ΗΜΥ 340 Μηχανική Ηλεκτρικής Ισχύος Εαρινό Εξάμηνο 2017

Transcript

1 Διδάσκων καθηγητής: Ώρες/Χώρος διαλέξεων: Γραφείο: Ώρες γραφείου: Ηλ. Ταχυδρομείο: Τηλέφωνο γραφείου: Ιστοσελίδα μαθήματος: ΗΜΥ 340 Μηχανική Ηλεκτρικής Ισχύος Εαρινό Εξάμηνο 2017 Ηλίας Κυριακίδης Τρίτη και Παρασκευή, 9:00-10:30, Αίθουσα: ΧΩΔ02 B210 Green Park 408 και ΚΟΙΟΣ Με ραντεβού (μόνο για επείγοντα περιστατικά) Όλο το διδακτικό υλικό που διανέμεται κατά την ώρα των διαλέξεων θα είναι διαθέσιμο και στην ιστοσελίδα του μαθήματος. Βιβλίο μαθήματος: S. J. Chapman, Electric machinery and power system fundamentals, New York: McGraw Hill, Βιβλία αναφοράς: 1. T. Wildi, Electrical machines, drives, and power systems, 5 th ed., Upper Saddle River: Prentice Hall, Z. A. Yamayee and J. L. Bala Jr., Electromechanical energy devices and power systems John Wiley and Sons, Inc., Γ. Ξυπτέρα, Ηλεκτρικές μηχανές, Τόμος Ι: Μηχανές συνεχούς ρεύματος και ασύγχρονες μηχανές, Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις Ζήτη, Β. Στεργίου και Σ. Τουλόγλου, Ηλεκτρικές μηχανές εναλλασσόμενου ρεύματος, Περιστέρι: Εκδόσεις Ίων, Σ. Αντωνόπουλος, Μετασχηματιστές, Περιστέρι: Εκδόσεις Ίων, Στόχοι του μαθήματος/αναμενόμενα αποτελέσματα: Αυτό το μάθημα έχει ως στόχο να δώσει στους φοιτητές/τριες τις απαραίτητες βασικές γνώσεις που χρειάζονται για μερικά από τα κύρια στοιχεία της Μηχανικής Ηλεκτρικής Ισχύος. Θα γίνει ανάλυση τριφασικών κυκλωμάτων σε συνδεσμολογία αστέρα και δέλτα, καθώς και υπολογισμός της ενεργού, άεργου και φαινόμενης ισχύος. Θα εξηγηθούν βασικές έννοιες όπως το ανά μονάδα σύστημα και η διόρθωση συντελεστή ισχύος. Ακολούθως θα μελετηθούν βασικές έννοιες του μαγνητισμού και των μαγνητικών κυκλωμάτων. Ένα μεγάλο μέρος του μαθήματος θα ασχοληθεί με τις ηλεκτρικές μηχανές (μονοφασικοί και τριφασικοί μετασχηματιστές, κινητήρες συνεχούς ρεύματος, ασύγχρονες μηχανές και σύγχρονες μηχανές). Το τελευταίο μέρος του μαθήματος θα ασχοληθεί με τα ηλεκτρονικά ισχύος (ανορθωτές τάσης, μετατροπείς τάσης DC/DC και συστήματα αδιάλειπτης παροχής ισχύος). Με τη συμπλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές αναμένεται ότι θα μπορούν να αντιλαμβάνονται τις βασικές αρχές που διέπουν την Μηχανική Ηλεκτρικής Ισχύος και θα μπορούν να αναλύουν τριφασικά κυκλώματα. Επίσης αναμένεται ότι θα είναι σε θέση να γνωρίζουν τα βασικά μέρη και να περιγράψουν τις αρχές λειτουργίας των μονοφασικών και τριφασικών μετασχηματιστών, καθώς και των μηχανών συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος.

2 Γενικοί κανονισμοί: -- Ο κανόνες που αναγράφονται σε αυτό το πρόγραμμα του μαθήματος ισχύουν είτε τους διαβάσετε είτε όχι. -- Η χρήση κινητών τηλεφώνων δεν επιτρέπεται κατά τη διάρκεια των διαλέξεων σε καμία περίπτωση. Όλα τα κινητά τηλέφωνα πρέπει να παραμένουν κλειστά μέχρι το τέλος κάθε διάλεξης. Αξιολόγηση: -- Δεν θα γίνει καμία αναγωγή στον τελικό βαθμό αν αυτός είναι μικρότερος από 50/ Ο βαθμός των κατ οίκον εργασιών θα προσμετρείται στον τελικό βαθμό δεδομένου ότι έχει εξασφαλιστεί βαθμολογία 4.5/9 από τα υπόλοιπα συστατικά μέρη. Σε αντίθετη περίπτωση, ο τελικός βαθμός θα είναι ο συνολικός βαθμός χωρίς το βαθμό των κατ οίκον εργασιών. -- Ο τελικός βαθμός του μαθήματος θα υπολογιστεί σύμφωνα με τον πιο κάτω πίνακα: Συστατικό μέρος βαθμού Βαρύτητα Κατ οίκον εργασίες 10% Εξέταση 1 25% Εξέταση 2 25% Τελική εξέταση 40% Συμμετοχή στο μάθημα: Οι φοιτητές αναμένεται ότι θα παρευρίσκονται ανελλιπώς στις διαλέξεις και θα συμμετέχουν ενεργά κατά τη διάρκεια του μαθήματος. Η παρουσία και συμμετοχή στο μάθημα, η επίδειξη ενδιαφέροντος και η όλη παρουσία και συμπεριφορά του/της φοιτητή/τριας κατά τη διάρκεια του εξαμήνου θα ληφθεί υπόψη στον τελικό βαθμό. Κατ οίκον εργασίες: -- Οι κατ οίκον εργασίες που θα ανατίθενται (περίπου μια κάθε εβδομάδα) έχουν ως σκοπό την εμπέδωση της διδαχθείσας ύλης και την υποβοήθηση στην προετοιμασία για τις εξετάσεις. Οι κατ οίκον εργασίες φέρουν σημαντικό μέρος του τελικού βαθμού και γι αυτό συστήνεται οι φοιτητές να δίνουν ιδιαίτερη σημασία σε αυτές τις εργασίες. -- Δεν θα βαθμολογούνται όλες οι κατ οίκον εργασίες. Κάποιες εργασίες θα αναφέρουν ότι δεν θα παραδοθούν. Από τις εργασίες που θα παραδίδονται προς βαθμολόγηση, θα βαθμολογούνται μόνο δυο ασκήσεις (δεν θα ανακοινώνονται ποιες δυο) -- Οι ημερομηνίες ανάθεσης των εργασιών αναγράφονται στο πρόγραμμα του μαθήματος. Οι εργασίες πρέπει να παραδίδονται στην αρχή του μαθήματος, μια εβδομάδα μετά την ανάθεση των εργασιών. -- Όλες οι εργασίες έχουν την ίδια βαρύτητα για τον υπολογισμό του τελικού βαθμού για την κατ οίκον εργασία. -- Ο/Η κάθε φοιτητής/τρια δικαιούται να παραδώσει μόνο μία αργοπορημένη εργασία κατά τη διάρκεια του εξαμήνου. Αργοπορημένη εργασία ορίζεται ως η εργασία που παραδίδεται μέχρι και μια μέρα μετά την ημερομηνία παράδοσης της εργασίας. Αργοπορημένες εργασίες πέραν του χρονικού αυτού διαστήματος, ή αργοπορημένες εργασίες πέραν της μίας που επιτρέπεται δε θα γίνονται αποδεκτές και θα βαθμολογούνται αυτομάτως με μηδέν. Καμία δικαιολογία δε θα γίνεται δεκτή. -- Φωτοτυπημένες λύσεις δεν θα γίνονται αποδεκτές. -- Στις εργασίες που παραδίδονται για βαθμολόγηση πρέπει στο πάνω μέρος της πρώτης σελίδας να αναγράφεται το όνομα σας, το μάθημα, ο αριθμός της κατ οίκον εργασίας και η ημερομηνία συμπλήρωσης της ασκήσεως. Εργασίες που δεν πληρούν το πιο πάνω κριτήριο θα τιμωρούνται με μείωση του βαθμού κατά 25%. -- Οι φοιτητές μπορούν να ανταλλάζουν απόψεις για τις ασκήσεις κάθε εργασίας, αλλά ο/η κάθε φοιτητής/τρια πρέπει να γράφει τις δικές του/της λύσεις. Σε καμία περίπτωση δεν

3 επιτρέπεται η αντιγραφή λύσεων. -- Σε περίπτωση αντιγραφής θα μηδενίζονται αυτόματα όλες οι εμπλεκόμενες εργασίες (τόσο οι φοιτητές που αντέγραψαν όσο και οι φοιτητές που επέτρεψαν την αντιγραφή). Επίσης, θα μηδενίζονται όλες οι προηγούμενες και επόμενες εργασίες όλων των εμπλεκόμενων φοιτητών. Σε περίπτωση αντιγραφής στις μελέτες ή στις εξετάσεις, τότε οι φοιτητές θα μηδενίζονται στο μάθημα και θα παραπέμπονται στα πειθαρχικά όργανα του Πανεπιστημίου για περαιτέρω χειρισμό. -- Ο διδάσκων διατηρεί το δικαίωμα να μετατρέψει τις κατ οίκον εργασίες σε μικρά εβδομαδιαία διαγωνίσματα εάν κριθεί αναγκαίο. Εξετάσεις: Οι προκαταρκτικές ημερομηνίες για τις δυο εξετάσεις και την τελική εξέταση φαίνονται στο πρόγραμμα του μαθήματος. Οι ημερομηνίες αυτές μπορεί να αλλάξουν ανάλογα με την πορεία του μαθήματος. Λεπτομέρειες για τις εξετάσεις θα ανακοινωθούν αργότερα. Η τελική εξέταση θα περιλαμβάνει ολόκληρη την διδαχθείσα ύλη κατά τη διάρκεια του εξαμήνου. Τονίζεται ότι δεν επιτρέπεται η επανεξέταση σε περίπτωση που φοιτητής/τρια δεν παρακαθίσει σε κάποια εξέταση. Σε τέτοια περίπτωση ο/η φοιτητής/τρια θα πάρει βαθμό μηδέν στη συγκεκριμένη εξέταση. Κώδικας ακαδημαϊκής αξιοπιστίας: -- Η λογοκλοπή και η αντιγραφή απαγορεύονται αυστηρά και θα τιμωρούνται παραδειγματικά. -- Η λογοκλοπή είναι η παρουσίαση κάποιας εργασίας (τεχνικής έκθεσης, συγγράμματος, βιβλίου, άρθρου ή άλλης μορφής πνευματικής ιδιοκτησίας) ή μέρους εργασίας (μιας παραγράφου ή μιας πρότασης) ως δικής σου, ενώ στην πραγματικότητα είναι κάποιου άλλου. -- Η αντιγραφή αναφέρεται στην παρουσίαση μιας κατ οίκον εργασίας, μιας παρουσίασης, ή μιας άσκησης κάποιου άλλου ως δικής σου, ή την αντιγραφή ασκήσεων ή χρησιμοποίηση μη επιτρεπόμενων βοηθημάτων κατά τη διάρκεια της εξέτασης. -- Επανατονίζεται ότι η λογοκλοπή και η αντιγραφή θα τιμωρούνται παραδειγματικά με μηδενισμό στη συγκεκριμένη εργασία ή/και με μηδενισμό στο μάθημα όλων των παρανομούντων. Σημαντικές ημερομηνίες: Τελευταία ημερομηνία επιλογής μαθημάτων: 22 Ιανουαρίου Τελευταία ημερομηνία αφαίρεσης μαθημάτων: 3 Φεβρουαρίου Τελευταία ημερομηνία αποχώρησης από μάθημα: 3 Μαρτίου Διδακτέα ύλη διαλέξεων: (για λεπτομέρειες αποταθείτε στο προκαταρκτικό πρόγραμμα που ακολουθεί) Μονοφασικά και τριφασικά κυκλώματα (3 διαλέξεις) Ανά μονάδα σύστημα και διόρθωση συντελεστή ισχύος (1 διάλεξη) Μαγνητισμός και μαγνητικά κυκλώματα (2 διαλέξεις) Μονοφασικοί και τριφασικοί μετασχηματιστές (3 διαλέξεις) Εισαγωγή στις περιστρεφόμενες μηχανές (1 διάλεξη) Σύγχρονες μηχανές (3 διαλέξεις) Ασύγχρονες μηχανές (3 διαλέξεις) Μηχανές συνεχούς έντασης (5 διαλέξεις) Ηλεκτρονικά ισχύος (2 διαλέξεις)

4 ΗΜΥ 340 Μηχανική Ηλεκτρικής Ισχύος Πρόγραμμα Μαθήματος 1 Εβδ. Μέρα Ημερ. Θέμα Υλικό Αναφοράς 1 Τ 17/1/17 Εισαγωγή στα συστήματα ηλεκτρικής ισχύος. Παραγωγή, μεταφορά και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας. Μονοφασικά κυκλώματα εναλλασσόμενης τάσης. Π 20/1/17 Τριφασικά κυκλώματα: ακολουθία φάσεων, ενώσεις δέλτα και αστέρα. 2 Τ 24/1/17 Τριφασικά κυκλώματα: ισχύς (ενεργός, άεργος και φαινόμενη), συμμετρικά τριφασικά φορτία. Κεφ , Κεφ. 1.8 Κεφ Κεφ Π 27/1/17 Ανά μονάδα σύστημα και διόρθωση συντελεστή ισχύος. Κεφ Τ 31/1/17 Μαγνητισμός και μαγνητικά κυκλώματα: μαγνητικά πεδία, Κεφ μαγνητεγερτική δύναμη, ένταση μαγνητικού πεδίου και πυκνότητα μαγνητικής ροής. Π 3/2/17 Ισοδύναμα μαγνητικά κυκλώματα, καμπύλη B-H, νόμος του Faraday, νόμος του Lenz, επαγώμενη δύναμη και επαγώμενη τάση, επαγωγή. 4 Τ 7/2/17 Μονοφασικοί μετασχηματιστές: ιδανικοί μετασχηματιστές, μη ιδανικοί μετασχηματιστές. Π 10/2/17 Μονοφασικοί μετασχηματιστές: ισοδύναμα κυκλώματα, διανυσματικό διάγραμμα. 5 Τ 14/2/17 Μονοφασικοί μετασχηματιστές: τεστ ανοικτού κυκλώματος, τεστ βραχυκυκλώματος, ρύθμιση τάσης, αποδοτικότητα, αυτομετασχηματιστές. Π 17/2/17 Τριφασικοί μετασχηματιστές: τύποι και συνδεσμολογία, ισοδύναμο κύκλωμα και διανυσματικό διάγραμμα. 6 Τ 21/2/17 Εισαγωγή στις μηχανές εναλλασσόμενου ρεύματος, περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, δύναμη και ροπή σε περιστρεφόμενες μηχανές. Π 24/2/17 Εξέταση 1 (25%) 7 Τ 28/2/17 Σύγχρονες μηχανές: κατασκευή, ταχύτητα περιστροφής, ισοδύναμο κύκλωμα, διανυσματικό διάγραμμα. Π 3/3/17 Σύγχρονες μηχανές: ισχύς και ροπή, λειτουργία ως γεννήτρια. 8 Τ 7/3/17 Σύγχρονες μηχανές: λειτουργία ως κινητήρας, λειτουργία σε σταθερή κατάσταση, εκκίνηση σύγχρονων κινητήρων. Π 10/3/17 Ασύγχρονες μηχανές: κατασκευή και ταξινόμηση, περιστρεφόμενο πεδίο, αρχές λειτουργίας, ισοδύναμο κύκλωμα. 9 Τ 14/3/17 Ασύγχρονες μηχανές: ισχύς, ροπή, χαρακτηριστική ταχύτητας-ροπής, διανυσματικό διάγραμμα. Π 17/3/17 Ασύγχρονες μηχανές: έλεγχος ταχύτητας, υπολογισμός παραμέτρων. 10 Τ 21/3/17 Μηχανές συνεχούς έντασης: κατασκευαστικά χαρακτηριστικά, μεταγωγή και αντίδραση μαγνητικού πεδίου. Κεφ Κεφ Κεφ Κεφ Κεφ. 4 Κεφ Κεφ Κεφ Κεφ Κεφ Κεφ Κεφ Κατ οίκον εργασία ΚΕ1 ΚΕ2 ΚΕ3 ΚΕ4 ΚΕ5 ΚΕ6 ΚΕ7 1 Το πρόγραμμα του μαθήματος μπορεί να αλλάξει ελαφρώς κατά τη διάρκεια του εξαμήνου.

5 Π 24/3/17 Μηχανές συνεχούς έντασης: ισοδύναμο κύκλωμα, λειτουργία σε σταθερή κατάσταση Κεφ Τ 28/3/17 Μηχανές συνεχούς έντασης: λειτουργία ως κινητήρας. Κεφ. 8.7 ΚΕ8 Π 31/3/17 Εξέταση 2 (25%) 12 Τ 4/4/17 Μηχανές συνεχούς έντασης: κινητήρες ανεξάρτητης διέγερσης και παράλληλης διέγερσης, κινητήρες μόνιμου μαγνήτη. Π 7/4/17 Μηχανές συνεχούς έντασης: κινητήρες διέγερσης σε σειρά και σύνθετης διέγερσης, αποδοτικότητα μηχανών DC. Διακοπές Πάσχα 10/4-23/4 13 Τ 25/4/17 Ηλεκτρονικά ισχύος, εισαγωγή στα στοιχεία ημιαγωγών ισχύος, ανορθωτές μισού και ολόκληρου κύματος. Μετατροπή τάσης DC/DC: μετατροπείς buck, boost και buck-boost. Π 28/4/17 Επαναληπτικές ασκήσεις Θα ανακοινωθεί Τελική Εξέταση (40%) Περίοδος εξετάσεων: 8-22/5/17 Κεφ Κεφ Όλη η διδακτέα ύλη ΚΕ9