Mágneses terek és körök, hálózatszámítás, elektrotechnika, teljesítményelektronika.

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

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.

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.

Előadás: hagyományos előadás, számítógépi prezentációk, szimulációk. Gyakorlatok: az előadások megfelelő fejezeteihez illeszkedő példamegoldó gyakorlatok.

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.

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.

Heti egy alkalommal, igény és egyeztetés szerint.

·     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.

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 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.