Váltakozó áramú rendszerek

A tantárgy angol neve: Alternating Current Systems

Adatlap utolsó módosítása: 2009. március 25.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar
 

Villamosmérnöki szak

MSc képzés

 

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIVEM111 1 3/0/0/f 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Kádár István,
A tantárgy tanszéki weboldala http://www.vgt.bme.hu/okt/V_A_R/index.html
4. A tantárgy előadója
Név: Beosztás: Tanszék, Int.:
dr. Kádár István egyetemi docens Villamos Energetika Tanszék
Szabó László egyetemi adjunktus Villamos Energetika Tanszék
5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

- egy- és háromfázisú áramkörök mennyiségeinek jellemzői (pillanatérték, fázis, teljesítmény, energia), a lassú változásokra és a felharmonikusokra kiterjesztett értelmezések,

- áramirányítók és más nemlineáris fogyasztók hatásai, az ilyen elemeket tartalmazó áramkörök számítási módja,

- áramkör számítási elvek, eljárások, a hálózatot jellemző üresjárási, illetve rövidzárási mérésponti és transzfer (alap és felharmonikus) paraméterek fizikai tartalma és alkalmazása,

- mágneses és kapacitív csatolások, vasmagos tekercset tartalmazó áramkörök tranzienseinek illetve rezonanciájának alapjelenségei,

- mágneses mezővel kapcsolatos energetikai alapjelenségek és azok számítási módja,

- a villamos erőterek számítási módszerei, a szigetelőanyagok villamos jellemzői.

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIVEMA13" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIVEMA13", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

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

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:

Nincs

7. A tantárgy célkitűzése A tantárgy célja a váltakozó áramú áramkörök és hálózatok, valamint a villamos-energia átalakítók állandósult és átmeneti állapotaira vonatkozó alapismeretek rendszerezése, célirányos, magas szintű bővítése annak érdekében, hogy a hallgatók az adott tárgykörben rendelkezzenek az elméleti alapokon nyugvó alkalmazási készséggel.
8. A tantárgy részletes tematikája

8.1. Egy- és többfázisú hálózatok

Célkitűzés: Egy- és többfázisú hálózatok összevetése, háromfázisú rendszerben a szimmetrikus és aszimmetrikus fogyasztói terhelés áram-feszültség-teljesítmény viszonyainak számítása, elemzése fázismennyiségekkel és szimmetrikus összetevőkkel, vezérelt áramirányítót tartalmazó áramkörök és tranziens jelenségek vizsgálata.
Az egyfázisú (fázis-nulla) és a háromfázisú fogyasztói esetek összevetése áram, feszültségesés, veszteség szempontjából. A vezetéki R/X paraméter-arány, a fogyasztói teljesítmény felvétel, a teljesítménytényező hatása.

Háromfázisú forrás–fázisvezetők–fogyasztó nullavezetős rendszer áram-feszültség-teljesítmény viszonyainak vizsgálata fázisonként kiegyenlített és nem kiegyenlített fogyasztói terhelés esetén, a csillagpont feszültség-eltolódásának számítása fázismennyiségekkel, ha a nullavezető folytonos, ha a nullavezető nyitott. A fázisteljesítmények és a háromfázisú teljesítmény meghatározása, értelmezése, az áramok szimmetrikus összetevőinek meghatározása, értelmezése.

Az előbbi feladatok megoldása a szimmetrikus összetevők módszerének alkalmazásával.

A delta/csillag kapcsolású transzformátor kiegyenlítő hatása a csillag oldali aszimmetria esetében.

Vonali feszültségről ellátott terhelés, az aszimmetria mértéke, befolyásolása.

Áramok és teljesítmények számítása lineáris RLC elemeket és vezérelt áramirányítót tartalmazó áramkörben.

Induktív és kapacitív csatolások, rezonanciák, be- és kikapcsolási alapjelenségek.

8.2. A Park-vektoros számítási módszer elve és alkalmazása

Célkitűzés: A Park-vektoros leírás elméletének és módszerének megismertetése, alkalmazási készség kialakítása.

A Park-vektoros számítási módszer, mint a háromfázisú, háromvezetékes rendszerek (hálózatók, villamos gépek, teljesítményelektronikai berendezések, villamos hajtások) szemléletes vizsgálati módszere. Többfázisú rendszerek leírása. A Park-vektor definíciója, alkalmazása feszültség, áram és fluxus leírására. A fázis- és a vonali mennyiségek Park-vektora, vetület szabály, a pillanatértékek szemléltetése. A Park-vektorok forgó koordinátarendszerben, szimmetrikus háromfázisú áramkörök vizsgálata, a teljesítmény pillanatértéke, a hatásos- és a meddőteljesítmény számítása, pozitív- és negatív sorrendű üzem. Állandósult szinuszos aszimmetrikus üzem számítása. Periodikus nemszinuszos állapot leírása, harmonikus analízise. A Park-vektorok oszcillografálása. A villamos gépek Park-vektoros leírása, számítása. Áramirányító kapcsolások hálózati visszahatása.

8.3. Váltakozó mágneses mező

Célkitűzés: A mágneses körök anyagainak, a mágneses körök számítási módszereinek és eszközeinek áttekintése, az erőhatás, a nyomatékképzés és a villamos gépekben kialakuló mágneses tér megismerése.

Az alapfogalmak áttekintése. A mágneses tér jellemzői, anyagi közeg jelenléte, elektromágneses alaptörvények és alkalmazásuk, ferromágneses anyagok, állandó mágnes és szupravezető anyagok, ön- és kölcsönös indukció, erőhatások, nyomaték-képzés, energia. A mágneses tér számítási módszerei, mágneses körök, numerikus módszerek, szinuszos árammal táplált tekercs ferromágneses közegben. A villamos gépek mágneses tere és körei, aszimmetrikus állapotok vizsgálata. Ferromágneses anyagot tartalmazó áramkörök jellegzetességei.

8.4. A váltakozó villamos erőterek

Célkitűzés: A váltakozó villamos erőterek vizsgálata, a számítási és mérési módszerek megismerése, a szigetelőanyagok villamos tulajdonságainak változása.

A villamos erőterek jellemzői. Erőhatások villamos erőterekben. A váltakozó villamos terek analitikus és numerikus számítása. Villamos szigetelőanyagok változó erőtérben, vezetés és polarizáció. Rétegezett szigetelések. A szigetelők villamos anyagjellemzői, azok frekvencia- és hőmérsékletfüggése. Villamos veszteségek. Váltakozó villamos erőterek előállítása és mérése. Generátor elven működő műszerek. Nagyfeszültségű kábelek és távvezetékek erőtere.

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

Előadás

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban:

A félév folyamán a hallgatók négy zárthelyi dolgozatot írnak, a megelőző dolgozat óta leadott anyagrészből.

A zárthelyi dolgozatokkal - külön-külön - a kapható maximális pontszám 50 %-át kell elérni. A félévközi osztályzat alapja a négy zárthelyi dolgozat átlaga.

11. Pótlási lehetőségek

Minden hallgató egy eredménytelen zárthelyit pótolhat a szorgalmi időszakban tartott pótzárthelyin. Sikertelen pótzárthelyi esetén a TVSZ-ben előírt ismételt pótlási lehetőséget a pótlási időszakban biztosítjuk . A pótzárthelyik anyaga megegyezik az eredeti, pótolandó zárthelyi anyagával.

12. Konzultációs lehetőségek

A zárthelyi dolgozatok előtt, megbeszélés szerint.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Németh-Horváth: Nagyfeszültségű szigeteléstechnika. Tankönyvkiadó, Budapest. 1990.
Geszti P. Ottó: Villamosenergia-rendszerek I.-II.-III. Tankönyvkiadó 1983.-1985. 44445/I.- III.
Halász S. szerk.: Automatizált villamos hajtások I. Egyetemi tankönyv. Műegyetemi Kiadó. 1989.
Halász S. szerk.: Automatizált villamos hajtások II. Egyetemi tankönyv. Műegyetemi Kiadó. 1998.
Schmidt I.,Vincze Gyné., Veszprémi K.: Villamos szervo- és robothajtások. Műegyetemi Kiadó. 2000.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra

42

Félévközi készülés órákra

42

Felkészülés zárthelyire

20

Házi feladat elkészítése


Kijelölt írásos tananyag elsajátítása


Konzultáció

16

Vizsgafelkészülés


Összesen

 

120

 

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

dr. Kádár István

egyetemi docens

Villamos Energetika Tanszék

Dr. Dán András

egyetemi tanár

Villamos Energetika Tanszék

Dr. Vajda István

egyetemi tanár

Villamos Energetika Tanszék