Belépés címtáras azonosítással
magyar nyelvű adatlap
angol nyelvű adatlap
Elektrotechnika
A tantárgy angol neve: Electrotechnics
Adatlap utolsó módosítása: 2022. augusztus 29.
Dr. Veszprémi Károly, egyetemi tanár, Villamos Energetika Tanszék
Dr. Kiss István, egyetemi docens, Villamos Energetika Tanszék
A tárgy épít a Fizika 1 és a Jelek és rendszerek 1 tárgy előtanulmányaira, továbbá hivatkozik a Fizika 2. és a Jelek és rendszerek 2 tárgyra.
A hallgatók szerezzék meg az elektrotechnika témakörével kapcsolatos alapismereteket. Megalapozza a Villamos Energetika tárgyat és egyben elméleti és gyakorlati megalapozás azok részére, akik a Fenntartható villamos energetika specializáción folytatják a tanulmányaikat.
Mindezeket az alábbi ismeretek átadásán keresztül éri el:
Előadások:
Egy- és háromfázisú hálózatok számítása (2,5 előadás)
A fogyasztói pozitív irányrendszer. Az egyfázisú rendszerek áramai és feszültségei (Időfüggvények és fázorok). Egyfázisú rendszer teljesítmény-fogalmai (Különböző típusú fogyasztók feszültség-áram fazora és teljesítménye). Szimmetrikus háromfázisú rendszer (Jellemzői, előnyös tulajdonságai. Áram- és feszültségviszonyai. Vonali és fázismennyiségek, csillag és delta kapcsolás). Szimmetrikus háromfázisú rendszer teljesítmény összefüggései (A hatásos és meddő teljesítmény értelmezése). Egyszerű számítási példák
Park-vektor, háromfázisú vektor módszere (1,5 előadás)
Definíció. Fizikai bevezetés. Háromfázisú tekercselés térvektora. Térvektor szerkesztése háromfázisú szimmetrikus állapotban. Feltételezések, követelmények (Elhanyagolások. Térbeli kikötések. Időbeli változására vonatkozóan ). A háromfázisú vektor, mint transzformáció (Zérussorrendű mennyiségek kezelése. Összetevés. Fázismennyiségek képzése, vetület szabály).
Transzformátorok (3 előadás)
Bevezetés: Példák vasmagos és vasmentes tekercsekre. A transzformátorok jellegzetességei és alkalmazási célja.
Egyfázisú transzformátorok: Működési elv. A vasmag feladata, tulajdonságai, konstrukciója. A tekercselés, tulajdonságai, konstrukciója. Fő- és szórt fluxus. Az indukált feszültség számítása, menetszám áttétel, feszültség áttétel. Helyettesítő vázlat származtatása (Az ideális transzformátor, ellenállások és szórási reaktanciák. Feszültség-egyenletek, viszonylagos egységek. Az ideális transzformátor kiküszöbölése, feszültség-kényszer, a gerjesztések egyensúlyának törvénye, áram-áttétel. Redukálás /mennyiségek, paraméterek/. A vasveszteség fajtái és modellezésük a helyettesítő vázlatban. Egyszerűsített helyettesítő kapcsolások). Fazorábra: üresjárási és terhelési állapot. A transzformátor feszültségváltozása. A transzformátor rövidzárási állapota. A drop fogalma
Háromfázisú transzformátorok: Származtatása. Kapcsolási módjai (csillag, delta, zeg-zug). Aszimmetrikus terhelés, kiegyenlítetlen gerjesztés, a feszültség-rendszer aszimmetriája. A háromszög-csillag kapcsolás, mint megoldás. 3F transzformátorok fázisforgatása (óraszám, kapcsolási csoport)
Transzformátor számítási példák
Forgómező létrehozása álló tekercsrendszerrel (1 előadás)
Villamos gépek mágneses mezői: állandó, lüktető és forgó mezők. Forgó mező létrehozása többfázisú tekercsrendszerrel. Nyomatékképzés elektromechanikai átalakítókban. A frekvencia–feltétel. Szinuszos mezőeloszlás létrehozása. A forgómező szögsebessége.
Aszinkrongép (2 előadás)
A frekvenciafeltétel kielégítése. Az aszinkron gép felépítése, működési elve (állórész, forgórész, kalicka, csúszógyűrű. Miért aszinkron? Miért indukciós?). A szlip fogalma, nevezetes értékei. Az aszinkron gép üzemállapotai. Az aszinkrongép helyettesítő kapcsolása (származtatás a transzformátor helyettesítő kapcsolásából. A szlip figyelembe vétele. Tekercselési tényező). Az aszinkrongép nyomatéka. Az aszinkron gép vektorábrája. Áramvektor diagram (Származtatása. Mi olvasható le? Teljesítmény vonalak). Nyomaték-fordulatszám jelleggörbe. Stabilitás. Az aszinkron gép teljesítményviszonyai, veszteségei. Aszinkrongép számítási példák.
Szinkrongép (2 előadás)
A frekvenciafeltétel kielégítése. Szinkron gép felépítése, működési elve (Az egyes részek kialakítása, táplálása. Hengeres és kiálló pólusú kivitel. Motorok indulása. Generátorok szinkronizálása. Alkalmazásai). Szinkron gép helyettesítő kapcsolása és üzeme (A helyettesítő kapcsolás származtatása. A paraméterek jelentése. A paraméterek nagyságrendje). Szinkron gép vektorábrája (Motoros, generátoros, alulgerjesztett, túlgerjesztett, üresjárási, terhelt esetek, az ellenállás elhanyagolásával). Szinkron generátor terhelés felvétele (Meddőleadás gerjesztés növeléssel. Hatásos teljesítmény leadás tengely oldalról beavatkozva). Szinkron gép nyomatéka. Szinkron gép stabilitása. Szinkron gép üresjárási és rövidzárási mérése. Szinkron gép számítási példák. Szinkron gép motoros alkalmazásai
Frekvenciaváltós hajtások (1 előadás)
Aszinkron gép fordulatszám változtatási lehetőségei. Állandó fluxus biztosítása frekvenciaváltós táplálásnál (U/f). A mezőgyengítés szükségessége névlegesnél nagyobb fordulatszámon (A mezőgyengítés hatása a nyomatékban való terhelhetőségre. A fordulatszám-nyomaték jelleggörbék alakulás). Rendszertervezés, kiválasztás (Alkalmazáshoz. Hűtés). A közbülső egyenáramú körös frekvenciaváltó (Felépítése. Működése. Egyszerű (six-step) vezérlés. ISZM (PWM) moduláció. A kiadható feszültség vektorok)
Egyenáramú gép (1 előadás)
A frekvencia feltétel kielégítése. Egyenáramú gép felépítése, kialakítása (Pólusok. Armatúra. Kommutátor). Egyenáramú gép helyettesítő kapcsolása. Az indukált feszültség számítása. A nyomaték számítása. Egyenáramú gép gerjesztési módjai. Egyenáramú gép jelleggörbéi. Egyenáramú gépek fordulatszám változtatási lehetőségei.
Bevezetés a klasszikus elektrotechnikába (2 előadás)
Bevezetés, áttekintés az elektrotechnika fő irányvonalaiba a klasszikus elektrotechnikából kiindulva, bemutatva hogyan kapcsolódnak az alábbi területek az elektrotechnika "fő sodrába".
A fenntartható fejlődés követelményei. Az alternatív energiák elektrotechnikai alkalmazásai. Alternatív energiaforrású villamos járművek. Új anyagok és technológiák elektrotechnikai alkalmazása. Környezetkímélő és energiatakarékos elektrotechnológiák. A szupravezetők elektrotechnikai alkalmazásai.
Villamosság élettani hatásai (1 előadás)
Az elektromágneses összeférhetőség (EMC) alapjai. Kis- és nagyfrekvenciás hatások, elektrosztatikus kisülés, elektromágneses impulzusok. Élettani hatások. A technikai és természetes környezet kölcsönhatásai.
Áramütés elleni védelem alapjai, villamos és elektrosztatikus kisülések (1 előadás)
A villamos életvédelem alapjai. Az áramütés elleni védelmi módszerek. A határértékek előírásrendszere. Villamos életvédelmi és biztonságtechnikai rendszerek alapjainak bemutatása. Villamos életvédelmi mérések.
Szigeteléstechnika alapjai (1 előadás)
Az elektrotechnikában, villamosenergia-rendszerekben alkalmazott szigetelések főbb jellemzői, fizikai leírása, alkalmazásuk, tervezésük alapvető ismertetése
Feszültség alatti munkavégzés (1 előadás)
A folyamatos villamosenergia-szolgáltatás biztosításához szükséges technológiák. A feszültség alatti munkavégzés munkamódszerének és technológiájának ismertetése.
Épületvillamosság alapismeretei (1 előadás)
Épületinformatikai, épületvillamossági rendszerek ismertetése. A kis- és törpefeszültségű hálózati részek működési alapjai, védelmi rendszerei.
Laboratóriumi gyakorlatok:
Nagyfeszültségű kisülések vizsgálata. (Ionizációs folyamatok gázkisülésekben. Átütési karakterisztika gázokban. Gázok átütése a gyakorlatban)
Áramütés elleni védelmi mérés. (Az áram élettani hatása. Az áramütés fellépésének műszaki körülményei. A védővezetős érintésvédelmi módok)
A transzformátor működésének vizsgálata. (Ellenállásmérés. Áttételmérés, kapcsolási csoport ellenőrzése. Üresjárási mérés. Rövidzárási mérés. Terhelési mérés)
A villamos forgógépek működési alapjainak vizsgálata. (Forgó mágneses mező létrehozása különböző elrendezésekkel. Fékezés állandó mágnessel. Egyenáramú gép mérése. Adattábla leolvasása, értelmezése)
Motorindítási módok vizsgálata. (Direkt indítás. Csillag-Delta indítás. Lágyindítás. Frekvenciaváltós indítás)
Előadás: hagyományos előadás, számítógépi prezentációk, esettanulmányok, szimulációk, példamegoldások.
Szorgalmi időszakban:
Egy zárthelyi sikeres (legalább elégséges szintű) teljesítése.
Öt mérési feladat sikeres (legalább elégséges szintű) teljesítése.
Vizsgaidőszakban:
Írásbeli vizsga.
A végső jegy kialakításába a zárthelyi eredmény 20%-os súllyal, a mérési feladatok eredményének átlaga 30%-os súllyal, az eredményes vizsga zárthelyi eredménye 50%-os súllyal van figyelembe véve.
A szorgalmi időszakban, vagy a pótlási héten két mérés pótlását biztosítjuk.
Elektrotechnika jegyzet, (Nagyfeszültségű technika csoport), tantárgy Moodle felületén
1) A programban résztvevő hallgatóknak szeparált laboratóriumi foglalkozást tartunk (külön csoportokat alakítanak). A laboratóriumi foglalkozások anyaga a törzsanyag szempontjából nem tér el a programban nem résztvevő hallgatókétól. Az eltérések az alábbiakban foglalhatók össze:
a) A laboratóriumi foglalkozások során személyre szóló feladatokat kapnak.
b) Ahol lehetséges, a mérési kapcsolást, elrendezést önállóan kell kialakítaniuk.
2) Külön szorgalmi feladatok meghirdetése a teljes hallgatóságnak.
a) Ez a feladat nem számít bele a jegybe, kizárólag IMSc pontok szerezhetők vele, nemcsak a programban résztvevő hallgatók részéről.
3) A zárthelyiben (akár normál, akár pót) egy extra feladat szerepel IP szerzése céljából
IMSc pontokat a hallgatók a beadott szorgalmi feladatokra és a zárthelyiben szereplő külön (extra) feladat megoldására kaphatnak a következők szerint:
Általános szabályok:
• A tárgy követelményeinek teljesítése során összesen 25 IMSc pont (IP) szerezhető.
• IP csak akkor szerezhető, ha az érdemjegy jeles.
• Az IPok nem befolyásolják a jegy értékét.
• Az IMSc pontok megszerzése a programban nem résztvevő hallgatók számára is biztosított.
Az IP pontok számítása:
• 4 szorgalmi feladat: mindegyike maximum 5 IP. (max 4x5)
• A zárthelyiben szereplő extra feladat megoldásával 5 IP szerezhető (max 1x5). Az IPok nem befolyásolják a zárthelyi értékelését.
