Εκτύπωση 

Κωδικός Μαθήματος

 

Τύπος Μαθήματος

Μικτό - Υποχρεωτικό

Κατηγορία Μαθήματος

ΜΕΥ

Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας

Θεωρία

3

Ασκήσεις Πράξης

1

Εργαστήριο

2

Πιστωτικές Μονάδες

Θεωρία

4

Εργαστήριο

3

ΣΥΝΟΛΟ ΔΜ

7

 

Στόχος / Σκοπός μαθήματος

Σκοπός : Ο σκοπός του μαθήματος είναι να παρέχει τις απαραίτητες θεωρητικές γνώσεις για την κατανόηση της δομής και της λειτουργίας των Μετασχηματιστών και των ηλεκτρικών μηχανών οι οποίες είναι αναγκαίες για την εξήγηση των προβλημάτων που υπάρχουν στην εγκατάσταση και στην διάγνωση βλαβών κατά την λειτουργία τους όπως και η απόκτηση γνώσεων για τις γεννήτριες συνεχούς ρεύματος και για τον έλεγχο των στροφών των κινητήρων συνεχούς ρεύματος

Περιγραφή του μαθήματος - Θεωρητικό Μέρος Μαθήματος

Ακολουθεί αναλυτικό περίγραμμα του μαθήματος κατανεμημένο σε δεκατρείς εκπαιδευτικές εβδομάδες :

Εβδομάδα

Π ε ρ ι γ ρ α φ ή

1H

Γενικά Κατασκευή του Μ/Τα, Είδη πυρήνων, Πυρήνας τριφασικού Μ/Τ. Τύποι και μορφές τυλιγμάτων, Μονοφασικός ιδανικός μετασχηματιστής σε εν κενώ λειτουρ-γία, Απώλειες πραγματικού Μ/Τ, Απώλειες σκεδασμού. Εν κενώ λειτουργία πραγ-ματικού Μ/Τ, Λειτουργία σε βραχυκύκλωμα.

2H

Λειτουργία μετασχηματιστή με φορτίο, Πλήρες ισοδύναμο κύκλωμα και διανυσμα-τικό διάγραμμα Μ/Τ με φορτίο, Μεταβολή της τάσης Μ/Τ με φορτίο, Βαθμός από-δοσης.

3H

Παράλληλη λειτουργία Μ/Τ, Παράλληλη λειτουργία Μ/Τ με διαφορετική τάση εν κενώ, Γενική περίπτωση παράλληλης λειτουργίας, Ειδική περίπτωση, Αυτομετασχη-ματιστές, Πλεονεκτήματα - μειονεκτήματα του αυτομετασχηματιστ, Μετασχηματι-στής ισχύος, Ηλεκτρικά χαρακτηριστικά Προστασία των Μ/Τ, Προστασία σε βραχυ-κυκλώματα, Προστασία Μ/Τ σε Προστασία εσωτερικών σφαλμάτων και έλλειψης λαδιού, ηλεκτρονόμος BUCHOLZυπερφόρτιση.

4H

Τριφασικοί Μ/Τ Πίνακας ομαλών συνδεσμολογιών, Χρήση συνδεσμολογιών, πλεονε-κτήματα μειονεκτήματα, Ειδικοί Μ/Τ, Θόρυβος Μ/Τ, Ψύξη Μ/Τ, Η ισχύς του Μ/Τ ως συνάρτηση του όγκου, Ρεύμα βραχυκύκλωσης.

5H

Μηχανές Συνεχούς ρεύματος. Κατασκευαστικά στοιχεία DC μηχανής, Τα μαγνητικά μεγέθη και οι μονάδες τους, Νόμος του διαρεύματος ή νόμος του AMPERE, Νόμος της επαγωγής, Διάρευμα, Η περιέλιξη του δρομέα, Σύγκριση βροχοειδούς και κυμα-τοειδούς περιέλιξης, Επαγωγική τάση, Ο συλλέκτης ως μηχανή ανόρθωσης, Αντίδρα-ση τυμπάνου, Ροπή στρέψης.

6H

Γεννήτριες, είδη γεννητριών Γεννήτρια ανεξάρτητης διέγερσης.

7H

Γεννήτρια παράλληλης διέγερσης.

8H

Γεννήτρια σειράςΓεννήτρια σύνθετης διέγερσης.

9H

Κινητήρες, Ευσταθής ασταθής ισορροπία ενός συστήματος. Χαρακτηριστικές εργο-μηχανών (φορτίων), Κινητήρας ανεξάρτητης διέγερσης ή παράλληλης διέγερσης.

10H

Κινητήρας σειράς, Κινητήρας σύνθετης διέγερσης.

11H

Εκκίνηση κινητήρων, Εκκίνηση κινητήρων ανεξάρτητης διέγερσης. Εκκίνηση κινη-τήρων διέγερσης σειράς - υπολογισμός των βαθμίδων της αντίστασης εκκίνησης, Έλεγχος στροφών μηχανής με το ζεύγος WARD LEONARD. Έλεγχος της περιστρο-φικής ταχύτητας σε κινητήρα ανεξάρτητης διέγερσης Μεταβολή της τάσης. Μετα-βολή της διέγερσης σε κινητήρα ανεξάρτητης διέγερσης Εξωτερική αντίσταση στο κύκλωμα του τυμπάνου. Μια συνοπτική εξέταση της μηχανικής χαρακτηριστικής από την επίδραση της μεταβολής των U, Φ.

12H

Έλεγχος της περιστροφικής ταχύτητας σε κινητήρα διέγερσης - Μεταβολή της τάσης Μεταβολή της διέγερσης σε κινητήρα σειράς διέγερσης - Εξωτερική αντίσταση στο κύκλωμα του τυμπάνου, Έλεγχος στροφών με αντίσταση παράλληλη στον δρομέα, Χαρακτηριστικές

13Η

Πέδηση σε ηλεκτρική μηχανή, Ωφέλιμη πέδηση, Δυναμική πέδηση με αντίσταση ή με έλεγχο της αντίστασης πέδησης σε κινητήρα ανεξάρτητης ή παράλληλης διέγερ-σης Πέδηση με αλλαγή πολικότητας Εισαγωγή στην οδήγηση κινητήρα με ηλεκτρο-νικά ισχύος, Εν σειρά και παράλληλη λειτουργία κινητήρων, Εισαγωγή στη λειτου-ργία κινητήρα με CHOPPER, Αρχή ελέγχου ισχύος. Αρχή επανάκτησης ενέργειας με έλεγχο της πέδης. Αρχή ελέγχου της αντίστασης (ροοστάτης), Συνδυασμός επανα-κτητικής και ροοστατικής πέδης, Έλεγχος κινητήρα στα δύο τεταρτημόρια, προσο-μοιώσεις κινητήρων συνεχούς ρεύματος με τη χρήση του λογισμικού PSIM.

 

Εργαστηριακό Μέρος Μαθήματος

Ακολουθεί αναλυτικό περίγραμμα του εργαστηρίου κατανεμημένο σε δεκατρείς εκπαιδευτικές εβδομάδες.

Εβδομάδα

Π ε ρ ι γ ρ α φ ή

1H

Κύριες συνδεσμολογίες 3Φ Μ/ΣΤΩΝ. Κατασκευαστικά στοιχεία του μετασχηματι-στή, κύριες συνδέσεις των τριφασικών Μετασχηματιστών, εύρεση ονομαστικών στοιχείων.

2H

Μετρήσεις με ανοικτό το δευτερεύον 3Φ Μ/Σ, Προσδιορισμός όλων των βασικών μεγεθών της εν κενώ λειτουργίας του μετασχηματιστή, σχεδιασμός του διανυσμα-τικού διαγράμματος κενής λειτουργίας ,σχεδιασμός των χαρακτηριστικών Ρο= f (V), Io= f (V), cosΘο = f (V).

3H

Μετρήσεις με βραχυκυκλωμένο το δευτ/ον 3Φ Μ/Σ, Προσδιορισμός όλων των βα-σικών μεγεθών με βραχυκυκλωμένο το δευτερεύον του μετασχηματιστή, σχεδια-σμός των χαρακτηριστικών Ρβρ= f (Ι), Uβρ= f (I), cosΘβρ = f (Ι).

4H

Μετρήσεις με συνδεμένο φορτίο 3Φ Μ/Σ, Προσδιορισμός όλων των βασικών μεγε-θών όταν ο μετασχηματιστής λειτουργεί με φορτίο, σχεδιασμός των χαρακτηριστι-κών ΡC= f2 ), Ρx= f2 ),   η %= f (I2 ) με κοινό Ι2, &     V2 = f2).

5H

Γεννήτρια   Ανεξάρτητης Διέγερσης, Μέτρηση των αντιστάσεων των τυλιγμάτων της μηχανής Συνεχούς Ρεύματος, εσωτερική χαρακτηριστική Ε= f(i), & E=f(n) χαρακτη-ριστική με φορτίο U=f(I), E-U=(I), U=RI, Χαρακτηριστική ρεύματος ρότορα και ρεύ-ματος διέγερσης i=f(I). Απόδοση με την μέθοδο διαχωρισμού των απωλειών.

6H

Γεννήτρια   Παράλληλης Διέγερσης, Μέτρηση των αντιστάσεων των τυλιγμάτων της μηχανής Συνεχούς Ρεύματος, εσωτερική χαρακτηριστική Ε= f(i), & E=f(n) χαρακτη-ριστική με φορτίο U=f(I), Γραφική Ανάλυση Γεννήτριας παράλληλης διέγερσης-U=(I) , Χαρακτηριστική ρεύματος ρότορα και ρεύματος διέγερσης i=f(I). Απόδοση με την μέθοδο διαχωρισμού των απωλειών.

7H

Γεννήτρια Σύνθετης Διέγερσης, Χαρακτηριστική με φορτίο U=f(I),η εξωτερική χαρακτηριστική.

8H

Γεννήτρια Διέγερσης Σειράς, Χωρίς φορτίο χαρακτηριστική Ε= f(i), και χαρακτηριστι-κή με φορτίο U=f(I).

9H

Κινητήρας Ανεξάρτητης Διέγερσης, Μέτρηση των αντιστάσεων των τυλιγμάτων της μηχανής Συνεχούς Ρεύματος Χωρίς φορτίο χαρακτηριστική n=f(i) και n=f(U) χαρα-κτηριστικές με φορτίο n=f(Ip), M=f(Ip), M=f(n) για διάφορες Τάσεις τροφοδοσίας και ρεύματα διέγερσης. Απόδοση κινητήρα ανεξάρτητης διέγερσης

10H

ΚινητήραςΠαράλληληςΔιέγερσης, ΧαρακτηριστικήφορτίοΚινητήραΠαράλληληςΔιέγερσηςχάραξητωνπαρακάτω P1 = f(Iφ) με U, Iδ = σταθερό PΗ = f(Iφ) με U, Iδ = σταθερό Pδ = f(Iφ) με U, Iδ = σταθερό PΤ = f(Iφ) με U, Iδ = σταθερόΜ2 = f(Iφ) με U, Iδ = σταθερόη% = f(Iφ) με U, Iδ = σταθερόΔn% = f(Iφ) με U, Iδ = σταθερό.

11H

Κινητήρας Σειράς, Να σχεδιάστε τις χαρακτηριστικές :

1) ΜΗ = f(n), M0 = f(n), M2 = f(n) Στους ίδιους άξονες 2) ΜΗ = f(Iφ), Μ0 = f(Iφ), Μ2 = f(Iφ) Στους ίδιους άξονες 3) P2 = f(Iφ), με τάση τροφοδοσίας UΔ = UΟΝ   = σταθερή 4) n = f(Iφ), με τάση τροφοδοσίας UΔ = UΟΝ = σταθερή 5) η% = f(Iφ) με τάση τροφοδοσίας UΔ = UNΟΝ = σταθερή. Με βάση τα στοιχεία του πίνακα 2 σχεδιάστε τις χαρακτηριστικές :6)Μ2 = f(n) για U = 220Vκαι U = 190V.

12H

Τηλεχειρισμός Κινητήρα Παράλληλης. Διέγερσης, φρενάρισμα και αλλαγή φοράς περιστροφής κινητήρα παράλληλης διέγερσης.

13Η

Αυτόματη Εκκίνηση Κινητήρα Παράλληλης Διέγερσης με μεταβολή της αντίστασης στο κύκλωμα Του Ρότορα.

 

Αναμενόμενα Μαθησιακά Αποτελέσματα

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι σε θέση :

Προσόντα και ειδικότητα του εκπαιδευτικού που απαιτούνται για την εφαρμογή και την επίτευξη των μαθησιακών στόχων του μαθήματος : Κατάλληλη εκπαιδευτική, ερευνητική, επιστημονική, επαγγελματική εμπειρία στο γνωστικό αντικείμενο των Ηλεκτρικών Μηχανών, Ηλεκτρικών Κινητηρίων Συστημάτων, Μετασχηματιστών.

Διδακτικάβοηθήματα

  1. DynamicSimulations of Electric MachineryUsing MATLAB/SIMULINK, Chee-Mun Ong ISBN:0137237855.
  2. Electric Machines:Analysis and Design Applying MATLAB Jimmie j.Cathey, ISBN:0072423706.
  3. Advanced Modern Control System Theory andStanley Winners-ISBN:0471318574.
  4. Modern control design with MATLAB and SIMULINK-Ashish Tewari, ISBN:0471496790.
  5. Analysis of Electrical Machines and Drive systems- Paul C.Krause, ISBN:047114326X.
  6. Electric Motor Drives:Modeling,Analysis and control- R.Krishnan, ISBN:0130910147.
  7. Modern Power Electronics andAC Drives- Bimal K.Bose, ISBN:0130167436.
  8. 8. Mastering Simulink 4-James B.Thomas L. Harman, ISBN:0130170852.
  9. mastering Matlab 6- Duane Hansrelman, ISBN:0130194689.
  10. Fuell Cell Systems Explaied- James Larminie-Andrew Dics, ISBN:047084857X.
  11. matlab 6.1 Supplement to accompany control systems Engineering-Norman S. Nise, ISBN:0471250910.
  12. Control Tutorial for MATLAB and SIMULINK-William Messner – Dawn Tilbary, ISBN:0201477009.
  13. Modern Control Systems Analysis and Design Using MATLAB and SIMULINK- Robert Bishop, ISBN:0201498464.
  14. Feedback Control Problems Using MATLAB- Joe Chow, ISBN:0534371752.
  15. Electric Machines: Theory, Operating, Applications ,and control, Charles I. Hubert, ISBN:0130612103.
  16. LabWIEW for Electric Circuits, Machines , Drives, and Laboratories, ISBN:0130618861.
  17. Motor Control Electronic Handbook- Richard Valentine, ISBN:0070668108.
  18. ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ-ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΕΣ ΚΩΝ.ΦΩΤΙΑΔΗ.
  19. ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ-ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΕΣ ΙΩΑΝ.ΞΥΠΤΕΡΑ.
  20. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΟΔΗΓΗΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΠΑΝΤ.ΜΑΛΑΤΕΣΤΑΣ-ΣΤΕΦ.ΜΑΝΙΑΣ.