Ηλεκτρονικά Ισχύος ΙΙ (Εργαστήριο) (ECE-ENE830 )
Κωνσταντίνος Γεωργάκας
Το εργαστηριακό μάθημα "Ηλεκτρονικά Ισχύος ΙΙ" μελετά τη λειτουργία σύγχρονων ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος συνδεδεμένων σε κινητήρια συστήματα. Αποτελείται από δύο βασικές θεματικές ενότητες.
- Κινητήρια συστήματα με μηχανές συνεχούς ρεύματος (DC).
- Κινητήρια συστήματα με τριφασική ασύγχρονη μηχανή (3Φ AC).
Κατά τη διδασκαλία δίνεται έμφαση στα υποσυστήματα "Ηλεκτρονικός Μετατροπέας Ισχύος + Ηλ. Μηχανή" με μετρήσεις τόσο στα ηλεκτρικά μεγέθη τάσης, ρεύματος, ηλ. ισχύος (παλμογράφος, βολτόμετρα, αμπερόμετρα, βατόμετρα), όσο και στα μηχανικά μεγέθη ροπής, στροφών (ροπόμετρα, στροφόμετρα). Οι μετρήσεις των ηλεκτρικών μεγεθών γίνονται με εξειδικευμένα όργανα (True RMS, Αναλυτές Ισχύος με FFT κ.α.), γιατί οι ηλεκτρονικοί μετατροπείς ισχύος (ανορθωτικές γέφυρες, αντιστροφείς κ.α.), που τροφοδοτούν τις ηλ. μηχανές προκαλούν παραμορφώσεις στις κυματομορφές τάσης και ρεύματος.
Το υποσύστημα "Έλεγχος" παρουσιάζεται και επεξηγείται σε κάθε άσκηση με στόχο τη βέλτιστη απόκριση και λειτουργία του συστήματος. Ο έλεγχος μπορεί να είναι είτε αναλογικός (εφαρμογές τελεστικών ενισχυτών), είτε ψηφιακός (μικροελεγκτές) και κατά την διδασκαλία γίνεται περιορισμένη χρήση εννοιών από ΣΑΕ, Αναλογικά Ηλεκτρονικά, Μικροϋπολογιστές.
Για την ουσιαστική παρακολούθηση του μαθήματος προαπαιτούνται αρκετές γνώσεις από τα μαθήματα Ηλεκτρονικά Ισχύος Ι, Ηλ. Μηχανές, και Ηλ. Μετρήσεις. Για την κατανόηση του ελέγχου των συστημάτων απαιτούνται λίγες γνώσεις πάνω σε εφαρμογές τελεστικών ενισχυτών, έλεγχο κλειστού βρόχου P, PI, PID, μικροελεγκτές.
Κάθε θεματική ενότητα ολοκληρώνεται σε 3 εβδομάδες.
Ο τελικός βαθμός του εργαστηρίου προκύπτει από τον μέσο όρο της εβδομαδιαίας εξέτασης (50%) και της τελικής εξέτασης (50%).
Ο τελικός βαθμός του μαθήματος προκύπτει από το βαθμό της θεωρίας και του εργαστηρίου.
- Εργαστηριακές Ασκήσεις
Στο εργαστήριο μέρος του μαθήματος εφαρμόζονται οι γνώσεις που εξετάζονται στο θεωρητικό μέρος του μαθήματος μέσω πειραματικής μελέτης κινητήριων συστημάτων μηχανών συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος, διατάξεων ελέγχου και προγραμματισμού μηχανών και κινητήριων συστημάτων βηματικών κινητήρων. Ο εργαστηριακός εξοπλισμός, εκτός από συστήματα που έχουν σχεδιαστεί για εκπαιδευτική χρήση στο αντικείμενο, περιλαμβάνει και συστήματα τα οποία προορίζονται για χρήση σε βιομηχανικές εφαρμογές, αλλά και διατάξεις οι οποίες είναι προϊόντα πτυχιακών εργασιών των φοιτητών του τμήματος.
1η, 2η, 3η, 4η, 5η και 6η Εργαστηριακή άσκηση: Κινητήρια συστήματα μηχανών συνεχούς ρεύματος, με έμφαση στη μηχανή ξένης διέγερσης, ημιελεγχόμενες και πλήρως ελεγχόμενες ανορθωτικές γέφυρες, ηλεκτρική ωφέλιμη πέδηση με διπλούς ηλεκτρονικούς μετατροπείς (αντιπαράλληλες γέφυρες), συστήματα αυτομάτου ελέγχου λειτουργίας ηλεκτρικής μηχανής (τάσης, στροφών, ροπής) με χρήση διατάξεων αναλογικών ηλεκτρονικών.
7η, 8η, 9η, 10η, 11η και 12η Εργαστηριακή άσκηση: Κινητήρια συστήματα μηχανών εναλλασσομένου ρεύματος, με έμφαση στην τριφασική ασύγχρονη μηχανή βραχυκυκλωμένου δρομέα, τύποι ηλεκτρονικών μετατροπέων συχνότητας (inverters), μέθοδοι ελέγχου ηλεκτρικής μηχανής, προγραμματισμός λειτουργίας ηλεκτρονικού μετατροπέα με χρήση μικροελεγκτή.
Λιγότερα
Το εργαστηριακό μάθημα "Ηλεκτρονικά Ισχύος ΙΙ" μελετά τη λειτουργία σύγχρονων ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος συνδεδεμένων σε κινητήρια συστήματα. Αποτελείται από δύο βασικές θεματικές ενότητες.
- Κινητήρια συστήματα με μηχανές συνεχούς ρεύματος (DC).
- Κινητήρια συστήματα με τριφασική ασύγχρονη μηχανή (3Φ AC).
Κατά τη διδασκαλία δίνεται έμφαση στα υποσυστήματα "Ηλεκτρονικός Μετατροπέας Ισχύος + Ηλ. Μηχανή" με μετρήσεις τόσο στα ηλεκτρικά μεγέθη τάσης, ρεύματος, ηλ. ισχύος (παλμογράφος, βολτόμετρα, αμπερόμετρα, βατόμετρα), όσο και στα μηχανικά μεγέθη ροπής, στροφών (ροπόμετρα, στροφόμετρα). Οι μετρήσεις των ηλεκτρικών μεγεθών γίνονται με εξειδικευμένα όργανα (True RMS, Αναλυτές Ισχύος με FFT κ.α.), γιατί οι ηλεκτρονικοί μετατροπείς ισχύος (ανορθωτικές γέφυρες, αντιστροφείς κ.α.), που τροφοδοτούν τις ηλ. μηχανές προκαλούν παραμορφώσεις στις κυματομορφές τάσης και ρεύματος.
Το υποσύστημα "Έλεγχος" παρουσιάζεται και επεξηγείται σε κάθε άσκηση με στόχο τη βέλτιστη απόκριση και λειτουργία του
Το εργαστηριακό μάθημα "Ηλεκτρονικά Ισχύος ΙΙ" μελετά τη λειτουργία σύγχρονων ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος συνδεδεμένων σε κινητήρια συστήματα. Αποτελείται από δύο βασικές θεματικές ενότητες.
- Κινητήρια συστήματα με μηχανές συνεχούς ρεύματος (DC).
- Κινητήρια συστήματα με τριφασική ασύγχρονη μηχανή (3Φ AC).
Κατά τη διδασκαλία δίνεται έμφαση στα υποσυστήματα "Ηλεκτρονικός Μετατροπέας Ισχύος + Ηλ. Μηχανή" με μετρήσεις τόσο στα ηλεκτρικά μεγέθη τάσης, ρεύματος, ηλ. ισχύος (παλμογράφος, βολτόμετρα, αμπερόμετρα, βατόμετρα), όσο και στα μηχανικά μεγέθη ροπής, στροφών (ροπόμετρα, στροφόμετρα). Οι μετρήσεις των ηλεκτρικών μεγεθών γίνονται με εξειδικευμένα όργανα (True RMS, Αναλυτές Ισχύος με FFT κ.α.), γιατί οι ηλεκτρονικοί μετατροπείς ισχύος (ανορθωτικές γέφυρες, αντιστροφείς κ.α.), που τροφοδοτούν τις ηλ. μηχανές προκαλούν παραμορφώσεις στις κυματομορφές τάσης και ρεύματος.
Το υποσύστημα "Έλεγχος" παρουσιάζεται και επεξηγείται σε κάθε άσκηση με στόχο τη βέλτιστη απόκριση και λειτουργία του
Πληροφορίες
Διεξαγωγή του Εργαστηρίου
Οι φοιτητές υποχρεούνται κάθε φορά να έρχονται προετοιμασμένοι για την εργαστηριακή άσκηση που θα διεξαχθεί. Ο σκοπός του εργαστηρίου είναι οι φοιτητές να έρχονται στο χώρο του εργαστηρίου, να κάνουν τις συνδεσμολογίες, να θέτουν το κινητήριο σύστημα (μετατροπέας - μηχανή) σε λειτουργία και να κατανοούν κάθε λεπτομέρεια της λειτουργίας. Για να είναι σε θέση να υλοποιήσουν τα προαναφερόμενα, υπάρχουν τα Video με την επίδειξη της κάθε άσκησης στο διαδίκτυο. Επίσης, υπάρχουν οι σημειώσεις του Εργαστηρίου, οι διαλέξεις της θεωρίας και συμπληρωματικό υλικό.
Οι φοιτητές υποχρεούνται κάθε φορά να έρχονται προετοιμασμένοι για την εργαστηριακή άσκηση που θα διεξαχθεί. Ο σκοπός του εργαστηρίου είναι οι φοιτητές να έρχονται στο χώρο του εργαστηρίου, να κάνουν τις συνδεσμολογίες, να θέτουν το κινητήριο σύστημα (μετατροπέας - μηχανή) σε λειτουργία και να κατανοούν κάθε λεπτομέρεια της λειτουργίας. Για να είναι σε θέση να υλοποιήσουν τα προαναφερόμενα, υπάρχουν τα Video με την επίδειξη της κάθε άσκησης στο διαδίκτυο. Επίσης, υπάρχουν οι σημειώσεις του Εργαστηρίου, οι διαλέξεις της θεωρίας και συμπληρωματικό υλικό.
Στο εργαστήριο μέρος του μαθήματος εφαρμόζονται οι γνώσεις που εξετάζονται στο θεωρητικό μέρος του μαθήματος μέσω πειραματικής μελέτης κινητήριων συστημάτων μηχανών συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος, διατάξεων ελέγχου και προγραμματισμού μηχανών και κινητήριων συστημάτων βηματικών κινητήρων. Ο εργαστηριακός εξοπλισμός, εκτός από συστήματα που έχουν σχεδιαστεί για εκπαιδευτική χρήση στο αντικείμενο, περιλαμβάνει και συστήματα τα οποία προορίζονται για χρήση σε βιομηχανικές εφαρμογές, αλλά και διατάξεις οι οποίες είναι προϊόντα πτυχιακών εργασιών των φοιτητών του τμήματος.
1η, 2η, 3η, 4η, 5η και 6η Εργαστηριακή άσκηση: Κινητήρια συστήματα μηχανών συνεχούς ρεύματος, με έμφαση στη μηχανή ξένης διέγερσης, ημιελεγχόμενες και πλήρως ελεγχόμενες ανορθωτικές γέφυρες, ηλεκτρική ωφέλιμη πέδηση με διπλούς ηλεκτρονικούς μετατροπείς (αντιπαράλληλες γέφυρες), συστήματα αυτομάτου ελέγχου λειτουργίας ηλεκτρικής μηχανής (τάσης, στροφών, ροπής) με χρήση διατάξεων αναλογικών ηλεκτρονικών.
7η, 8η, 9η, 10η, 11η και 12η Εργαστηριακή άσκηση: Κινητήρια συστήματα μηχανών εναλλασσομένου ρεύματος, με έμφαση στην τριφασική ασύγχρονη μηχανή βραχυκυκλωμένου δρομέα, τύποι ηλεκτρονικών μετατροπέων συχνότητας (inverters), μέθοδοι ελέγχου ηλεκτρικής μηχανής, προγραμματισμός λειτουργίας ηλεκτρονικού μετατροπέα με χρήση μικροελεγκτή.
