Παρουσίαση/Προβολή

(Μ0306Υ) -  ΑΠΟΣΤΟΛΟΥ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ

Περιγραφή Μαθήματος

Α. Γενική Περιγραφή Μαθήματος

Ο βασικός στόχος του θεωρητικού σκέλους του μαθήματος είναι η εισαγωγή των φοιτητών/τριών στις βασικές αρχές λειτουργίας και κατασκευής των Ηλεκτρικών Μηχανών, καθώς και στα είδη και πεδία εφαρμογής τους. Δεδομένης της αυξανόμενης χρήσης των ρομποτικών συστημάτων, αλλά και τεχνολογιών όπως τα ηλεκτρικά οχήματα και οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, η γνώση των Ηλεκτρικών Μηχανών καθίσταται απαραίτητη για τον/την σύγχρονο/η Μηχανολόγο Μηχανικό.

 

Β. Εκπαιδευτικοί Στόχοι

Ο/Η φοιτητής/τρια, μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, θα είναι σε θέση να:

• Κατανοεί τις θεμελιώδεις αρχές λειτουργίας των Ηλεκτρικών Μηχανών.
• Αναγνωρίζει τα είδη και τις χρήσεις των Ηλεκτρικών Μηχανών.
• Αναγνωρίζει τα βασικά εξαρτήματα και τη σήμανση των ακροδεκτών των Ηλεκτρικών Μηχανών.
• Κατανοεί τα προβλήματα που, εν δυνάμει, θα παρουσιαστούν σε περίπτωση σφάλματος/αστοχίας.
• Προτείνει πιθανές λύσεις σε περίπτωση αστοχίας.
• Αναγνωρίζει τις ηλεκτρονικές διατάξεις ισχύος που είναι απαραίτητες για τον έλεγχο και την εκκίνηση των Ηλεκτρικών Μηχανών.

 

Γ. Εκπαιδευτικό Υλικό – Βοηθήματα

Ως βασικό εγχειρίδιο του μαθήματος προτείνεται το εξής:

S. J. Chapman, Ηλεκτρικές Μηχανές AC-DC, 5η Έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα, 2020.

Παράλληλα, θα μοιραστούν Πανεπιστημιακές Σημειώσεις του διδάσκοντα, καθώς και βοηθητικό υλικό σε ψηφιακή μορφή.

Ακολουθεί ενδεικτική (ελληνόγλωσση και ξενόγλωσση) βιβλιογραφία που αφορά στο μάθημα:

• Α. Ν. Σαφάκας, Ηλεκτρικές Μηχανές, Εκδόσεις Ζήτη, 2019.
• Π. Β. Μαλατέστας, Ηλεκτρικές Μηχανές, Εκδόσεις Τζιόλα, 2024.
• Π. Β. Μαλατέστας, Μ. Α. Τερζή, Ηλεκτρομηχανικά Συστήματα Μετατροπής Ενέργειας, Εκδόσεις Τζιόλα, 2020.
• C. I. Hubert, Ηλεκτρικές Μηχανές, Εκδόσεις Ίων, 2012.
• Σ. Βασιλακόπουλος, Ηλεκτρικές Μηχανές, Ίδρυμα Ευγενίδου, 2006.
• Σ. Τουλόγλου, Β. Στεργίου, Ηλεκτρικές Μηχανές Συνεχούς και Εναλασσόμενου Ρεύματος, Εκδόσεις Ίων, 2009.
• Γ. Πολλάλης, Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών Ι, Εκδόσεις Ίων, 2012.
• C. Sen, Principles of Electric Machines and Power Electronics, Wiley Publications, 2013.

 

Δ. Διδακτέα Ύλη – Θεματικές (Θεωρία)

• Εισαγωγή: Θεμελιώδεις φυσικοί νόμοι ηλεκτρομαγνητισμού, βασική Ηλεκτροτεχνία συνεχούς και μονοφασικού/ τριφασικού εναλλασσόμενου ρεύματος, μαγνητικό πεδίο, σιδηρομαγνητικά υλικά, εξοικείωση με την έννοια της ενέργειας και την μετατροπή της (απώλειες και βαθμός απόδοσης).
• Γενικές αρχές ηλεκτρικών μηχανών: Είδη ηλεκτρικών μηχανών, βασική κατασκευή, βασική αρχή λειτουργίας, απώλειες ενέργειας, μαγνητική υστέρηση, δινορρεύματα.
• Γεννήτρια συνεχούς ρεύματος (DC) ξένης και παράλληλης διέγερσης (εν κενώ και υπό φορτίο): Στοιχειώδης ηλεκτρική γεννήτρια, νόμοι Faraday και Lenz, χαρακτηριστικές καμπύλες λειτουργίας, πτώση τάσης, αντιρροπή (νόμος Ampere).
• Κινητήρας συνεχούς ρεύματος (DC) ξένης και παράλληλης διέγερσης (εν κενώ και με φορτίο): Στοιχειώδης ηλεκτρικός κινητήρας, νόμος Ampere, χαρακτηριστικές καμπύλες λειτουργίας, εκκίνηση, ρύθμιση ταχύτητας περιστροφής, αλλαγή φοράς περιστροφής.
• Μονοφασικός και τριφασικός (σύντομη αναφορά) μετασχηματιστής (εν κενώ και υπό φορτίο): Βασική κατασκευή, αρχή λειτουργίας, λόγος μετασχηματισμού, ισοδύναμο ηλεκτρικό κύκλωμα, ανηγμένα ηλεκτρικά μεγέθη, τάση βραχυκύκλωσης, μαγνητική ροή σκέδασης, ψύξη μετασχηματιστών, χρησιμότητα στα σύγχρονα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, μετασχηματιστής απομόνωσης (1:1), σύγχρονες εφαρμογές.
• Τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) βραχυκυκλωμένου και δακτυλιοφόρου (σύντομη αναφορά) δρομέα: Βασική κατασκευή, δημιουργία στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου, συνδεσμολογίες αστέρα (Υ) και τριγώνου (Δ), χαρακτηριστικές καμπύλες λειτουργίας, ισοδύναμο ηλεκτρικό κύκλωμα, εκκίνηση, διακόπτης Υ/Δ, ρύθμιση ταχύτητας περιστροφής, αλλαγή φοράς περιστροφής.
• Μονοφασικός ασύγχρονος κινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος (AC): Βασική κατασκευή, στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, κύρια και βοηθητικά τυλίγματα, είδη κινητήρων, εκκίνηση, ρύθμιση ταχύτητας περιστροφής, αλλαγή φοράς περιστροφής.
• Τριφασική σύγχρονη γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) - Εναλλακτήρας: Είδη εναλλακτήρων, βασική κατασκευή, αρχές λειτουργίας, λειτουργία εν κενώ και υπό φορτίο, ισχύς και απώλειες.
• Εξειδικευμένοι τύποι ηλεκτρικών μηχανών: Βηματικοί κινητήρες (stepper motors), κινητήρες συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες (brushless motors), σερβοκιντήρες (servomotors).
• Λειτουργία ηλεκτρικών μηχανών σε πραγματικές ηλεκτρομηχανολογικές εφαρμογές: Περιγραφή, ανάλυση λειτουργίας, αποσφαλμάτωση πραγματικών διατάξεων, χρήση ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος για τον έλεγχο και την εκκίνηση ηλεκτρικών μηχανών.

 

Ε. Επικοινωνία

e-mail:  d.apostolou@uop.gr

 

ΣΤ. Ψηφιακό Υλικό

Στο εργαλείο "Πολυμέσα" υπάρχει χρήσιμο και ενδιαφέρον υλικό που αφορά στο ευρύτερο περιεχόμενο του μαθήματος.

 

Σημείωση: Υλικό για το εργαστηριακό σκέλος του μαθήματος περιέχεται στην καταχώρηση "ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ (Ε)" του e-Class.

 

General Course Description

The main goal of the course (lectures and laboratory exercises) is to introduce students to the basic principles of Electrical Machines, as well as to the types and fields of their application. With the increasing use of technologies such as wind turbines, electric cars and robotics, knowledge on Electrical Machines is becoming essential for the modern Mechanical Engineer.

Ημερομηνία δημιουργίας

Τετάρτη 14 Οκτωβρίου 2020