Ηλεκτρικές μηχανές

Abstract

Το σύγγραμμα καλείται να εξυπηρετήσει τις εκπαιδευτικές ανάγκες των σχετικών με το αντικείμενο των Ηλεκτρικών Μηχανών μαθημάτων, που διδάσκονται σε τμήματα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών, καθώς και σε άλλα τμήματα πολυτεχνικών σχολών των Ανώτατων Εκπαιδευτικών Ιδρυμάτων της χώρας. Αφορά κυρίως την εργαστηριακή πρακτική που συνοδεύει τις συνηθέστερες κατηγορίες Ηλεκτρικών Μηχανών συνεχούς και εναλλασσομένου ρεύματος (Σ.Ρ. και Ε.Ρ.), δηλαδή τους μονοφασικούς και τριφασικούς μετασχηματιστές, τους κινητήρες και τις γεννήτριες Σ.Ρ., και τους κινητήρες και τις γεννήτριες Ε.Ρ. Η κάθε εργαστηριακή εφαρμογή ξεκινά θέτοντας τους ελάχιστους μαθησιακούς στόχους, και συνεχίζει με μια σύντομη αλλά απαραίτητη θεωρητική ανάλυση, περιγράφοντας το φαινόμενο που πρόκειται να εξεταστεί και να μελετηθεί από τον φοιτητή. Κατόπιν, παρατίθεται ο απαιτούμενος εργαστηριακός εξοπλισμός για την πραγματοποίησή της, ενώ ακολουθεί, με μεθοδικό τρόπο, η διαδικασία των συνδεσμολογιών και των απαραίτητων βημάτων και μετρήσεων. Συναντώνται επίσης υπολογισμοί που ζητούνται κατά τη διάρκεια της πραγματοποίησης της άσκησης. Επιπρόσθετα, ως μέρος της κατ’ οίκον εργασίας, ο φοιτητής θα κληθεί -μεταξύ άλλων- να σχεδιάσει χαρακτηριστικά λειτουργίες (γραφικές παραστάσεις συσχέτισης μεγεθών) που επαληθεύουν την αντίστοιχη θεωρία, αλλά και να εξηγήσει, κατά την κρίση και τη γνώση που αποκομίζει, συγκεκριμένα ερωτήματα που του τίθενται για τα φαινόμενα των Ηλεκτρικών Μηχανών που μελέτησε. Άλλα χαρακτηριστικά γνωρίσματα αυτής της σειράς εργαστηριακών εφαρμογών είναι ότι χρησιμοποιούνται: α) πραγματικές συναρμολογούμενες διατάξεις Ηλεκτρικών Μηχανών και β) περιορισμένα Μαθηματικά, με αποτέλεσμα να δίνεται μεγαλύτερη έμφαση στη φυσική κατανόηση των σχετικών θεωριών. Επισημαίνεται, όμως, ότι η απουσία προχωρημένων Μαθηματικών δεν έχει αφαιρέσει την τεχνική αυστηρότητα. Η εκπαιδευτική μέθοδος είναι πειραματικής μορφής και έχει άμεση εφαρμογή, με αποτέλεσμα να προσφέρει αρκετή ευελιξία, ώστε να προσαρμόζεται σε μαθήματα «ενεργειακής» κατεύθυνσης σπουδών. Γενικά, το περιεχόμενο του παρόντος συγγράμματος διαμορφώθηκε κυρίως με γνώμονα τη λιτή αλλά περιεκτική ανάλυση που θα πρέπει να έχει ένα τεχνικό σύγγραμμα για φοιτητές τριτοβάθμιων εκπαιδευτικών ιδρυμάτων με κατεύθυνση Ενεργειακού Ηλεκτρολόγου Μηχανικού.

The textbook is intended to serve the educational needs of the courses related to the subject of Electrical Machines, taught in the departments of Electrical and Computer Engineering, as well as in other departments of technical faculties of the Higher Educational Institutions of the country. It mainly deals with the laboratory practice accompanying the most common categories of DC and AC Electrical Machines (DC and AC), namely, single-phase and three-phase transformers, DC motors and generators, and DC motors and generators. Each laboratory application begins by setting the minimum learning objectives, and continues with a brief but necessary theoretical analysis, describing the phenomenon to be examined and studied by the student. Then, the laboratory equipment required to carry it out is listed, followed, in a methodical manner, by the process of connections and the necessary steps and measurements. Calculations requested during the realisation of the exercise are also encountered. In addition, as part of the homework, the student will be asked -among other things- to draw characteristic functions (graphs of correlation of quantities) that verify the corresponding theory, but also to explain, at his/her discretion and knowledge gained, specific questions posed to him/her about the phenomena of the Electrical Machines studied. Other features of this series of laboratory applications are that they use: a) actual assembled Electric Machines and b) limited Mathematics, resulting in a greater emphasis on the physical understanding of the relevant theories. It is noted, however, that the absence of advanced Mathematics has not removed the technical rigour. The educational method is experimental and directly applicable, thus offering enough flexibility to be adapted to 'energy' courses of study. In general, the content of the present text has been formulated mainly with a view to the simple but comprehensive analysis that a technical textbook for students of higher education institutions with a specialization in Energy Electrical Engineering should have.