Áramkiszorítási modellezés

A tantárgy angol neve: Skin Effect Models

Adatlap utolsó módosítása: 2008. október 14.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

 

Villamosmérnöki Szak

Doktori Képzés

Választható tárgy

 

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VINFD039   4/0/0/v 5  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Koller László, Villamos Energetika Tanszék
4. A tantárgy előadója
Név: Beosztás: Tanszék, Int.:
Dr. Koller László egy. docens Villamos Energetika Tanszék
Dr. Tevan György nyugd. tud. tanácsadó

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Elektromágneses terek

6. Előtanulmányi rend
Ajánlott:
-
7. A tantárgy célkitűzése

Megismertetni a hallgatókat az áramkiszorítás jelenségeivel és számításának elveivel, valamint a fontosabb áramkiszorítási modellekkel és azok gyakorlati alkalmazásaival nem ferromágneses és nem ferromágneses vezetők esetén.

8. A tantárgy részletes tematikája Az áramkiszorítás jelensége és számításának elvei.

-         Fizikai magyarázat, indukált örvényáramok, közelségi hatás.

-         Az elektromágneses tér számítása. Hasonlósági törvények, a behatolási mélység. A jelenséget leíró Maxwell-egyenletek. Egydimenziós változat a térjellemzőkre, a térimpedanciára és a felületi teljesítménysűrűségre. Analitikus, félanalitikus és numerikus számítási módszerek.

Modellek nem ferromágneses vezetők esetén

-         Végtelen, sík felületű féltérvezető. A modell használhatósága.

-         Sík felületű vezető lemezek. A villamos tér párhuzamos a lemezek felületével. Analitikus megoldás: egydimenziós modellek szimmetrikus, antiszimmetrikus és nem szimmetrikus gerjesztés esetén. Végeselemes megoldás kétdimenziós modellek esetén. Gyakorlati alkalmazások: lemezek örvényáramvesztesége, egy- és háromfázisú áramvezető sínek, egy és többrétegű induktortekercsek, lemezalakú betétek, valamint villamos forgógépek hornyaiban lévő vezetők belső impedanciája.

-         Végtelen, hullámos felületű féltérvezető. Megoldás félanalitikus és végeselem módszerrel. Gyakorlati alkalmazás: sík felületű betét helyett hullámos betétek indukciós hevítése.

-         Tömör és üreges hengerek tengelyirányú és érintőirányú villamos tér esetén. Analitikus megoldás az egydimenziós, végeselemes megoldás kétdimenziós sík és hullámos felületű modellek esetén. Gyakorlati alkalmazások: hengeres áramvezetők belső impedanciája és a hengeres betétű indukciós hevítési technológiák.

-         Gömbvezető hengerszimmetrikus gerjesztéssel. Megoldás analitikus és végeselem módszerrel. Gyakorlati alkalmazás: lebegtető indukciós olvasztás.

-         Távvezeték földvisszavezetéssel. Analitikus és végeselemes kétdimenziós megoldások a földvezető belső impedanciájának kiszámítására.

Egydimenziós közelítő analitikus modellek ferromágneses vezetők esetén

-         Végtelen, sík felületű féltérvezető. Megoldás a térjellemzőket az alapharmonikusukkal közelítő és a mágnesezési görbét derékszögűnek tekintő számítási módszerrel. Gyakorlati alkalmazás: ferromágneses hengeres betétű indukciós hevítési technológiák.

-         Sík felületű vezető lemezek. Megoldás a mágnesezési görbét derékszögűnek tekintő számítási módszerrel. Gyakorlati alkalmazás: ferromágneses lemezek indukciós hevítése.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

előadás

10. Követelmények
  1. A szorgalmi időszakban: egy nagyzárthelyi legalább elégséges szintű teljesítése
  2. A vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga.
  3. Elővizsga.

 

11. Pótlási lehetőségek

 a zárthelyi pótolható

12. Konzultációs lehetőségek

A szorgalmi és vizsgaidőszakban igény szerint, folyamatosan

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
  1. Simonyi, K.: Elméleti villamosságtan. Tankönyvkiadó. Buapest. 1960.
  2. Tevan, Gy.: Áramkiszorítási modellek az erősáramú elektrotechnikában. Budapesti Műszaki Egyetem Mérnöki Továbbképző Intézet. Budapest. 1985.
  3. Beji Szabó D.: Indukciós hevítés. Műszaki Könyvkiadó. Budapest, 1965.
  4. Koller, L.: Ellenállás- és indukciós hevítés. Tankönyvkiadó. Budapest. 1987. J5-1421. Nívódíjas egyetemi jegyzet.
  5. 2.29 Koller, L.-Tevan, Gy.: Electrical Dimensioning of Inverter-Load System in Induction Heating of Ferromagnetic Plates as Load. Periodica Polytechnica. 1999 Vol. 43. No 2. pp. 91-100
  6. 2.30 Tevan, Gy.- Koller, L.: Approximate Calculation of Equivalent Length in Induction Heating with Flux Conductor Containing Ferromagnetic Plate. Periodica Polytechnica. 1999 Vol. 43. No 2. pp. 81-89
14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra60
Félévközi készülés órákra20
Felkészülés zárthelyire30
Házi feladat elkészítése-
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása-
Vizsgafelkészülés40
Összesen150
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Koller László

egy. docens

Villamos Energetika Tanszék

Dr. Tevan György

nyugd. tud tanácsadó