Osnove električnih strojev

Opis predmeta

Nazivni podatki in vrste obratovanja električnih strojev. Magnetno polje. Induciranje napetosti. Elektromagnetni navor. Izgube in izkoristek. Segrevanje električnih strojev.

Fizikalna slika transformatorja. Aktivni in pasivni deli transformatorja. Vezave trifaznega transformatorja. Nadomestno vezje transformatorja. Osnovne meritve na transformatorju.

Fizikalna slika sinhronskega stroja. Zgradba statorja in različne izvedbe rotorja. Pasivni deli sinhronskega stroja in njihova vloga. Različni vrste obremenitve in obratovanja. Kazalčni diagram sinhronskega stroja s turbo rotorjem. Kazalčni diagram sinhronskega stroja z izraženimi poli. Posebne vrste sinhronskih strojev (SRM, BLDC, koračni motorji).

Fizikalna slika asinhronskega stroja. Zgradba statorja in različne izvedbe rotorja. Pasivni deli asinhronskega stroja in njihova vloga. Navorna karakteristika. Krmiljenje hitrosti vrtenja. Enofazni asinhronski motorji. Osnovni preizkusi asinhronskega stroja.

Fizikalna slika komutatorskega stroja. Zgradbe različnih statorjev in rotorja. Pasivni deli kolektorskega stroja in njihova vloga. Vezave enosmernih kolektorskih strojev in obratovalne lastnosti. Karakteristike enosmernega stroja. Univerzalni motor.

Cilji in kompetence

Po uspešno opravljenem modulu naj bi bili študenti zmožni:

-definirati vhodno izhodne karakteristike električnih strojev,

–pojasniti fizikalne principe v električnih strojih različnih vrst,

-oceniti najustreznejše vrste stroja za določeno aplikacijo,

-analizirati specifičnosti stanj v katerih obratujejo električni stroji,

-ovrednotiti zmogljivosti električnih strojev na podlagi meritev,

-razvrstiti zahteve električnih strojev glede na njihovo aplikacijo v napravi.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja in laboratorijske vaje. Laboratorijske vaje so s povišano nevarnostjo (visoka napetost, vrteči se deli,…)

Predmet je sestavljen iz 45 ur predavanj in iz 30 ur laboratorijskih vaj s povišano nevarnostjo.

Predvideni študijski rezultati

Študent bo razumel princip delovanja strojev. Poznal bo osnovne karakteristike različnih vrst električnih strojev. Poznal bo osnovne probleme pri proizvodnji in uporabi posameznega stroja. Poznal bo področja uporabe posameznih strojev.

Reference nosilca

VUKOTIĆ, Mario, MILJAVEC, Damijan. Design of a permanent-magnet flux-modulated machine with a high torque density and high power factor. IET electric power applications, ISSN 1751-8660, 2016, vol. 10, iss. 1, str. 36-44.
VIDMAR, Gregor, MILJAVEC, Damijan. A universal high-frequency three-phase electric-motor model suitable for the delta and star winding connections. IEEE transactions on power electronics, ISSN 0885-8993, Aug. 2015, vol. 30, no. 8, str. 4365-4376.
VIDMAR, Gregor, MILJAVEC, Damijan, AGREŽ, Dušan. Measurement and evaluation of EDM bearing currents by the normalized Joule integral. Measurement science & technology, ISSN 0957-0233, 2014, vol. 25, no. 7, str. 1-10.
GOTOVAC, Gorazd, LAMPIČ, Gorazd, MILJAVEC, Damijan. Analytical model of permeance variation losses in permanent magnets of the multipole synchronous machine. IEEE transactions on magnetics, ISSN 0018-9464, Feb. 2013, vol. 49, no. 2, str. 921-928.
MILJAVEC, Damijan, JEREB, Peter. Električni stroji : temeljna znanja. 2. izd. Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2008.

Temeljni viri in literatura

Damijan Miljavec, Peter Jereb: Električni stroji – temeljna znanja, Ljubljana, 2016
Stephen J. Chapman, Electric Machinery Fundamentals, McGraw-Hill Higher Education; 5 edition, 2011
Dino Zorbas, Electric Machines, Nelson Engineering , 2014
P. C. Sen, Principles of Electric Machines and Power Electronics, John Wiley & Sons; 3rd Edition, 2013