Opinto-opas

Osaamistavoitteet

Opintojakson fysiikan osion suoritettuaan opiskelija ymmärtää magneettipiirien peruslait sekä sähkökoneet sähkömagneettisina energiamuuntimina.

Opiskelija perehtyy sähkökoneiden rakenteeseen, toimintaperiaatteisiin ja laskentamalleihin sekä suoritusarvoihin perustuviin mitoitusvalintoihin. Opiskelija tuntee muuntajan, sähkömoottorin ja generaattorin toimintaperiaatteen sekä valinnan ja mitoituksen perusteet.

Opiskelija tietää muuntajan valinnan keskeiset kriteerit ja ymmärtää muuntajan sijaiskytkennän merkityksen. Hän osaa käyttää sijaiskytkentää jännitteen aleneman ja oikosulkuvirtojen laskentaan. Opiskelija osaa käyttää muuntajan kilpiarvoja ja perusmittausten tuloksia sijaiskytkennän parametrien määritykseen ja hyötysuhteen laskentaan.

Opiskelija ymmärtää sähkömoottorin toimintaperiaatteen sähkömagnetismiin ja pyörivän liikkeen mekaniikkaan perustuen. Hän osaa valita kuormituslaitteen vaatiman momentin ja tehon perusteella käyttöön sopivan sähkömoottorin. Opiskelija tietää sähkömoottoreita koskevan keskeisen terminologian ja osaa tulkita moottorin kilpiarvoja. Opiskelija tuntee yleisimmät oikosulkumoottorin suorat ja säätökäytöt. Opiskelija osaa huomioida käyttötavan ja ympäristöolosuhteiden vaikutukset moottorin kuormitettavuuteen.

Sisältö

Fysiikka
- magneettipiirit, magneettipiirin Ohmin laki, induktanssin laskeminen
- magneettipiirin kyllästys
- pyörivän liikkeen mekaniikka

Muuntajat
- rakenne ja toiminta
- sijaiskytkentä ja sijaiskytkennän parametrien määritys
- kuormitettavuus ja hyötysuhde
- rinnankäyttö, kytkentäryhmät
- redusointi, häviöiden, hyötysuhteen, jännitehäviön ja jännitteen aleneman laskenta

Pyörivät sähkökoneet
- tasasähkökoneen rakenne ja toiminta
- sähkömoottorin momentti, nopeus ja teho
- kuormitettavuus ja momenttikäyrä
- epätahtikoneen rakenne ja toiminta, pyörivä magneettikenttä kolmivaihekäämityksellä
- epätahtikoneen sijaiskytkentä: jännitteiden, virtojen, tehojen ja vääntömomentin laskenta
- tahtikoneet ja niiden rakenne

Sähkökoneen valinta
- lämpenemä jatkuvassa ja jaksollisessa käytössä, hetkellinen ja jatkuva kuormitettavuus
- kilpiarvot sekä käyttötavan ja ympäristön merkitys

Esitietovaatimukset

Virtapiirit ja verkot, Sähkötuvallisuus ja sähkömittaustekniikka, Vaihtosähköpiirit

Oppimateriaalit

Opintojaksolla ilmoitettavan ja jaettavan sähköisen materiaalin lisäksi oppikirjat
- Pyörivän liikkeen mekaniikka: Suvanto, Tekniikan fysiikka 1, Edita.
- Sähkömagnetismi: Suvanto & Laajalehto, Tekniikan fysiikka 2, Edita.
- Sähkökoneet: Hietalahti, Muuntajat ja sähkökoneet, Tammertekniikka.
Materiaali voi olla osittain englanninkielistä.

Lisätiedot

Opintojaksoon sisältyy 1 op fysiikkaa

Esitietovaatimukset

Virtapiirit ja verkot, Sähkötuvallisuus ja sähkömittaustekniikka, Vaihtosähköpiirit