Elektrotechnika terméktervezőknek

A tantárgy angol neve: Electrical Engineering for Product Designers

Adatlap utolsó módosítása: 2022. július 4.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Ipari Termék- és Formatervező Mérnöki Szak 

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIAUA044   2/0/1/f 3  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Hamar János Krisztián,
4. A tantárgy előadója Kerekes Sándor
5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Matematika: Analízis, Lineáris algebra, Vektoranalízis, Differenciálegyenletek
Fizika: Elektromosságtan, Mágnesességtan
6. Előtanulmányi rend
Ajánlott:
Erős előkövetelmény

Matematika G2 (BMETE93BG02)
Fizika (BMETE11BG05)
7. A tantárgy célkitűzése A tantárgya célja, hogy a villamos és mágneses tér, alapáramkörök előzetesen megismert bázisán azok alkalmazását mutassa be a szaknak megfelelő példákon keresztül, elméleti részekkel alátámasztva. Ismerje meg az elektrosztatika hasznos és káros hatásait, az egyes anyagok, geometriai, felületi kialakítások szerepét. Legyen tisztában a villamos energia előállítás, átalakítás, elosztás és tárolás alapvető rendszerével, a leglényegesebb elektromechanikai átalakítók működési elvével, felépítésével, veszteségeivel s az ebből eredő melegedés hatásával, a villamos motorok és készülékek kiválasztásának és alkalmazásuk esetén környezetük kölcsönhatásának szempontjaival, a villamos gépekhez alkalmazott teljesítmény elektronika, egyszerű vezérlések és PLC-k felépítésével, alkalmazásának lehetőségeivel.
8. A tantárgy részletes tematikája

A tantárgy sikeres teljesítésével elsajátítható kompetenciák

A.    Tudás

  1. ismeri egyes anyagokra, kialakításokra és környezetükre az elektrosztatika hatását
  2. ismeri az egyenáramú áramkörökre vonatkozó alapvető törvényszerűségeket. Ismeri a témakörhöz tartozó alapvető mérnöki alkalmazásokat
  3. ismeri az egyfázisú váltakozóáramú áramkörök elméletét, a reaktancia, admittancia, impedancia fogalmát, a vektorábrát. Ismeri a rezonancia jelenségét, valamint a hatásos, meddő, látszólagos teljesítmény fogalmát. Ismeri a témakörhöz kapcsolódó alapvető mérnöki alkalmazásokat.
  4. ismeri a lényeges villamos paraméterek mérésének műszereit, alkalmazását
  5. ismeri az egy és háromfázisú rendszert és előállítását elektromágneses és elektronikus úton.
  6. ismeri a villamos energia rendszer felépítését, a villamos energia minőségi követelményeit.
  7. ismeri a villamos energia tárolásának lehetőségeit
  8. ismeri a forgó mágneses mező megvalósítását
  9. ismeri a villamos gépek általános felépítését, anyagait, jellemzőit, veszteségeit és annak meghatározását
  10. ismeri az alapvető villamos gépek működési elvét, terheléstől függő veszteségeit
  11. ismeri a forgó és/vagy lineáris villamos gépek nyomaték-fordulatszám jelleggörbéit, forgásirány váltásának, fordulatszám változtatásának módjait és szabályozásuk lehetőségét, a terhelésék hatását.
  12. ismeri a motorkiválasztás fő szempontjait, az egyes szabványos terhelési ciklusokat
  13. ismeri a villamos gépek, készülékek és berendezések környezettel összefüggő további kérdéseit (pl. hűtés típusa, IP szám, páratartalom, robbanásveszély, magasság, zaj, rezgés)
  14. ismeri az ESD és EMC témakörök jelentőségét, alapvető kérdéseit
  15. ismeri a villamos gépek egyszerű vezérlését és a PLC-s vezérlések fő lehetőségeit.

B.    Képesség
  1. képes egyszerű esetekben az elektrosztatika hatását elemezni, feltárni és számításokkal alátámasztani, valamint az ESD alapvető fogalmainak, egyes közcélú termékekben megjelenő megoldásainak értelmezésére.
  2. Képes egyszerű áramkörök szimulációjára, mérésére és a mért paraméterek kiértékelésére
  3. képes a tárolt villamos energia jellemzői, típusa alapján annak méretét, súlyát, teljesítményét, energia leadását, fajlagos árát, veszteségeit meghatározni, más tárolási móddal összehasonlítani.
  4. képes átlátni felhasználóként a villamos energia előállításának, szállításnak, elosztásának egyszerűsített rendszerét és a rendszerből eredő fogyasztói kötöttségeket.
  5. képes az egy és háromfázisú rendszerekben a teljesítmények (P,Q,S) és a fázisjavítás számítására
  6. képes a villamos gépek névleges adatai alapján annak további jellemző paramétereit kiszámítani és azt értelmezni.
  7. képes villamos gépek kiválasztására beépítésüknek, alkalmazásuknak megfelelően és elemezni veszteségeiket
  8. képes a szabályozott villamos hajtásstruktúrák áttekintésére, a villamos gépekhez illeszthető teljesítményelektronika és informatika lehetőségeinek figyelembe vételére
  9. képes egy villamos gép főáramkörének és egyszerű PLC vezérlésnek a kialakítására
  10. képes a gépek és berendezések IP szám, EMC, zaj és rezgés előírásainak értelmezésére, fontosságának mérlegelésére,
  11. képes a gondolatait rendezett formában, szóban és írásban kifejezni.

C.    Attitűd
  1. együttműködik az ismeretek bővítése során az oktatóval és hallgató társaival,
  2. folyamatos ismeretszerzéssel bővíti tudását,
  3. törekszik az egyes technikai rendszerek zavarmentes együttműködésére, törekszik ezek előírásainak, szabványainak megismerésére
  4. nyitott az elektromechanikai átalakítók elektronikai és információtechnológiai eszközök használatára,
  5. törekszik a villamos műszerek, gépek vizsgálatához szükséges eszközrendszer megismerésére és rutinszerű használatára,
  6. törekszik a pontos és hibamentes feladatmegoldásra,
  7. törekszik az energiahatékonyság és környezettudatosság elvének érvényesítésére a gépek kiválasztásánál, alkalmazásánál.
D.    Önállóság és felelősség
  1. önállóan végzi az áramkör szimulációt, a gépek kiválasztását, az alkalmazásból eredő problémák végiggondolását és adott források alapján történő megoldását,
  2. nyitottan fogadja a megalapozott kritikai észrevételeket,
  3. egyes helyzetekben - csapat részeként - együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában,
  4. gondolkozásában a rendszerelvű megközelítést alkalmazza.
9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás, laboratóriumi gyakorlat és önálló feladat. Előadásokon, valamint a tematikában felsorolt területekből kiadott önálló téma feldolgozása. Az előadásokat kiegészítik számítási gyakorlatok, számítógépes szimulációk laborja, valamint az egyes villamos gépek, elektronikájuk és PLC laboratóriumi vizsgálata méréssel illetve alkalmazásukkal.
10. Követelmények

A tanulási eredmények értékelése két évközi írásbeli összegző tanulmányi teljesítményértékelés (zárthelyi dolgozat) és egy részteljesítmény értékelés (házi feladat) alapján történik.

  • összegző tanulmányi teljesítményértékelés (zárthelyi dolgozat): a tantárgy és tudás, képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában, a dolgozat alapvetően a megszerzett ismeretek alkalmazására fókuszál, így a problémafelismerést és -megoldást helyezi a középpontba, azaz gyakorlati (számítási) feladatokat kell megoldani a teljesítményértékelés során, az érté-kelés alapjául szolgáló tananyagrészt a tantárgy előadója határozza meg a gyakorlatvezetőkkel egyetértésben, a rendelkezésre álló munkaidő 90 perc;

  • részteljesítmény értékelés (házi feladat): a tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek komplex értékelési módja, melynek megjelenési formája az egyénileg készített házi feladat, a házi feladat tartalmát, követelményeit, beadási határidejét értékelési módját a gyakorlatvezető határozza meg; 

 Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya a minősítésben

típus

részarány

1. zárthelyi dolgozat

40%

2. zárthelyi dolgozat

40%

házi feladat

20%

összesen:

100%+

A „+” azt jelenti, hogy szorgalmi feladatokkal 100%-nál nagyobb érték is elérhető.


A ZH elfogadásának feltétele: Az első és második ZH együttes pontszámának el kell érnie a teljes ZH pontszám 40%-át, azaz 32 pontot.
Az elfogadott házi feladat minimális pontszáma: 8 pont - azaz a maximálisan adható 20 pont ugyancsak 40%-a.

 

Érdemjegy megállapítás

érdemjegy ● [ECTS minősítés]

pontszám

jeles(5) ● Excellent [A]

90% felett

jeles(5) ● Very Good [B]

85–90%

jó(4) ● Good [C]

70–85%

közepes(3) ● Satisfactory [D]

55–70%

elégséges(2) ● Pass [E]

40–55%

elégtelen(1) ● Fail [F]

40% alatt

Az egyes érdemjegyeknél megadott alsó határérték
már az adott érdemjegyhez tartozik.

11. Pótlási lehetőségek
  1. Az egyes évközi teljesítményértékelésekhez nem tartozik egyenkénti minimumkövetelmény, ezért egyenkénti pótlásuk nem lehetséges.
  2. A házi feladat - szabályzatban meghatározott díj megfizetése mellett - késedelmesen a pótlási időszak végé-ig adható be.
  3. A két zárthelyi dolgozat összevont formában a pótlási időszakban - első alkalommal - díjmentesen pótolható vagy javítható. Javítás esetén a korábbi és az új eredmény közül a hallgató számára kedve-zőbbet vesszük figyelembe.
  4. Amennyiben az 3) pont szerinti pótlással sem tud a hallgató elégtelentől különböző érdemjegyet szerez-ni, úgy - szabályzatban meghatározott díj megfizetése mellett - második alkalommal, összevont formában ismételt kísérletet tehet a sikertelen első pótlás javítására.
12. Konzultációs lehetőségek Az előadóval ill. a gyakorlatvezetőkkel előre egyeztetett időpontban.
13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom a)    Tankönyvek
  • Halász Sándor: Villamos Hajtások, Egyetemi Tankönyv, 1993, ISBN 963 450 5171
b)    Jegyzetek
  • Nagy István, Elektrotechnika alapjai, Egyetemi jegyzet, VI 201-020.
  • Nagy István, Elektromechanika, Egyetemi jegyzet, VI 201-030
c)    Letölthető anyagok
  • A tárgy honlapján elektronikus formában elérhető előadási anyagok, segédletek a kurzus hallga-tói számára bejelentkezés után hozzáférhetőek.
  •  https://cache.industry.siemens.com/dl/files/430/1160430/att_36835/v1/applications_e.pdf
d)    További ajánlott irodalom:
  • A. Veltman, D.W. J. Pulle, R.W. De Doncker: Fundamentals of Electrical Drives, Springer, 2007. ISBN 978-1-4020-5503-4
  • Slobodan N. Vukosavic, Electrical Machines (Power Electronics and Power Systems), Springer; 2013, ISBN-10: 1461403995.
14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra 42
Félévközi készülés órákra 14
Felkészülés zárthelyire 14
Házi feladat elkészítése 10
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 10
Összesen 90
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta Kerekes Sándor c. egyetemi docens.