ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ:

Ο βασικός στόχος του μαθήματος (θεωρία και εργαστήριο) είναι η εισαγωγή των φοιτητών στις βασικές αρχές λειτουργίας και κατασκευής των Ηλεκτρικών Μηχανών, καθώς και στα είδη και πεδία εφαρμογής τους. Δεδομένης της αυξανόμενης χρήσης τεχνολογιών όπως οι ανεμογεννήτριες, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και η ρομποτική, η γνώση των Ηλεκτρικών Μηχανών καθίσταται απαραίτητη για τον σύγχρονο Μηχανολόγο Μηχανικό.

Ο φοιτητής / τρια με 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.

Αναγνωρίζει τις ηλεκτρονικές διατάξεις ισχύος που είναι απαραίτητες για τον έλεγχο των Ηλεκτρικών Μηχανών.

Γενικές Ικανότητες

Ικανότητα κατανόησης των θεμελιωδών φυσικών νόμων του ηλεκτρομαγνητισμού.

Ικανότητα για αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών για λήψη αποφάσεων.

Ικανότητα για Αυτόνομη και ομαδική εργασία.

Ικανότητα για προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης.

Ικανότητα χρήσης των κατάλληλων θεωρητικών εργαλείων για την επίλυση πραγματικών προβλημάτων της βιομηχανίας.

Θεωρία

Εισαγωγή: Θεμελιώδεις φυσικοί νόμοι ηλεκτρομαγνητισμού, βασική Ηλεκτροτεχνία συνεχούς, μονοφασικού και τριφασικού εναλλασσόμενου ρεύματος, εξοικείωση με την έννοια της ενέργειας και την μετατροπή της (απώλειες και βαθμός απόδοσης).

Γεννήτρια συνεχούς ρεύματος (DC) ξένης και παράλληλης διέγερσης (εν κενώ και με φορτίο): Στοιχειώδης ηλεκτρική γεννήτρια, νόμοι Faraday και Lenz, χαρακτηριστικές καμπύλες λειτουργίας, πτώση τάσης.

Κινητήρας συνεχούς ρεύματος (DC) ξένης και παράλληλης διέγερσης (εν κενώ και με φορτίο): Στοιχειώδης ηλεκτρικός κινητήρας, νόμος Laplace, χαρακτηριστικές καμπύλες λειτουργίας, εκκίνηση, ρύθμιση στροφών, αλλαγή φοράς περιστροφής.

Μονοφασικός και τριφασικός (σύντομη αναφορά) μετασχηματιστής (εν κενώ και με φορτίο): Βασική κατασκευή, αρχή λειτουργίας, σχέση μεταφοράς, ισοδύναμο ηλεκτρικό κύκλωμα, ανηγμένα ηλεκτρικά μεγέθη, τάση βραχυκύκλωσης, μαγνητική ροή σκέδασης.

Τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) βραχυκυκλωμένου και δακτυλιοφόρου (σύντομη αναφορά) δρομέα: Βασική κατασκευή, δημιουργία στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου, συνδεσμολογίες Υ και Δ, χαρακτηριστικές καμπύλες λειτουργίας, ισοδύναμο ηλεκτρικό κύκλωμα, εκκίνηση, αυτοματισμός Υ/Δ, ρύθμιση στροφών, αλλαγή φοράς περιστροφής.

Μονοφασικός ασύγχρονος κινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος (AC): Βασική κατασκευή, στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, κύρια και βοηθητικά τυλίγματα, είδη κινητήρων, εκκίνηση, αλλαγή φοράς περιστροφής.

Λειτουργία Ηλεκτρικών Μηχανών σε πραγματικές ηλεκτρομηχανολογικές εφαρμογές: Περιγραφή, ανάλυση λειτουργίας, αποσφαλμάτωση πραγματικών διατάξεων, χρήση ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος για τον έλεγχο Ηλεκτρικών Μηχανών.

Ειδικοί τύπους κινητήρων όπως οι βηματικοί, σερβοκινητήρες, brushless DC, universal, κινητήρες ροπής και μικροκινητήρες

Εργαστήριο

Εισαγωγή: Ενημέρωση σχετικά με τον εργαστηριακό χώρο και τους κινδύνους του ηλεκτρικού ρεύματος στον ανθρώπινο οργανισμό.

Μετρητικά όργανα ηλεκτρικών μεγεθών: Χρήσεις και τρόποι σύνδεσης.

Γεννήτριες συνεχούς ρεύματος (DC): Θεωρία – Πείραμα.

Κινητήρες συνεχούς ρεύματος (DC): Θεωρία – Πείραμα.

Μονοφασικοί μετασχηματιστές: Θεωρία – Πείραμα.

Τριφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος (AC): Θεωρία – Πείραμα.

Μονοφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος (AC): Θεωρία – Πείραμα.

Χρήση διαδραστικών διαφανειών στις παραδόσεις.

Υποστήριξη μαθησιακής διαδικασίας (θεωρίας και εργαστηρίων) με σημειώσεις, διαφάνειες, και διαδραστικά πολυμέσα, μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας e-class.

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Ι. Γραπτή τελική εξέταση θεωρίας που περιλαμβάνει:

-Επίλυση προβλημάτων

ΙΙ. Εξέταση εργαστηρίου που περιλαμβάνει:

-Διενέργεια πειραμάτων και επεξεργασία - ανάλυση αποτελεσμάτων.

-Εκπόνηση ομαδικών εργασιών με μετρήσεις που διεξάγονται στο εργαστήριο.

-Ενδιάμεση και τελική εξέταση στο εργαστήριο.

Ο τελικός βαθμός διαμορφώνεται με βαρύτητα 65% του βαθμού εξέτασης της θεωρίας, 25% του βαθμού εργαστηρίου και 10% των εβδομαδιαίων εργαστηριακών τεχνικών εκθέσεων, με όρους και προϋποθέσεις που ανακοινώνονται στο e-class του μαθήματος στην έναρξη κάθε εξαμήνου.

S. J. CHAPMAN, Ηλεκτρικές Μηχανές DC-AC, Εκδόσεις Τζιόλα, Θεσσαλονίκη 2009.

C. HUBERT, Ηλεκτρικές Μηχανές, Εκδόσεις ΙΩΝ, Αθήνα 2012.

Σ. ΒΑΣΙΛΑΚΟΠΟΥΛΟΣ, Ηλεκτρικές Μηχανές, Ίδρυμα Ευγενίδου, Αθήνα 2006.

Σ. ΤΟΥΛΟΓΛΟΥ, Σ. ΣΤΕΡΓΙΟΥ, Ηλεκτρικές Μηχανές Συνεχούς Ρεύματος, Εκδόσεις ΙΩΝ, Αθήνα 1999.

Γ. ΠΟΛΛΑΛΗ, Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών Ι, Εκδόσεις ΙΩΝ, Αθήνα 2012.