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: 2021. március 17.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnök Szak

    Fenntartható Villamos Energetika Specializáció

    Villamos Gépek és Hajtások Ágazat

     
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIVEAC01 5 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Veszprémi Károly,
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:


    Dr.Veszprémi Károly

    egyetemi tanár

    Villamos Energetika Tanszék

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Mágneses terek és körök, hálózatszámítás, elektrotechnika, teljesítményelektronika.

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    ((Szakirany("AVINsmartgrid", _) VAGY
    Szakirany("AVINvillgephajt", _) VAGY
    Szakirany("AVINvillszigr", _) VAGY
    Szakirany("AVIvillen", _))VAGY
    Szakirany("VIABV-SUSTEN", _) )




    ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIVEA334" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIVEA334", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

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

    A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

    Ajánlott:

    A Villamos Energetika tárgy kreditpontjának megszerzése ajánlott.

    7. A tantárgy célkitűzése

    7. A tantárgy célkitűzése:

    A hallgatók megszerzik a villamos gépek és hajtások témakörével kapcsolatos azon lényeges szakmai ismereteket, amelyek a Villamos Energetika szakirányon tanuló és a későbbiekben ezen a szakterületen elhelyezkedni szándékozó villamosmérnök hallgatóknak szükségesek. Elsajátítják a gyakorlatban alkalmazott számítási módszereket, a villamos gépes rendszerek üzemeltetésével kapcsolatos átfogó szakmai ismereteket. Megismerik a jellegzetes és korszerű valamint a jövőben várható alkalmazásokat. Elméleti és gyakorlati megalapozás kapnak azok, akik mesterképzésben ezen a területen kívánják elmélyíteni ismereteiket.

    Mindezeket az alábbi ismeretek átadásán keresztül éri el:

    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. (1 hét)

     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. (1 hét)

     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. (1 hét)

     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. (1 hét)

     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. (1 hét)

     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. (1 hét)

    Villamos gépek alkalmazásai Háztartási villamos gépek. A szórakoztató elektronika villamos gépei. Járművek villamos gépei. Mágnesesen lebegtetett vonatok. Szupravezetős generátorok és motorok. Szervomotorok. (1 hét)

    Villamos hajtások kinetikája

    Nyomatékok és tömegek átszámítása közös tengelyre. A villamos hajtások mozgásegyenlete. A hajtás stabilitásának feltétele. Időállandók definíciója. (0,5 hét)

     Villamos hajtások tervezése

    Védettségi módozatok. Villamos motorok üzemviszonyai. Villamos motorok melegedése. Villamos motorok kiválasztása különféle üzemekre. (0,5 hét)

     Villamos hajtások alkalmazásai

    Egyenáramú városi villamos járművek sebességváltoztatási és fékezési módjai. Félvezetős egyenáramú vasuti járműhajtások megoldási módjai. (2 hét)

    Feszültséginverteres aszinkron motoros trolibusz hajtás. Félvezetős frekvenciaváltós vasúti járműhajtások megoldási módjai. (2 hét)

    Az energiaátalakítás folyamata szélerőművekben. Szélgenerátorok megoldási módjai, összehasonlításuk. Kalickás forgórészű aszinkron szélgenerátor. (2 hét)

      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: Egy zárthelyi teljesítése.

    b. A zárthelyi legalább elégséges szintű teljesítése.

    c. A vizsgaidőszakban: A vizsga szóbeli. A vizsgajegy a zárthelyi dolgozat osztályzata (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 pótzárthelyi alkalmat, még egy pótlásra 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.

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    Kontakt óra

    42

    Félévközi felkészülés előadásokra

    14

    Félévközi felkészülés gyakorlatokra

    10

    Félévközi felkészülés zárthelyire

    15

    Önálló tananyag-feldolgozás

    0

    Felkészülés a vizsgára

    39

    Összesen

    120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr.Vajda István

    egyetemi tanár

    Villamos Energetika Tanszék

    Dr.Veszprémi Károly

    egyetemi tanár

    Villamos Energetika Tanszék
    IMSc tematika és módszer

    Külön szorgalmi feladatok meghirdetése a teljes hallgatóságnak.

    o Ez a feladat nem számít bele a félévközi jegybe, kizárólag IMSc pontok szerezhetők vele,

    nemcsak a programban résztvevő hallgatók részéről.

    IMSc pontozás

    IMSc pontokat a hallgatók a beadott szorgalmi feladatokra és a vizsgán szereplő külön (extra) feladat megoldására kaphatnak a következők szerint:

     

    Általános szabályok:

    A tárgy követelményeinek teljesítése során összesen 20 IMSc pont (IP) szerezhető.

    IP csak akkor szerezhető, ha a vizsgajegy jeles.

    Az IPok nem befolyásolják a vizsgajegy értékét.

    Az IMSc pontok megszerzése a programban nem résztvevő hallgatók számára is biztosított.

     

    Az IP pontok számítása:

    3 szorgalmi feladat: mindegyike maximum 5 IP. (max 3x5)

    A vizsgán (akár normál, akár pót) egy extra feladat szerepel IP szerzése céljából. Ezzel 5 IP szerezhető (max1x5). Az IPok nem befolyásolják a vizsga értékelését.