Maszyny elektryczne
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | WELDXCSI-Masz.E |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Maszyny elektryczne |
Jednostka: | Wydział Elektroniki |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Forma studiów: | stacjonarne |
Rodzaj studiów: | I stopnia |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowy |
Forma zajęć liczba godzin/rygor: | W 34/x ; C 16/+; L 24/+; Razem: 74 |
Przedmioty wprowadzające: | - Elektrotechnika : Wymagania wstępne: znajomość praw obowiązujących w obwodach elektrycznych i magnetycznych - Podstawy metrologii : Wymagania wstępne: umiejętność pomiaru wielkości elektrycznych i mechanicznych w obwodach elektromagnetycznych urządzeń i maszyn elektrycznych |
Programy: | Semestr: III Kierunek: Energetyka Specjalność: Elektroenergetyka, Maszyny i urządzenia w energetyce |
Autor: | Dr hab. inż. Paweł Staszewski |
Bilans ECTS: | aktywność/obciążenie studenta w godz. 1. Udział wykładach/34 2. Udział w ćwiczeniach/16 3. Udział w laboratoriach/24 4. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów/34 5. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń/26 6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów i opracowanie sprawozdań/36 7. Udział w konsultacjach/8 8. Przygotowanie do egzaminu i zaliczeń/10 9. Egzamin / 4 Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 192/7 ECTS Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1.+2.+3.+7.+9.=86/3 ECTS Zajęcia o charakterze praktycznym: 2.+3.+5.+6.=102/4 ECTS |
Skrócony opis: |
Przedmiot służy do zrozumienia przez studentów zasad budowy i działania podstawowych rodzajów maszyn elektrycznych: transformatorów, maszyn indukcyjnych, synchronicznych, prądu stałego i specjalnych. Wykład, ćwiczenia i laboratoria wskazują na dziedziny zastosowań omawianych maszyn. Przedmiot zapewnia poznanie obwodowych modeli tych maszyn, elektrycznych schematów zastępczych oraz podstawowych charakterystyk eksploatacyjnych jak również metod ich wyznaczania metodami laboratoryjnymi. |
Pełny opis: |
Tematyka zajęć: A) Wykład: 1. Podstawowe prawa elektrotechniki stosowane w teorii maszyn elektrycznych: pojęcia podstawowe, prawo Ohma i Kirchhoffa oraz prawo przepływu dla obwodów elektrycznych i magnetycznych, zjawisko indukcji elektromagnetycznej, napięcia transformacji i rotacji, działania dynamiczne w polu magnetycznym. 2h 2. Klasyfikacja maszyn, materiały, obwody maszyny bezkomutatorowe i komutatorowe; materiały w obwodach magnetycznych, rodzaje pól magnetycznych; obwody elektryczne/uzwojenia, materiały izolacyjne. 1h 3. Bilans energetyczny, straty i sprawność: klasyfikacja strat, sprawność, rodzaje pracy, dane znamionowe, stany ustalone i nieustalone, zależność wymiarów maszyny od mocy i prędkości obrotowej 1h Transformatory 4. Transformator jednofazowy: przeznaczenie i budowa, zasada działania transformatora jednofazowego, stan jałowy, obciążenie i zwarcie, schematy zastępcze, równania podstawowe i wykresy wskazowe, zmienność napięcia wyjściowego 3h 5. Transformator trójfazowy: układy i grupy połączeń transformatorów trójfazowych, regulacja napięcia, straty i sprawność, ogólne równania transformatora, autotransformator 2h Maszyny asynchroniczne bezkomutatorowe 6. Silniki indukcyjne 3-fazowe: zasady budowy, silnik pierścieniowy, warunki wytwarzania pola magnetycznego wirującego, zasada działania, silnik klatkowy, schematy zastępcze i wykresy wskazowe. 2h 7. Silniki indukcyjne 3-fazowe: zależność momentu od poślizgu, charakterystyka mechaniczna, rozruch i regulacja prędkości obrotowej, praca prądnicowa maszyny asynchronicznej, silnik zasilany z falownika, przykładowe układy sterowania. 3h 8. Silnik 1-fazowy: budowa i zasada działania, sposoby rozruchu, charakterystyki i własności, przykłady zastosowań. 1h Maszyny synchroniczne 9. Prądnica synchroniczna: budowa, maszyna z wirnikiem jawnobiegunowym i cylindrycznym, zasada działania, sposoby wzbudzania, oddziaływanie twornika, charakterystyki zewnętrzne. 2h 10. Synchronizacja i współpraca prądnicy z siecią: praca równoległa, moment obrotowy, kątowa charakterystyka momentu, kompensator mocy biernej, praca silnikowa maszyny, charakterystyki ruchowe silnika synchronicznego, silnik reluktancyjny. 2h Maszyny prądu stałego 11. Maszyny prądu stałego: budowa, zasada działania, obwód magnetyczny, napięcie indukowane, moment obrotowy, oddziaływanie twornika i komutacja. 2h 12. Prądnice prądu stałego: prądnica obcowzbudna, bocznikowa i szeregowo-bocznikowa, charakterystyka biegu jałowego i zewnętrzna i regulacyjna. 2h 13. Silniki prądu stałego: silnik bocznikowy, szeregowy i szeregowo-bocznikowy, rozruch, regulacja prędkości obrotowej, hamowanie, straty i sprawność. 2h Maszyny specjalne 14. Silniki bezszczotkowe prądu stałego: zasady budowy i działa-nie silnika, materiały na magnesy trwałe, uzwojenia twornika, czujniki położenia wirnika, sposoby sterowania, przykład zastosowania. 2h 15. Silniki skokowe: zasada działania silników o wirniku czynnym i biernym oraz hybrydowych, konstrukcje i właściwości podstawowych rodzajów silników, sposoby sterowania, przykłady zastosowań. 2h 16. Maszyny komutatorowe prądu zmiennego: napięcia indukowane w uzwojeniach twornika – napięcie transformacji i rotacji, moment obrotowy jednofazowej maszyny komutatorowej, silnik jednofazowy szeregowy. 2h 17. Selsyny i transformatory położenia kątowego: Selsynowe łącza wskaźnikowe i transformatorowe, praca tpk jako przetwornika sinusowo-kosinusowego i przesuwnika fazy. 2h 18. Prądnice tachometryczne: prądnica tachometryczna prądu stałego, asynchroniczna kubkowa i synchroniczna – parametry, własności i charakterystyki. 1h B) Ćwiczenia: 1. Podstawowe prawa elektrotechniki stosowane w teorii maszyn elektrycznych: obliczanie napięcia rotacji i transformacji, rozwiązanie nieliniowego obwodu magnetycznego, obliczenie sił działających na przewód z prądem umieszczony w polu magnetycznym. 1h 2. Transformatory: obliczenia przekładni, napięć indukowanych w uzwojeniach, strat, sprawności, parametrów schematu zastępczego transformatorów 1-no i 3-fazowych, konstrukcja wykresów wektorowych dla różnych stanów pracy transformatorów. 5h 3. Silniki indukcyjne: obliczenia napięć indukowanych w uzwojeniach, strat, sprawności, parametrów schematu zastępczego silników 3-fazowych, konstrukcja wykresów wektorowych dla różnych stanów pracy silników, obliczanie parametrów elektryczno-mechanicznych dla różnych obciążeń, analiza równania Kloss'a, obliczanie momentów rozruchowych, regulacja prędkości obrotowej. 5h 4. Maszyny prądu stałego: obliczanie parametrów elektryczno-mechanicznych dla znamionowego punktu pracy silnika i prądnicy - moment, prędkość obrotowa, prąd, straty i sprawność, obliczenia parametrów rozruchowych silnika. 5h C) Laboratorium: 1. Transformator jednofazowy 4h: 2. Silnik indukcyjny 3-fazowy 4h: 3. Prądnica synchroniczna 4h: 4. Prądnica prądu stałego 4h: 5. Silnik prądu stałego 4h: 6. Prądnice tachometryczne 4h: |
Literatura: |
-Latek W. Teoria maszyn elektrycznych. WNT, Warszawa, 1982 -Wróbel. T. Maszyny elektryczne – skrypt WAT/2002, -Wróbel. T. Maszyny elektryczne i transformatory cz.1, 2, 3 - skrypt WAT/1987A. -Bajorek. Z., Maszyny elektryczne. WNT/1977 -Owczarek J. i inni Elektryczne maszynowe elementy automatyki, NT 1983 -R. Sochocki Mikromaszyny elektryczne. PW/1996 -Staszewski P., Urbański W. Zagadnienia obliczeniowe w eksploatacji maszyn elektrycznych. OWPW, Warszawa, 2009 -Kiszko A., Oksiuta S. Zadania obliczeniowe i wstęp do projektowania maszyn elektrycznych. WPW, Warszawa, 1987; -Hebenstreit J. Gierkowski Z. Maszyny elektryczne w zadaniach - Wyd. Uczel. Akad. Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy. 2006. Uzupełniająca: -Matulewicz. W. Maszyny elektryczne w elektroenergetyce. WNT/2005 -Plamitzer M. Maszyny elektryczne. WNT/1986 -Kamiński G., Kosk J. Przyborowski W. Laboratorium Maszyn Elektrycznych Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej Warszawa 2005 |
Efekty uczenia się: |
W01- student zna podstawowe zjawiska zachodzące w maszynach elektrycznych, ich fizyczną interpretację oraz budowę i zasadę działania transformatorów, maszyn elektrycznych prądu przemiennego oraz prądu stałego. Ten efekt kształcenia ma odniesienie do efektu kształcenia K_W02 W02-student zna podstawowe zależności teoretyczne i charakterystyki statyczne opisujące własności wybranych maszyn elektrycznych oraz podstawy sterowania pracą maszyn elektrycznych. Ten efekt kształcenia ma odniesienie do efektu kształcenia K_W06 U01-student potrafi właściwie zaplanować i przeprowadzić eksperyment związany z badaniami transformatorów oraz maszyn elektrycznych prądu przemiennego i prądu stałego. Ten efekt kształcenia ma odniesienie do efektu kształcenia K_U15 U02-student potrafi oszacować straty mocy i sprawność podstawowych maszyn elektrycznych. Ten efekt kształcenia ma odniesienie do efektu kształcenia K_U12 K01-student umie współpracować w zespole i ma świadomość wynikającej z tego odpowiedzialności.Ten efekt kształcenia ma odniesienie do efektu kształcenia K_K04 |
Metody i kryteria oceniania: |
Przedmiot jest zaliczany na podstawie egzaminu przeprowadzanego w formie pisemno-ustnej, obejmującego całość programu przedmiotu. Warunkiem dopuszczenia do zaliczania przedmiotu jest zaliczenie ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych. Zdanie egzaminu na ocenę, co najmniej dostateczną jest równoznaczne z zaliczeniem przedmiotu. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń rachunkowych jest otrzy-manie pozytywnej oceny z kolokwium zaliczającego oraz obecność na wszystkich zajęciach ćwiczenio-wych i brak zaległości bieżących. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest wykonanie prak-tyczne i zaliczenie sprawozdań ze wszystkich ćwiczeń na ocenę pozytywną zgodnie z regulaminem obowiązującym w laboratorium. Ocena z zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest średnią ocen otrzymaną z poszczególnych ćwiczeń. Osiągnięcie poszczególnych efektów kształcenia weryfikowane jest następująco: - efekty z kategorii wiedzy weryfikowane są na egzaminie z przedmiotu, - efekty z kategorii umiejętności weryfikowane są w trakcie ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych oraz na podstawie egzaminu - efekt z kategorii kompetencji społecznych weryfikowany jest w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych |
Praktyki zawodowe: |
nie dotyczy |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.