Villamos gépek és alkalmazások

Electrical Machines and Applications

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Villamos gépek és alkalmazások

Electrical Machines and Applications

Tantárgykód

BMEVIVEA334

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	3	1	0
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	kapcsolt	—

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

vizsga

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

DR. Veszprémi Károly

beosztás: egyetemi tanár

elérhetőség: veszpremi.karoly@vik.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

Villamos Energetika Tanszék

Kar

Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Tantárgy weboldala

—

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

A) Az előadások tematikája Transzformátorok

Egyfázisú és háromfázisú transzformátor felépítése, állandósult és tranziens üzeme. Háromfázisú transzformátor egyenlőtlen terhelése. Különleges transzformátorok.

Forgógépek tekercselései, erőhatás és nyomaték számítása

Forgó villamos gépek koncentrált és hornyokban elosztott tekercseinek kialakítása, a tekercsekben indukálódó feszültség, illetve a tekercsekben folyó áram által létesített légrésmező (főmező) és szórási mező meghatározása. Erőhatás, illetve nyomaték számítása elektromágneses rendszerekben.

Aszinkron gépek

Az indukciós gép helyettesítő vázlata és nyomatéka. Mélyhornyú és kétkalickás forgórészű gépek. A térbeli felharmonikusok hatása. Indítási és fordulatszám változtatási módszerek. Aszimmetrikus üzem, álló- és forgórész aszimmetriák hatása. Egyfázisú és segédfázisos gépek.

Szinkron gépek

A hengeres forgórészű szinkron gép helyettesítő áramköre és nyomatéka. Motoros és generátoros üzemállapot. Stabilitás. A kiálló pólus hatása. Reluktancia motorok és állandó mágneses gépek. Szinkron és aszinkron lineáris motorok.

Egyenáramú gépek

Egyenáramú gép armatúra tekercselései. A segédpólus és a kompenzáló tekercselés szerepe. Külső, párhuzamos és vegyes gerjesztésű generátorok és motorok jelleggörbéi állandósult üzemállapotban. Motorok indítása és a fordulatszám változtatása.

Korszerű számítási módszerek alkalmazása

A végeselem módszer (FEM) alapjai, hálózási módszerek, Poisson egyenlet levezetése, Lagrange interpolációs polinomok, Dirichlet és Neumann határfeltételek, egyszerű 2D példa megoldása. A QuickField, a Flux2D valamint a Motorpro és MotorCad nevű szoftverek bemutatása.

Villamos gépek alkalmazásai Háztartási villamos gépek. A szórakoztató elektronika villamos gépei. Járművek villamos gépei. Mágnesesen lebegtetett vonatok. Szupravezetős generátorok és motorok. Szervomotorok. Villamos hajtások kinetikája

Nyomatékok és tömegek átszámítása közös tengelyre. A villamos hajtások mozgásegyenlete. A hajtás stabilitásának feltétele. Időállandók definíciója.

Villamos hajtások tervezése

Védettségi módozatok. Villamos motorok üzemviszonyai. Villamos motorok melegedése. Villamos motorok kiválasztása különféle üzemekre.

Villamos hajtások alkalmazásai

Egyenáramú városi villamos járművek sebességváltoztatási és fékezési módjai. Feszültséginverteres aszinkron motoros trolibusz hajtás. Félvezetős egyenáramú vasuti járműhajtások megoldási módjai. Félvezetős frekvenciaváltós vasúti járműhajtások megoldási módjai. Az energiaátalakítás folyamata szélerőművekben. Szélgenerátorok megoldási módjai, összehasonlításuk. Kalickás forgórészű aszinkron szélgenerátor.

B) A gyakorlatok tematikája

Elektromágneses erőhatások számítása.
Egyfázisú transzformátorok.
Transzformátorok párhuzamos üzeme.
Transzformátorok kapcsolási csoportjai.
Háromfázisú transzformátorok.
Váltakozóáramú tekercselések.
Az indukált feszültségek számítása.
Aszinkrongépek állandósult üzem.
Aszinkrongépek indítása.
Szinkrongépek állandósult üzem.

A villamos gépek és hajtások témakörével kapcsolatos azon lényeges szakmai ismeretek oktatása, amelyek a Villamos Energetika szakirányon tanuló és a későbbiekben ezen a szakterületen elhelyezkedni szándékozó villamosmérnök hallgatóknak szükségesek. Bemutatja a gyakorlatban alkalmazott számítási módszereket, a villamos gépes rendszerek üzemeltetésével kapcsolatos átfogó szakmai ismereteket. Tárgyalja a jellegzetes és korszerű valamint a jövőben várható alkalmazásokat. Elméleti és gyakorlati megalapozás azok részére, akik e szakirányú MSc képzésben folytatják tanulmányaikat. Az elektromechanikus villamos energiaátalakítás alapelveinek, a legfontosabb villamosgép-típusok felépítésének és működésének, helyettesítő áramkörének, villamos és mechanikai jelleggörbéinek megismerése. Háromfázisú gépek állandósult üzemállapotának vizsgálata szimmetrikus és aszimmetrikus táplálás esetén. A térvektoros módszerek alapjainak bemutatása. A villamos hajtástechnika alapjainak és jellegzetes alkalmazásainak bemutatása.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

Előadás: hagyományos előadás, számítógépi prezentációk, szimulációk.Gyakorlatok: az előadások megfelelő fejezeteihez illeszkedő példamegoldó gyakorlatok.

Tanulástámogató anyagok

Online források

· Az előadások Power-point anyaga.; · Retter Gy.: Villamosenergia-átalakítók. I. 51440. Műegyetemi Kiadó. Budapest, 1994. 416 oldal.; · Retter Gy.: Villamosenergia-átalakítók. II. 51444. Műegyetemi Kiadó. Budapest, 1994. 296 oldal.; · Németh Károly, Láday Ödön: Villamos energia-átalakítók (Példatár) 51122 Műegyetemi Kiadó. Budapest, 412 oldal.; · Karsai Károly, Kerényi Dénes, Kiss László: Nagytranszformátorok, Műszaki könyvkiadó, Budapest 1973.. 461 oldal; · Halász Sándor: Villamos hajtások, Egyetemi tankönyv.; A tárgy WEB oldala: http://www.supertech.bme.hu/oktatas/vg_alk/index.html

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

Mágneses terek és körök, hálózatszámítás, elektrotechnika, teljesítményelektronika.

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

Mágneses terek és körök, hálózatszámítás, elektrotechnika, teljesítményelektronika.

Általános szabályok

Követelmények: a. A szorgalmi időszakban: Jelenlét az előadásokon és a gyakorlatokon a TVSZ szerint. Két zárthelyi teljesítése. b. Az aláírás megszerzésének feltételei: a megengedettnél nem több hiányzás (TVSZ szerint). A két zárthelyi egyenként legalább elégséges szintű teljesítése. c. A vizsgaidőszakban: A vizsga szóbeli. A vizsgajegy a zárthelyi dolgozatok osztályzatainak átlaga (1/3), valamint szóbeli vizsgán kapott osztályzat (2/3) súlyozott átlaga. A tárgyhoz tartozó kreditpontok megszerzésének feltétele: legalább elégséges (2) vizsgajegy. Pótlási lehetőségek: A zárthelyi dolgozatok pótlására vagy javítására a szorgalmi időszakban egy-egy pótzárthelyi alkalmat, egy zárthelyi pótlására vagy javítására egy alkalmat biztosítunk a pótlási héten. A vizsgaidőszakban pótlási lehetőség nincs.

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Nincs megadva.

Ajánlott tantárgyak

Az érvényben lévő „Szakirány- és ágazatválasztási szabályzat”-ban foglaltak szerint. A Villamos Energetika (VIVEA207) tárgy kreditpontjának megszerzése ajánlott.

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.