Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Villamos gépek és alkalmazások

    A tantárgy angol neve: Electrical Machines and Applications

    Adatlap utolsó módosítása: 2014. január 22.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki alapszak

    Villamos Energetika szakirány

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIVEA334 6 3/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Veszprémi Károly, Villamos Energetika Tanszék
    4. A tantárgy előadója
    Dr. Vajda Istvánegyetemi tanárVET
    Dr. Veszprémi Károlyegyetemi docensVET
       
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Mágneses terek és körök, hálózatszámítás, elektrotechnika, teljesítményelektronika.
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    (Szakirany("AVIvillen", _)
    VAGY Training.code=("5NAA7") )

    ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIVEAC01" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIVEAC01", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:

    Az érvényben lévő „Szakirány- és ágazatválasztási szabályzat”-ban foglaltak szerint.

    A Villamos Energetika (VIVEA207) tárgy kreditpontjának megszerzése ajánlott.

    7. A tantárgy célkitűzése

    A villamos gépek és hajtások témakörével kapcsolatos azon lényeges szakmai ismeretek oktatása, amelyek a Villamos Energetika szakirányon tanuló és a későbbiekben ezen a szakterületen elhelyezkedni szándékozó villamosmérnök hallgatóknak szükségesek. Bemutatja a gyakorlatban alkalmazott számítási módszereket, a villamos gépes rendszerek üzemeltetésével kapcsolatos átfogó szakmai ismereteket. Tárgyalja a jellegzetes és korszerű valamint a jövőben várható alkalmazásokat. Elméleti és gyakorlati megalapozás azok részére, akik e szakirányú MSc képzésben folytatják tanulmányaikat.

    Az elektromechanikus villamos energiaátalakítás alapelveinek, a legfontosabb villamosgép-típusok felépítésének és működésének, helyettesítő áramkörének, villamos és mechanikai jelleggörbéinek megismerése. Háromfázisú gépek állandósult üzemállapotának vizsgálata szimmetrikus és aszimmetrikus táplálás esetén. A térvektoros módszerek alapjainak bemutatása. A villamos hajtástechnika alapjainak és jellegzetes alkalmazásainak bemutatása.
    8. A tantárgy részletes tematikája A) Az előadások tematikája Transzformátorok

    Egyfázisú és háromfázisú transzformátor felépítése, állandósult és tranziens üzeme. Háromfázisú transzformátor egyenlőtlen terhelése. Különleges transzformátorok.

     Forgógépek tekercselései, erőhatás és nyomaték számítása

    Forgó villamos gépek koncentrált és hornyokban elosztott tekercseinek kialakítása, a tekercsekben indukálódó feszültség, illetve a tekercsekben folyó áram által létesített légrésmező (főmező) és szórási mező meghatározása. Erőhatás, illetve nyomaték számítása elektromágneses rendszerekben.

     Aszinkron gépek

    Az indukciós gép helyettesítő vázlata és nyomatéka. Mélyhornyú és kétkalickás forgórészű gépek. A térbeli felharmonikusok hatása. Indítási és fordulatszám változtatási módszerek. Aszimmetrikus üzem, álló- és forgórész aszimmetriák hatása. Egyfázisú és segédfázisos gépek.

     Szinkron gépek

    A hengeres forgórészű szinkron gép helyettesítő áramköre és nyomatéka. Motoros és generátoros üzemállapot. Stabilitás. A kiálló pólus hatása. Reluktancia motorok és állandó mágneses gépek. Szinkron és aszinkron lineáris motorok.

     Egyenáramú gépek

    Egyenáramú gép armatúra tekercselései. A segédpólus és a kompenzáló tekercselés szerepe. Külső, párhuzamos és vegyes gerjesztésű generátorok és motorok jelleggörbéi állandósult üzemállapotban. Motorok indítása és a fordulatszám változtatása.

     Korszerű számítási módszerek alkalmazása

    A végeselem módszer (FEM) alapjai, hálózási módszerek, Poisson egyenlet levezetése, Lagrange interpolációs polinomok, Dirichlet és Neumann határfeltételek, egyszerű 2D példa megoldása. A QuickField, a Flux2D valamint a Motorpro és MotorCad nevű szoftverek bemutatása.

    Villamos gépek alkalmazásai Háztartási villamos gépek. A szórakoztató elektronika villamos gépei. Járművek villamos gépei. Mágnesesen lebegtetett vonatok. Szupravezetős generátorok és motorok. Szervomotorok.  Villamos hajtások kinetikája

    Nyomatékok és tömegek átszámítása közös tengelyre. A villamos hajtások mozgásegyenlete. A hajtás stabilitásának feltétele. Időállandók definíciója.

     Villamos hajtások tervezése

    Védettségi módozatok. Villamos motorok üzemviszonyai. Villamos motorok melegedése. Villamos motorok kiválasztása különféle üzemekre.

     Villamos hajtások alkalmazásai

    Egyenáramú városi villamos járművek sebességváltoztatási és fékezési módjai. Feszültséginverteres aszinkron motoros trolibusz hajtás. Félvezetős egyenáramú vasuti járműhajtások megoldási módjai. Félvezetős frekvenciaváltós vasúti járműhajtások megoldási módjai. Az energiaátalakítás folyamata szélerőművekben. Szélgenerátorok megoldási módjai, összehasonlításuk. Kalickás forgórészű aszinkron szélgenerátor.

      B) A gyakorlatok  tematikája 
    • Elektromágneses erőhatások számítása.
    • Egyfázisú transzformátorok.
    • Transzformátorok párhuzamos üzeme.
    • Transzformátorok kapcsolási csoportjai.
    • Háromfázisú transzformátorok.
    • Váltakozóáramú tekercselések.
    • Az indukált feszültségek számítása.
    • Aszinkrongépek állandósult üzem.
    • Aszinkrongépek indítása.
    • Szinkrongépek állandósult üzem.
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás: hagyományos előadás, számítógépi prezentációk, szimulációk.Gyakorlatok: az előadások megfelelő fejezeteihez illeszkedő példamegoldó gyakorlatok.
    10. Követelmények

    a.          A szorgalmi időszakban: Jelenlét az előadásokon és a gyakorlatokon a TVSZ szerint. Két zárthelyi teljesítése.

    b.         Az aláírás megszerzésének feltételei: a megengedettnél nem több hiányzás (TVSZ szerint). A két zárthelyi egyenként legalább elégséges szintű teljesítése.

    c.          A vizsgaidőszakban: A vizsga szóbeli. A vizsgajegy a zárthelyi dolgozatok osztályzatainak átlaga (1/3), valamint szóbeli vizsgán kapott osztályzat (2/3) súlyozott átlaga.

    A tárgyhoz tartozó kreditpontok megszerzésének feltétele: legalább elégséges (2) vizsgajegy.

    11. Pótlási lehetőségek A zárthelyi dolgozatok pótlására vagy javítására a szorgalmi időszakban egy-egy pótzárthelyi alkalmat, egy zárthelyi pótlására vagy javítására egy alkalmat biztosítunk a pótlási héten. A vizsgaidőszakban pótlási lehetőség nincs.
    12. Konzultációs lehetőségek Heti egy alkalommal, igény és egyeztetés szerint.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom  

    ·          Az előadások Power-point anyaga.

    ·          Retter Gy.: Villamosenergia-átalakítók. I. 51440. Műegyetemi Kiadó. Budapest, 1994. 416 oldal.

    ·          Retter Gy.: Villamosenergia-átalakítók. II. 51444. Műegyetemi Kiadó. Budapest, 1994. 296 oldal.

    ·          Németh Károly, Láday Ödön: Villamos energia-átalakítók (Példatár) 51122 Műegyetemi Kiadó. Budapest, 412 oldal.

    ·          Karsai Károly, Kerényi Dénes, Kiss László: Nagytranszformátorok, Műszaki könyvkiadó, Budapest 1973.. 461 oldal

    ·          Halász Sándor: Villamos hajtások, Egyetemi tankönyv.

     A tárgy WEB oldala: http://www.supertech.bme.hu/oktatas/vg_alk/index.html
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    Kontakt óra

    56
    Félévközi készülés órákra10
    Felkészülés zárthelyire20
    Felkészülés laboratóriumi gyakorlatra0
    Házi feladat elkészítése0
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása0
    Konzultáció14
    Vizsgafelkészülés20
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    Dr. Vajda Istvánegyetemi tanárVET
    Dr. Veszprémi Károlyegyetemi docensVET
    Németh Károlycímzetes docensVET