Projektiranje u elektrostrojarstvu

Opis predmeta

Osnovni principi projektiranja i konstruiranja u elektrostrojarstvu. Algoritam projektiranja. Izbor elektrotehničkih materijala za gradnju strojeva i uređaja. Određivanje glavnih dimenzija transformatora, sinkronih i asinkronih strojeva. Zakoni sličnosti u gradnji električnih strojeva. Proračun magnetskog kruga i parametara električnog stroja. Karakteristike opterećenja, gubici i korisnost. Izbor načina hlađenja. Toplinska shema i osnovni proračun zagrijavanja. Projektiranje primjenom računalnih programa. Primjena 2D i 3D metode konačnih elemenata u elektromagnetskom proračunu. Principi optimiranja u projektiranju. Primjena normi i propisa u procesu projektiranja.

Opće kompetencije

Znanja o projektiranju električnih strojeva na temelju tehničkih specifikacija i zahtjeva. Osnovna znanja o termičkim i mehaničkim ograničenjima u konstrukciji i eksploataciji električnih strojeva. Osposobljenost u primjeni normi i propisa u elektroindustriji i elektroprivredi. Sposobnost izrade elektromagnetskog projekta električnog stroja.

Ishodi učenja

  1. opisati konstrukciju transformatora i rotacijskih strojeva
  2. prepoznati vrste hlađenja, mehaničke zaštite i konstrukcijske izvedbe transformatora i rotacijskih strojeva
  3. objasniti principe projektiranja i konstruiranja u elektrostrojarstvu
  4. Dzajnirati glavne dimenzije transformatora i rotacijskih strojeva
  5. analizirati utjecaj izbora parametara električnog stroja na izlazne karakteristike
  6. povezati karakteristike magnetskog kruga s parametrima modela električnog stroja

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja se odvijaju u dva ciklusa: prvi ciklus traje 7 tjedana po 2 sata, a drugi ciklus traje 6 tjedana po 2 sata tjedno.

Laboratorijske vježbe

Laboratorijske vježbe se održavaju u tri tjedna u drugom ciklusu po 3 sata tjedno.

Seminari

Seminar se sastoji u izradi elektromagnetskog proračuna transformatora, sinkronog stroja ili asinkronog stroja

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Napomena / komentar Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 0 % 30 % 0 % 30 %
Seminar/Projekt 0 % 40 % 0 % 40 %
Međuispit: Pismeni 0 % 20 % 0 %
Završni ispit: Usmeni 10 %
Ispit: Usmeni 30 %

Tjedni plan nastave

  1. Definiranje projektnog problema. Uvjeti i ograničenja u projektu s obzirom na svojstva materijala i primjenu međunarodnih i nacionalnih normi.
  2. Magnetski krug električnog stroja. Glavni i rasipni tok. Reluktancije dijelova magnetskog kruga.
  3. Određivanje glavnih dimenzija magnetskog kruga. Električka i magnetska ograničenja s obzirom na dozvoljeno zagrijanje i zasićenje magnetskog kruga. Nelinearnost magnetskog kruga. Primjena zakona sličnosti u projektiranju.
  4. Izvedbe namota električnih strojeva. Protjecanje, strujni oblog i raspodjela polja u zračnom rasporu. Inducirani napon.
  5. Elektromagnetske sile i momenti. Glavni i rasipni induktiviteti
  6. Proračun gubitaka u namotu i jezgri. Mehanički gubici. Korisnost.
  7. Zagrijavanje stroja i prijenos topline. Toplinska nadomjesna shema. Proračun temperatura jezgre i namota.
  8. Međuispit
  9. Osnovni projekt energetskog transformatora
  10. Određivanje glavnih dimenzija hidro i turbogeneratora
  11. Elektromagnetski proračun asinkronog stroja
  12. Projektiranje motora s trajnim magnetima
  13. Osnove metode konačnih elemenata. Numerički proračun momenta, induciranog napona i parametara električnog stroja.
  14. Struktura računalnog programa za projektiranje električnih strojeva. Dijagram toka. Iterativni postupci proračuna i kriteriji konvergencije. Optimizacijske metode, ciljne funkcije i funkcije ograničenja u projektiranju električnih strojeva.
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Elektrotehnički sustavi i tehnologija (profil)
Predmeti specijalizacije profila (2. semestar)

Literatura

T.A. Lipo (2004.), Introduction to AC Machine Design, WisPERC, University of Wisconsin - Madison, USA
M. Ramamoorty (1998.), Computer - Aided Design of Electrical Equipment, Halsted Press New York, NY, USA
S. J. Salon (1995.), Finite Element Analysis of Electrical Machines, Kluwer Academic Publishers, USA
Vlado Ostovic (1994.), Computer-Aided Analysis of Electric Machines: A Mathematica Approach, Prentice Hall
Juha Pyrhönen, Tapani Jokinen, Valéria Hrabovcová (2008.), Design of Rotating Electrical Machines, John Wiley & Sons, Ltd

Predavanja

Auditorne vježbe

Laboratorijske vježbe

Izvedba

ID 127431
  Ljetni semestar
4 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
15 Auditorne vježbe
12 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

90 izvrstan
80 vrlo dobar
70 dobar
60 dovoljan