Számítógéppel segített tervezés

A tantárgy angol neve: Computer Aided Design of Electrical Machines

Adatlap utolsó módosítása: 2008. április 25.

Tantárgy lejárati dátuma: 2015. január 31.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki Szak

 

Standard tárgy

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIVG4126 7 4/0/0/v 5 1/1
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Vajda István,
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr.Vajda István

egyetemi tanár

VET

Györe Attilaegyetemi tanársegédVET

Lázár Gáspár

vezető tervező

VET

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Villamosenergetika, mágneses terek és körök, hálózatszámítás. Az elektrotechnikában alkalmazott vezető-, szigetelő- és mágneses anyagok tulajdonságai.

6. Előtanulmányi rend
Ajánlott:

A tárgy épít az Elektrotechnika és Villamos energetika tárgyakra.

7. A tantárgy célkitűzése

Megismerteti a villamosgép tervezés általános szempontjait, menetét; a főméret meghatározást, a megengedhető mágneses és villamos igénybevételek megválasztását, a gépparaméterek meghatározására szolgáló számítási módszereket, a végeselem térszámítási módszer és más számítógépes módszerek alkalmazását a tervezésben.

8. A tantárgy részletes tematikája

Forgómező létrehozása, mágneses mezők típusai, térvektor, forgómező álló tekercs-rendszerrel, háromfázisú tekercsrendszerek

Homopoláris gépek, légrésteljesítmény, Ferraris-tétel, gerjesztési törvény differenciális alak, integrális alak, példamegoldás

Szinuszos mezőeloszlás létrehozása, mindkét oldalán hengeres gép, horonyharmonikusok, Carter-tényező, gerjesztési görbe számítás, szerkesztés

Gerjesztési törvény és a felharmonikusok kapcsolata, vezetési áramok, eltolási áramok, különböző harmonikusok által létrehozott gerjesztési görbék alakjai

Felharmónikusok csökkentésének lehetőségei átmérős tekercselés esetén, tekercselési tényező számítása, egy fázisú és háromfázisú tekercselések megoldási lehetőségei

Felharmónikusok csökkentésének lehetőségei húros tekercselés esetén, lépésrövidítés, lépéshosszabbítás, tekercselési tényezők, horonyharmónikusok, légréstekercselés, horonyferdítés, horonyszáj lezárás

Állandómágnesek, anyagok, felépítésük, mágnesezésük, alkalmazásuk előnyei, hátrányai, állandómágnesek energiaszorzata, állandómágneses kisgépek, nyomatéklüktetés, fognyomaték leírása, csökkentési lehetőségek

A végeselem módszer (FEM) alapjai, hálózási módszerek, Poisson egyenlet levezetése, Lagrange interpolációs polinomok, Dirichlet és Neumann határfeltételek, egy egyszerű példa megoldása 1 dimenzióban, ez a probléma kiterjesztése 2 dimenzióra, mágneses indukció kiszámítása

Példamegoldás, gerjesztési görbe felvétele, QuickField nevű szoftver bemutatása, határfeltételek és hálózási problémák bemutatása egy egyszerű problémán

Flux2D nevű szoftver bemutatása, szinkrongenerátornak használt csúszógyűrűs aszinkrongép elemzése, geometria, hálózás, eredmények vizsgálata, mért és számított eredmények összehasonlítása

Motorpro és MotorCad nevű szoftver bemutatása

Géptervezés metódusa, Mágneses kör alapfogalmak, szemléltetés; hasáb, légrés, fog mágneses ellenállás, telítés vizsgálata

Gépek kihasználása, kerületi áram, teljesítmény korlátozása, szigetelőanyagok, hűtés, előzetes hőfokbecslés, szükséges levegőmennyiség becslés, egyszerűsített szellőzés számítás szellőzési sémával, hurok és csomóponti egyenletek, egyszerűsített melegedés számítás hősémával, hurok és csomóponti egyenletek

Egy tömegpont tranziens melegedése, termikus időállandó, élettartam, szinkron gép felépítése, működése, üzemállapotok: motoros, generátoros, üresjárás, állórész szórás, nyomaték

Terhelhetőségi diagram, teljesítmény korlátozások, főmező reaktancia számítás egyfázisú és háromfázisú tekercselésre, horonyszórás

Állórész horonyszórás, fogfej és tekercsfej szórás, egy fázis szórása, kalickás forgórész, kalicka ellenállás, áramok, feszültségek, ellenállások átszámítása

Szinkrongép háromfázisú zárlat, reaktanciák, időállandók a helyettesítő vázlat alapján, szinkron gépek igénybevételei: dielektromos, mechanikai, erőhatás határfelületen, zaj, mágneses igénybevétel

Aszinkron gép működése, felépítése, helyettesítő vázlat, kördiagram, teljesítmény, kalickás mélyhornyú forgórész

Kettős kapcsolódású szórás, skinhatás mélyhornyú vezetőben, kétkalickás forgórészű aszinkron gép helyettesítő vázlat, egyfázisú aszinkron gép nyomatékgörbéje

Egyfázisú aszinkron gép, szimmetrikus összetevők, felharmónikusok hatásai, szinkron parazita nyomaték, zaj, rezgés, fékezés

Trakciós motorok, vonóerő-sebesség jelleggörbe felvétele, menetdiagram, szigetelési problémák, szélgenerátorok, aszinkrongenerátorok, kaszkád kapcsolás

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

Előadás, számítógépes prezentációk.

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban: zárthelyi írása

b. A vizsgaidőszakban: A vizsga szóbeli.

11. Pótlási lehetőségek

1 alkalommal

12. Konzultációs lehetőségek

Szorgalmi időszakban: heti 1 alkalommal

Vizsgaidőszakban: vizsga előtti napon

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

 www.vet.bme.hu/okt/mszak/szervo/cad/index.htm

Vajda I. Lázár G. : Számítógéppel segített géptervezés, Elektronikus jegyzet,

S. Ratnajeevan H. Hoole: Computer-Aided Analysis and Design of Electromagnetic Devices, Elsevier, New York, 1989

Liska J.: Villamosgépek I-IV. Tankönyvkiadó, Budapest. (bármely kiadás)

Asztalos P. (szerk.): Villamosgépek II., Példatár (Jegyzet).

Imre (szerk.): Villamos gépek és eszközök melegedése és hűtése. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1982.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

 

Kontakt óra

60

Félévközi készülés órákra

20

Felkészülés zárthelyire

30

Házi feladat elkészítése

Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

Vizsgafelkészülés

40

Összesen

150

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Vajda István

egyetemi tanár

VET

Györe Attilaegyetemi tanársegédVET