Στόχος / Σκοπός μαθήματος

Σκοπός του μαθήματος είναι να γνωρίσουν οι φοιτητές ένα μέρος του τομέα της ηλεκτρομηχανικής μετατροπής ενέργειας, που πραγματοποιείται με τις ασύγχρονες τριφασικές μηχανές, τις μηχανές συνεχούς ρεύματος και ορισμένους άλλους τύπους ηλεκτρικών μηχανών. Στόχος είναι η απόκτηση γνώσεων σχετικά με τη δομή, λειτουργία, συμπεριφορά, έλεγχο και χρήση των μηχανών αυτών σε ενεργειακές μονάδες ή συστήματα.

Περιγραφή του μαθήματος

Θεωρητικό Μέρος Μαθήματος

Ασύγχρονοι (επαγωγικοί) τριφασικοί κινητήρες, δομή και τύποι. Μαθηματική ανάλυση, ισοδύναμο κύκλωμα, μεταβλητές, παράμετροι, λειτουργία, ευστάθεια, συμπεριφορά, έλεγχοι, εκκίνηση, πέδηση, βαθμός απόδοσης και εξοικονόμηση ενέργειας. Χρησιμοποίηση των κινητήρων σε εφαρμογές ηλεκτρομηχανικής μετατροπής ενέργειας με ειδική αναφορά στα συστήματα μεγάλης ισχύος. Ασύγχρονη τριφασική γεννήτρια, λειτουργία, έλεγχος, ειδική αναφορά στη χρησιμοποίηση της. Μηχανές συνεχούς ρεύματος, δομή και τύποι. Γεννήτριες, μαθηματική ανάλυση, ισοδύναμα κυκλώματα, μεταβλητές, λειτουργία, ρυθμίσεις, έλεγχος, εφαρμογές. Ειδικού τύπου γεννήτριες. Κινητήρες, μαθηματική ανάλυση, ισοδύναμα κυκλώματα, μεταβλητές, λειτουργία, συμπεριφορά, ευστάθεια, έλεγχοι, εκκίνηση, πέδηση, βαθμός απόδοσης και εξοικονόμηση ενέργειας. Ειδικού τύπου κινητήρες. Χρησιμοποίηση των κινητήρων σε εφαρμογές ηλεκτρομηχανικής μετατροπής ενέργειας με ειδική αναφορά στα ηλεκτροκίνητα μεταφορικά μέσα. Λειτουργία και εξοικονόμηση ενέργειας. Άλλοι τύποι κινητήρων. Μονοφασικοί κινητήρες σειράς εναλλασσομένου ρεύματος. Μονοφασικοί επαγωγικοί κινητήρες με βοηθητικό τύλιγμα. Μονοφασικοί κινητήρες σκιασμένων πόλων. Απωστικοί κινητήρες. Κινητήρες μαγνητικής αντίστασης. Κινητήρες μαγνητικής υστέρησης. Σύγχρονοι κινητήρες μονίμων μαγνητών. Βηματικοί κινητήρες. Γραμμικοί κινητήρες. Σερβοκινητήρες. Λειτουργία, μαθηματική ανάλυση (περιληπτικά) και έλεγχοι των προηγούμενων τύπων κινητήρων. Ειδικοί κινητήριοι μηχανισμοί. Άλλοι ειδικού τύπου κινητήρες μικρής ισχύος. Χρησιμοποίηση των κινητήρων σε εφαρμογές ηλεκτρομηχανικής μετατροπής ενέργειας, μικρής ή μεγάλης ισχύος, συνοδευόμενες κατά περίπτωση και από συστήματα αυτομάτου ελέγχου. Λειτουργία και εξοικονόμηση ενέργειας.

Εργαστηριακό Μέρος Μαθήματος

Το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος περιλαμβάνει συνδεσμολογίες κυκλωμάτων με ηλεκτρικές μηχανές και δοκιμές αυτών, υπό διάφορες συνθήκες, σε θέματα σχετικά με τη λειτουργία, συμπεριφορά, υπολογισμό παραμέτρων και έλεγχο αυτών.

Αναμενόμενα Μαθησιακά Αποτελέσματα

Μετά το τέλος του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι σε θέση :

• Να γνωρίζουν τη δομή και λειτουργία των μηχανών αυτών.
• Να γνωρίζουν τη συμπεριφορά αυτών υπό διάφορες συνθήκες.
• Να γνωρίζουν τις δυνατότητες χρήσης και τα πεδία εφαρμογής αυτών σε ενεργειακές μονάδες ή συστήματα.

Βιβλιογραφία

Ελληνική:

1. Stephen J. Chapman, “Ηλεκτρικές Μηχανές DC – AC”, Εκδόσεις McGraw-Hill / A.Τζιόλα, 2001.
2. C. I. Hubert, “Ηλεκτρικές Μηχανές”, Pearson Education, Inc./ Ι:Ν, Αθήνα, 2008.
3. Γ. Ξυπτεράς, “Ηλεκτρικές Μηχανές, Μηχανές Συνεχούς Ρεύματος και Ασύγχρονες Μηχανές”, Τόμος Ι, Εκδόσεις Ζήτη, 1993.
4. Ι. Α.Τεγόπουλος, “Ηλεκτρικές Μηχανές”, Μέρος Β, Εκδόσεις Συμμετρία, 1986.
5. Α. Ν. Σαφάκας, “Ηλεκτρικές Μηχανές Β ”, Πάτρα 1984.

Ξενόγλωσση:

1. Juha, Pyrhonen, Tapani, Jokinen, Valeria, Hrabovcova, “Design of Rotating Electrical Machines”, John Wiley and Sons Ltd, 2009.
2. Jacek F., Gieras, “Advancements in Electric Machines”, Springer, 2008.
3. Charles Arthur, Gross, “Electric Machines”, Taylor & Francis Ltd, 2006.
4. R. Miller, M. R. Miller, “Electric Motors”, Wiley Publishing, Inc., 2004.
5. Stephen J. Chapman, “Electric Machinery Fundamentals”, McGraw-Hill, 2003.
6. Charles I. Hubert, “Electric Machines: Theory, Operation, Applications, Adjustment, and Control” (2nd Edition), Prentice Hall, 2001.
7. William H., Yeadon, Alan W., Yeadon, “Handbook of Small Electric Motors”, McGraw-Hill Education, 2001.
8. Bhag S. Guru, Huseyin R. Hiziroglu, “Electric Machinery and Transformers”, Oxford University Press, 2001.
9. Chee - Mun Ong, “Dynamic Simulation of Electric Machinery”, Prentice Hall Ptr, 1998.
10. E. S., Hamdi, “Design of Small Electrical Machines”, John Wiley and Sons Ltd, 1994.
11. Takashi Kenjo, “Stepping Motors and their Microprocessor Controls”, Oxford Science Publications, 1992.
12. P.C. Sen, “Principles of Electric Machines and Power Electronics", John Wiley & Sons, 1989.
13. S. A. Nasar, “Handbook of Electric Machines”, McGraw - Hill Book Company, 1987.