekt het onderzoeksplan het programma van eisen? Is het document verzorgd, geeft het blijk van vaardigheid in schriftelijk communiceren? Beoordeling procesverslag; 5%: Blok I-7/H-9 Aandrijfsystemen pag. 10 van 13

11 Beoordelingsaspecten: Projectvaardigheden, was de planning, rolverdeling en samenwerking goed? Is er invulling gegeven aan verbeterpunten? Beoordeling eindverslag project, gewicht; 35%. Beoordelingsaspecten: Heeft het verslag een goede structuur (tittelblad, hoofdstukindeling, samenvatting, conclusies, literatuurlijst) Geeft het verslag blijk van voldoende inhoudelijke kennis? Zijn de metingen en de resultaten hiervan voldoende onderbouwd. Beoordeling Probleem gestuurde toets, gewicht; 35%. Deze toets duurt ca 1,5 uur. Het betreft een case die de studenten een week tevoren thuis krijgen. De bijbehorende vragen worden op het examen uitgereikt. Beoordelingsaspecten: Zijn de vragen van de case goed gemaakt? 4.4 Cijfer voor College (code COLL, 3 studiepunten) Niet parate kennis is belangrijk, maar competent zijn in het oplossen van problemen. Iemand is competent als hij of zij, op het moment dat er zich een probleem aandient, vol overgave gaat nadenken en vaardig de juiste concepten weet te benutten om het probleem te kunnen oplossen. Een competentie is dan ook opgebouwd uit attitude, vaardigheid en kennis. Competent zijn betekend vaak kennis van verschillende colleges op handige wijze kunnen combineren. Om tegemoet te komen aan de wens om niet de parate vakkennis, maar zoveel mogelijk competentie gericht te beoordelen kan per studieblok bepaald worden hoe colleges beoordeeld worden. Bij een integrale beoordeling komt er één integraal cijfer. Een andere wens is om de student tijdens de looptijd van een blok te meten en te beoordelen en niet alleen aan het einde in een toets, iets dat wel tijd kost en moet passen binnen het college. Per studieblok en per vak kan voor een andere oplossing gekozen zijn. Voor dit studieblok is gekozen voor het integraal toetsen van de colleges Elektrische machines en Vermogenselektronica. 4.5 Cijfer voor bijdrage beroepspraktijk (code BRPT, 3 tot 4 studiepunten) Bij het voltijdsonderwijs wordt een student geacht ca 40 uur per week aan de studie te werken. Bij het deeltijd onderwijs is dat ca 26 uur. Bij beide type opleidingen kan de student vanuit hetzelfde startniveau in 4 jaar de Ing. titel behalen. Dit is bereikt door de beroepspraktijk een integraal deel te laten zijn van de opleiding. Het beoefenen van een relevant beroep is dus voorwaarde om de studie te kunnen doen. Vanaf de I-fase wordt in principe per studieblok van 9 of 10 weken 3 a 4 studiepunten toegekend voor relevant werk. Er wordt geen cijfer gegeven, alleen studiepunten toegekend. 4.6 Eisen om voor een blok te slagen Om voor een studieblok van 9 of 10 weken te slagen moet je voor zowel het project als voor de concepten een 5,5 of hoger scoren. Pas na het slagen voor een studieblok worden de 7 studiepunten toegekend. De beroepspraktijk (alleen I-fase), is geen voorwaarde om een voldoende voor een blok te halen. Wel worden studiepunten voor de beroepspraktijk zoveel mogelijk per blok toegekend. Soms kan het voorkomen dat iemand niet in de gelegenheid is iets met de beroepspraktijk te doen. Denk bijvoorbeeld aan een student die (tijdelijk) werkeloos is. Hij/zij krijgt dan toch de kans om de blokken zonder vertraging met succes af te sluiten. Dat neemt niet weg dat hij/zij voor het einde van de studie 48 studiepunten moet hebben gescoord voor de beroepspraktijk. Er wordt bij het ter perse gaan van deze blokhandleiding nog onderhandeld over de wijze waarop de beroepspraktijk beoordeeld zal worden. Blok I-7/H-9 Aandrijfsystemen pag. 11 van 13

12 4.7 Bij onvoldoende resultaat Bij een onvoldoende krijg je een aanvullende opdracht. Het streven is dat je de gelegenheid krijgt een onvoldoende beoordeling binnen 4 weken te herstellen. Dit gebeurt in onderling overleg met de betrokken begeleider. Als je ook bij deze herkansing een onvoldoende scoort, wordt in onderling overleg met betrokken docenten en de mentor een afspraak gemaakt over een persoonlijk herstelplan. Blok I-7/H-9 Aandrijfsystemen pag. 12 van 13

13 5 Literatuur en handleidingen 5.1 Te gebruiken bij het project Studentenhandleiding voor het plannen van projecten. Titel: Project Planning and Work Breakdown Auteur: Beerthuizen, P. Uitgever: Studentenhandleiding DtHTO - Hogeschool van Amsterdam Druk: Versie 1.1 Deze handleiding is verkrijgbaar bij de DtHTO - Hogeschool van Amsterdam. Titel: Projectplanning Werken. Auteur: Gert Wijnen, Willem Renes, Peter Storm. Uitgever: Het Spectrum. Druk: 1995 ISBN: Electrische Machines Titel: Elektrische Aandrijvingen voor HTO. Auteur: Boekema/Cramer/Dijken/Nanninga Uitgever: Intro, Baarn. Druk: 1999 ISBN: (NUGI 169) 5.3 Elektronische Vermogenscontrole Titel: Elektronisch Vermogenscontrole, Auteur: J. Pollefliet Uitgever: Nevelland. Druk; 1995 ISBN: Blok I-7/H-9 Aandrijfsystemen pag. 13 van 13