Opinto-opas

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa selittää yleisimpien sähkökoneiden toimintaperiaatteet ja niiden ominaisuuksiin, sekä niiden valintaan, kytkentöihin ja toimintaan liittyvät ominaisuudet. Opit laskemaan sähkökoneiden sähköteknisiä toimintasuureita kuten verkosta otettu teho, virta ja momentti. Opit kertomaan muuntajien ja pyörivien sähkökoneiden ominaisuudet ja kytkentätavat sekä opit valitsemaan sopivan sähkökoneen lisävarusteineen eri käyttökohteisiin. Opit mittaamaan sähkökoneiden eri ominaisuudet ja toimintasuureet. Opit tekemään kolmivaihemuuntajien, tasavirta-, tahti-, epätahti-, kestomagneetti- ja reluktanssikoneiden käyttöön ja kytkentöihin liittyvät työt turvallisesti.

Sisältö

- Kolmivaihemuuntajat; toimintaperiaate, erilaiset muuntajatyypit ja oheislaitteet, kytkentäryhmät, ominaisuudet; teho, muuntosuhde sijaiskytkentä, tyhjäkäynti- ja oikosulkukoe ja jännitteen alenema ja jännitehäviö
- siirtoverkon ja jakeluverkon muuntajat, kytkentäryhmät, käyttötavat ja kytkentäryhmiin liittyvät ominaisuudet

- Pyörivät sähkökoneet; generaattorin ja moottorin toimintaperiaate, ja ominaisuudet, sijaiskytkentä, oikosulku- ja tyhjäkäyntikoe ja niiden merkitys, tehot, hyötysuhde, energiatehokkuus ja tehokerroin, käyttötavat, momentti

- Tasavirta-, tahti-, epätahti-, kestomagneetti- ja reluktanssikoneet, eri konetyyppien ominaisuudet ja tekniset mitoitusarvot
- Tahtikoneiden verkkoon tahdistus ja verkon loistehon säätö tahtikoneen avulla
- Laboratoriotyöt ja niistä laadittavat työselostukset aihepiiriin liittyen

Aika ja paikka

Kevätlukukausi 2024, Zoom-verkkoluennot ja Kosmos, Tietokatu 1, Luokka 1141, Kemi (Labrat)

Oppimateriaalit

Aura-Tonteri: Sähkökoneet ja tehoelektroniikan perusteet

Aura-Tonteri: Teoreettinen sähkötekniikka ja sähkökoneiden perusteet Hietalahti: Sähkövoimatekniikan perusteet

Hietalahti: Muuntajat ja sähkökoneet

Luentomonisteet ja opetusmateriaali, videot, manuaalit ja laitespesifikaatiot

Opetusmenetelmät

Teorialuennot ja tietoiskut, harjoitukset, laboratoriotyöt, tiedonhankinta ja itsenäinen opiskelu.
Teorialuennot ovat Zoom-istuntoja jotka nauhoitetaan myöhemmin katsottaviksi. Luennot ovat päiväsaikaan.
Laboratoriomittauksiin osallistuminen on pakollista.
Yhdestä suoritetusta laboratoriomittauksesta tulee tehdä raportti jossa pohditaan teoreettisen tiedon ja mittausten yhteyttä.
Laboratoriotunteja on 8 x 2 eli yhteensä 16 h jokaiselle opiskelijaryhmälle.
Toteutuksen tentti suoritetaan Moodlessa etänä.

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Opintojakso antaa valmiuksia ammatillisen työharjoittelun työtehtäviin. Opintojakson tuottamaa oppimista ja osaamista voi hyödyntää yrityksiin tehtävissä opinnäytetöissä.
Luennoilla pyritään hyödyntämään asiantuntija vieralijoita mm. moottorivalmistajilta.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Tentin ajankohta ilmoitetaan Moodle-tilassa.
Tentti suoritetaan Moodlessa täysin etänä.
Uusinta tenttiin tulee ilmoittautua aina toteutuksen opettajalle erillisellä sähköpostilla.

Sisällön jaksotus

Luennot, harjoitukset ja lab.työt:


Kolmivaihemuuntajat
toimintaperiaate, ominaisuudet, sijaiskytkentä
teho, muuntosuhde
tyhjäkäyntikoe, oikosulkukoe
jännitteen alenema, jännitehäviö
Pyörivät sähkökoneet
generaattorin ja moottorin toimintaperiaate
tasavirta-, tahti-, epätahti-, kestomagneetti- ja reluktanssikoneet
ominaisuudet, sijaiskytkentä
teho, hyötysuhde, tehokerroin, energiatehokkuus, käyttötavat
momentti
verkkoon tahdistus ja tehokertoimen säätö
tyhjäkäynti- ja oikosulkukokeet ominaisuuksien määrittämiseen

Laboratoriotyöt ja niistä laadittavat työselostukset aihepiiriin liittyen

Arviointiasteikko

H-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija tunnistaa erilaisia sähkökoneita ja niiden ominaisuuksia. Opiskelija tunnistaa sähkökoneiden valintaan, ja niiden kytkentöihin sekä toimintaan liittyviä asioita. Opiskelija osaa laskea sähkökoneiden perusominaisuuksia ja toimintasuureita. Opiskelija tunnistaa muuntajien ja pyörivien sähkökoneiden ominaisuuksia ja osaa valita sähkökoneen lisävarusteen käyttökohteeseen. Opiskelija tunnistaa sähkökoneiden kytkennät ja osaa mitata joitain ominaisuuksia ja toimintasuureita. Opiskelija on perehtynyt kolmivaihemuuntajien, tasavirta-, tahti-, epätahti-, kestomagneetti- ja reluktanssikoneiden käyttöön ja kytkentöihin sekä osaa suorittaa kytkennät turvallisesti ohjaajan ohjauksessa.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija tuntee ja osaa selittää erilaisia sähkökoneita ja niiden ominaisuuksia. Opiskelija osaa valintaan, kytkentöihin ja toimintaa liittyviä asioita. Opiskelija osaa laskea sähkökoneiden ominaisuuksia ja toimintasuureita. Opiskelija tuntee muuntajien ja pyörivien sähkökoneiden ominaisuuksia ja osaa valita sähkökoneen lisävarusteita käyttökohteeseen. Opiskelija tietää sähkökoneiden kytkennät ja osaa mitata niiden ominaisuuksia ja toimintasuureita. Opiskelija on perehtynyt kolmivaihemuuntajien, tasavirta-, tahti-, epätahti-, kestomagneetti- ja reluktanssikoneiden käyttöön ja kytkentöihin sekä osaa tehdä kytkennät turvallisesti.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija tietää sähkökoneita ja niiden ominaisuuksia ja osaa keskustella johdonmukaisesti asiayhteyteen liittyvistä aiheista. Opiskelija osaa valintaan, kytkentöihin ja toimintaan liittyviä asiat. Opiskelija osaa laskea sähkökoneiden ominaisuudet ja toimintasuureet osoittaen ongelmanratkaisuissaan soveltavaa ja itsenäistä päättelykykyä. Opiskelija tietää muuntajien ja pyörivien sähkökoneiden ominaisuudet ja osaa valita sähkökoneen lisävarusteita käyttökohteisiin. Opiskelija tietää sähkökoneiden kytkennät ja osaa mitata niiden ominaisuudet ja toimintasuureet. Opiskelija osaa kolmivaihemuuntajiin, tasavirta-, tahti-, epätahti-, kestomagneetti- ja reluktanssikoneiden käyttöön ja kytkentöihin liittyvät asiat. Opiskelija osaa tehdä kytkennät, teoriassa ja käytännössä opitun mukaisesti turvallisesti.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Kontaktilabrasta tehdään labraraportti joka arvioidaan arvosalla. Myöhästynyt palautus vaikuttaa arviointiin alentavasti.
Labraraporttin arvionti on 40% ja tentti 60% toteutuksen arvioinnista.

Esitietovaatimukset

Sähkövoimatekniikan perusteet hyväksytysti suoritettuina

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa selittää yleisimpien sähkökoneiden toimintaperiaatteet ja niiden ominaisuuksiin, sekä niiden valintaan, kytkentöihin ja toimintaan liittyvät ominaisuudet. Opit laskemaan sähkökoneiden sähköteknisiä toimintasuureita kuten verkosta otettu teho, virta ja momentti. Opit kertomaan muuntajien ja pyörivien sähkökoneiden ominaisuudet ja kytkentätavat sekä opit valitsemaan sopivan sähkökoneen lisävarusteineen eri käyttökohteisiin. Opit mittaamaan sähkökoneiden eri ominaisuudet ja toimintasuureet. Opit tekemään kolmivaihemuuntajien, tasavirta-, tahti-, epätahti-, kestomagneetti- ja reluktanssikoneiden käyttöön ja kytkentöihin liittyvät työt turvallisesti.

Sisältö

- Kolmivaihemuuntajat; toimintaperiaate, erilaiset muuntajatyypit ja oheislaitteet, kytkentäryhmät, ominaisuudet; teho, muuntosuhde sijaiskytkentä, tyhjäkäynti- ja oikosulkukoe ja jännitteen alenema ja jännitehäviö
- siirtoverkon ja jakeluverkon muuntajat, kytkentäryhmät, käyttötavat ja kytkentäryhmiin liittyvät ominaisuudet

- Pyörivät sähkökoneet; generaattorin ja moottorin toimintaperiaate, ja ominaisuudet, sijaiskytkentä, oikosulku- ja tyhjäkäyntikoe ja niiden merkitys, tehot, hyötysuhde, energiatehokkuus ja tehokerroin, käyttötavat, momentti

- Tasavirta-, tahti-, epätahti-, kestomagneetti- ja reluktanssikoneet, eri konetyyppien ominaisuudet ja tekniset mitoitusarvot
- Tahtikoneiden verkkoon tahdistus ja verkon loistehon säätö tahtikoneen avulla
- Laboratoriotyöt ja niistä laadittavat työselostukset aihepiiriin liittyen

Aika ja paikka

Kevätlukukausi 2022, Zoom-verkkoluennot ja Kosmos, Tietokatu 1, Luokka 1141, Kemi (Labrat)

Oppimateriaalit

Aura-Tonteri: Sähkökoneet ja tehoelektroniikan perusteet
Aura-Tonteri: Teoreettinen sähkötekniikka ja sähkökoneiden perusteet
Hietalahti: Sähkövoimatekniikan perusteet
Hietalahti: Muuntajat ja sähkökoneet
Luentomonisteet ja opetusmateriaali, videot, manuaalit ja laitespesifikaatiot

Opetusmenetelmät

Teorialuennot ja tietoiskut, harjoitukset, laboratoriotyöt, tiedonhankinta ja itsenäinen opiskelu.
Teorialuennot ovat Zoom-istuntoja jotka nauhoitetaan myöhemmin katsottaviksi. Luennot ovat päiväsaikaan.
Laboratoriomittauksiin osallistuminen on pakollista. Yhdestä suoritetusta laboratoriomittauksesta tulee tehdä raportti jossa pohditaan teoreettisen tiedon ja mittausten yhteyttä. Laboratoriotunteja on 8 x 2 eli yhteensä 16 h jokaiselle opiskelijaryhmälle.
Toteutuksen tentti suoritetaan Moodlessa etänä.

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Opintojakso antaa valmiuksia ammatillisen työharjoittelun työtehtäviin. Opintojakson tuottamaa oppimista ja osaamista voi hyödyntää yrityksiin tehtävissä opinnäytetöissä.

Sisällön jaksotus

Luennot, harjoitukset ja lab.työt:


Kolmivaihemuuntajat

toimintaperiaate, ominaisuudet, sijaiskytkentä

teho, muuntosuhde

tyhjäkäyntikoe, oikosulkukoe

jännitteen alenema, jännitehäviö

Pyörivät sähkökoneet

generaattorin ja moottorin toimintaperiaate

tasavirta-, tahti-, epätahti-, kestomagneetti- ja reluktanssikoneet

ominaisuudet, sijaiskytkentä

teho, hyötysuhde, tehokerroin, energiatehokkuus, käyttötavat

momentti

verkkoon tahdistus ja tehokertoimen säätö

tyhjäkäynti- ja oikosulkukokeet ominaisuuksien määrittämiseen

Laboratoriotyöt ja niistä laadittavat työselostukset aihepiiriin liittyen

Arviointiasteikko

H-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija tunnistaa erilaisia sähkökoneita ja niiden ominaisuuksia. Opiskelija tunnistaa sähkökoneiden valintaan, ja niiden kytkentöihin sekä toimintaan liittyviä asioita. Opiskelija osaa laskea sähkökoneiden perusominaisuuksia ja toimintasuureita. Opiskelija tunnistaa muuntajien ja pyörivien sähkökoneiden ominaisuuksia ja osaa valita sähkökoneen lisävarusteen käyttökohteeseen. Opiskelija tunnistaa sähkökoneiden kytkennät ja osaa mitata joitain ominaisuuksia ja toimintasuureita. Opiskelija on perehtynyt kolmivaihemuuntajien, tasavirta-, tahti-, epätahti-, kestomagneetti- ja reluktanssikoneiden käyttöön ja kytkentöihin sekä osaa suorittaa kytkennät turvallisesti ohjaajan ohjauksessa.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija tuntee ja osaa selittää erilaisia sähkökoneita ja niiden ominaisuuksia. Opiskelija osaa valintaan, kytkentöihin ja toimintaa liittyviä asioita. Opiskelija osaa laskea sähkökoneiden ominaisuuksia ja toimintasuureita. Opiskelija tuntee muuntajien ja pyörivien sähkökoneiden ominaisuuksia ja osaa valita sähkökoneen lisävarusteita käyttökohteeseen. Opiskelija tietää sähkökoneiden kytkennät ja osaa mitata niiden ominaisuuksia ja toimintasuureita. Opiskelija on perehtynyt kolmivaihemuuntajien, tasavirta-, tahti-, epätahti-, kestomagneetti- ja reluktanssikoneiden käyttöön ja kytkentöihin sekä osaa tehdä kytkennät turvallisesti.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija tietää sähkökoneita ja niiden ominaisuuksia ja osaa keskustella johdonmukaisesti asiayhteyteen liittyvistä aiheista. Opiskelija osaa valintaan, kytkentöihin ja toimintaan liittyviä asiat. Opiskelija osaa laskea sähkökoneiden ominaisuudet ja toimintasuureet osoittaen ongelmanratkaisuissaan soveltavaa ja itsenäistä päättelykykyä. Opiskelija tietää muuntajien ja pyörivien sähkökoneiden ominaisuudet ja osaa valita sähkökoneen lisävarusteita käyttökohteisiin. Opiskelija tietää sähkökoneiden kytkennät ja osaa mitata niiden ominaisuudet ja toimintasuureet. Opiskelija osaa kolmivaihemuuntajiin, tasavirta-, tahti-, epätahti-, kestomagneetti- ja reluktanssikoneiden käyttöön ja kytkentöihin liittyvät asiat. Opiskelija osaa tehdä kytkennät, teoriassa ja käytännössä opitun mukaisesti turvallisesti.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

Opiskelija tuntee sähkökoneiden rakenteet, toimintaperiaatteet sekä ymmärtää niiden toiminnan. Opiskelija osaa käyttää sähkökoneita laite- ja sähköturvallisuusasiat huomioiden.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

Opiskelija osaa sähkökoneiden rakenteet, toimintaperiaatteet ja osaa laskea sähkökoneiden sähköisiä ominaisuuksia. Opiskelija osaa käyttää piirikaavioita sähkökoneiden testaukseen ja toiminnallisen kytkennän rakentamiseen. Opiskelija osaa käyttää yleisiä mittalaitteita ja -välineitä turvallisesti.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija hallitsee sähkökoneiden osa-alueet kiitettävästi ja osaa soveltaa oppimaansa käytäntöön laboratoriotöissä.

Esitietovaatimukset

Sähkövoimatekniikan perusteet hyväksytysti suoritettuina