• Ηλεκτρικά μεγέθη εναλλασσόμενου ρεύματος εκφρασμένα στο πεδίο του χρόνου και στο πεδίο της συχνότητας
• Ανάλυση μονοφασικών και τριφασικών κυκλωμάτων εναλλασσόμενου ρεύματος
• Μαγνητικά κυκλώματα. Μαγνητική συμπεριφορά σιδηρομαγνητικών υλικών. Μαγνητικά συζευγμένα κυκλώματα. Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή
• Μονοφασικοί και τριφασικοί μετασχηματιστές ισχύος. Ειδικές κατηγορίες μετασχηματιστών. Ανάλυση λειτουργίας, δοκιμές μετασχηματιστών, ισοδύναμα ηλεκτρικά κυκλώματα, μετρήσεις και εφαρμογές μετασχηματιστών, παραλληλισμός μετασχηματιστών
• Στρεφόμενες ηλεκτρικές μηχανές. Βασικά μέρη ηλεκτρικών μηχανών. Δημιουργία στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Παραγωγή τάσεων στα τυλίγματα μηχανής. Ανάπτυξη ροπών στη μηχανή. Απώλειες και βαθμός απόδοσης της μηχανής.
• Σύγχρονες μηχανές. Δομή των σύγχρονων γεννητριών και των σύγχρονων κινητήρων. Ισοδύναμα κυκλώματα σύγχρονων μηχανών, δοκιμές/πειράματα για τον προσδιορισμό των παραμέτρων σύγχρονων μηχανών, ανάλυση λειτουργίας στη μόνιμη κατάσταση, ροή ισχύος, λειτουργία  στρεφόμενου πυκνωτή, συγχρονισμός με το δίκτυο
• Ασύγχρονες επαγωγικές, μηχανές. Κατασκευαστική διαμόρφωση τριφασικών και μονοφασικών επαγωγικών κινητήρων. Ισοδύναμα κυκλώματα, δοκιμές/πειράματα για τον προσδιορισμό των παραμέτρων της μηχανής, ανάλυση λειτουργίας στη μόνιμη κατάσταση, ροή ισχύος, εκκίνηση κινητήρων, ρύθμιση ροπής και στροφών επαγωγικών κινητήρων

Το μάθημα αυτό έχει ως στόχο να εφοδιάσει τους προπτυχιακούς φοιτητές με όλες τις αναγκαίες γνώσεις που θα τους επιτρέψουν να κατανοήσουν τη δομή και τη λειτουργία των ηλεκτρικών μηχανών. Στα πλαίσια του μαθήματος αναλύονται οι αρχές λειτουργίας, ο τρόπος κατασκευής και τα ισοδύναμα κυκλώματα μετασχηματιστών, σύγχρονων και ασύγχρονων μηχανών.

Αρχικά παρουσιάζονται βασικές γνώσεις από τη μελέτη και την ανάλυση κυκλωμάτων εναλλασσόμενου ρεύματος, οι οποίες κρίνονται απαραίτητες για την κατανόηση της λειτουργίας των ηλεκτρικών μηχανών. Ακολούθως, αναλύονται έννοιες που σχετίζονται με τη μελέτη των μαγνητικών κυκλωμάτων. Ακολούθως, η ύλη επικεντρώνεται στη μελέτη της μόνιμης κατάστασης λειτουργίας των εξεταζόμενων ηλεκτρικών μηχανών. Η ανάλυση λειτουργίας πραγματοποιείται με βάση τα αντίστοιχα ηλεκτρικά ισοδύναμα κυκλώματα. Αναλύεται η συμπεριφορά όλων των εξεταζόμενων μηχανών κατά την εν κενώ λειτουργία και κατά την πλήρη φόρτιση. Αναλύεται εκτενώς η δημιουργία του στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου, η ροή ισχύος και ο βαθμός απόδοσης, καθώς και η ανάπτυξη τάσεων και ροπών στις στρεφόμενες μηχανές.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:

• Αναλύει μαγνητικά κυκλώματα ηλεκτρικών μηχανών και τη μαγνητική συμπεριφορά των σιδηρομαγνητικών υλικών
• Γνωρίζει τον τρόπο κατασκευής και λειτουργίας μονοφασικών και τριφασικών μετασχηματιστών, καθώς και των στρεφόμενων ηλεκτρικών μηχανών
• Κατανοεί τη δημιουργία στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου, την ανάπτυξη τάσεων και ροπών στις στρεφόμενες μηχανές
• Επιλύει τεχνικά προβλήματα και να αναλύει τη συμπεριφορά και τη λειτουργία ηλεκτρικών μηχανών χρησιμοποιώντας τα αντίστοιχα ισοδύναμα μοντέλα
• Προσδιορίζει μέσω μετρήσεων (πειραμάτων) τις παραμέτρους ισοδύναμων μοντέλων ηλεκτρικών μηχανών
• Προσδιορίζει τις απώλειές σε μια ηλεκτρική μηχανή και το βαθμό απόδοσης της μηχανής
• Μελετάει τη μόνιμη κατάσταση λειτουργίας των ηλεκτρικών μηχανών κάτω από διαφορετικές συνθήκες φόρτισης

1. Γραπτή εξέταση θεωρίας που αποτελεί το 40% του τελικού βαθμού (Δεν επιτρέπονται σημειώσεις και άλλα βοηθήματα)
2. Γραπτή εξέταση σε επίλυση τεχνικών προβλημάτων που αποτελεί το 60% του τελικού βαθμού (Επιτρέπονται όλα τα βοηθήματα, π.χ. σημειώσεις, βιβλία, κλπ. Εξαιρούνται φορητοί υπολογιστές)

Εβδομάδες 1-2 (Ανάλυση Μονοφασικών και Τριφασικών Κυκλωμάτων): 

• Ηλεκτρικά μεγέθη εναλλασσόμενου ρεύματος εκφρασμένα στο πεδίο του χρόνου και στο πεδίο της συχνότητας
• Συμμετρικά τριφασικά συστήματα
• Στιγμιαία ισχύς σε μονοφασικά και τριφασικά συστήματα
• Υπολογισμός συντελεστή ισχύος
• Διανυσματικά διαγράμματα τάσεων και ρευμάτων
• Συνδεσμολογίες τριγώνου και αστέρα
• Μετασχηματισμοί τριφασικών πηγών, μετασχηματισμός αστέρα σε τρίγωνο και μετασχηματισμός τριγώνου σε αστέρα
• Ισοδύναμα μονοφασικά κυκλώματα

Εβδομάδες 3-4 (Μαγνητικά Κυκλώματα):

• Βασικά μεγέθη μαγνητικού πεδίου
• Μαγνητική συμπεριφορά υλικών
• Καμπύλη μαγνήτισης και βρόχος υστέρησης
• Μαγνητικά κυκλώματα (κλειστά μαγνητικά κυκλώματα, μαγνητικά κυκλώματα με διάκενο αέρα, μαγνητικό κύκλωμα συζευγμένων πηνίων)
• Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή
• Αυτεπαγωγή και αμοιβαία επαγωγή
• Πεπλεγμένη ροή
• Τάσεις κίνησης και μετασχηματιστή

Εβδομάδα 5-7 (Μετασχηματιστές):

• Αρχές λειτουργίας μονοφασικών και τριφασικών μετασχηματιστών ισχύος
• Εξαγωγή ισοδύναμων κυκλωμάτων (πλήρες ηλεκτρικό ισοδύναμο κύκλωμα και απλοποιημένα ισοδύναμα)
• Προσδιορισμός παραμέτρων (πείραμα εν κενώ, πείραμα βραχυκύκλωσης, αναγωγή παραμέτρων στο πρωτεύον και το δευτερεύον)
• Τάση βραχυκύκλωσης
• Ρύθμιση τάσης
• Υπολογισμός βαθμού απόδοσης
• Συνδεσμολογίες τριφασικών μετασχηματιστών
• Συνθήκες παραλληλισμού τριφασικών μετασχηματιστών
• Έλεγχος τάσης με μετασχηματιστές
• Ψύξη μετασχηματιστών

Εβδομάδες 8-9 (Ηλεκτρομηχανική Μετατροπή Ενέργειας):

• Ενέργεια και συνενέργεια
• Ροή ενέργειας
• Μεταβολή ενέργειας και ανάπτυξη δύναμης και ροπής
• Αναπτυσσόμενες τάσεις
• Συστήματα πολλαπλών διεγέρσεων
• Αρχές λειτουργίας μηχανών εναλλασσόμενου ρεύματος
• Κατασκευή στάτη και δρομέα
• Ανάλυση στοιχειώδους μονοφασική διπολικής μηχανής (πηνίο διέγερσης, παραγωγή μαγνητικού πεδίου, παραγωγή τάσης)

Εβδομάδες 10-11 (Σύγχρονες Μηχανές):

• Μαγνητική ροή και ΜΕΔ
• Ροπή και ισχύς σύγχρονης μηχανής
• Ισοδύναμο κύκλωμα και διανυσματικά διαγράμματα
• Μέτρηση παραμέτρων (πείραμα ανοικτού κυκλώματος και πείραμα βραχυκύκλωσης)
• Καταστάσεις λειτουργίας (επαγωγική φόρτιση, χωρητική φόρτιση), λειτουργία στρεφόμενου πυκνωτή, αυτόνομη λειτουργία, παραλληλισμός σύγχρονων γεννητριών
• Έλεγχος παραγόμενης ισχύος
• Λειτουργικά όρια και περιοχές λειτουργίας
• Καμπύλες V

Εβδομάδες 12-13 (Ασύγχρονες Μηχανές):

• Μαγνητική ροή και ΜΕΔ
• Ροπή και ισχύς ασύγχρονης μηχανής
• Ισοδύναμο κύκλωμα και διανυσματικά διαγράμματα
• Χαρακτηριστικές ροπής-ταχύτητας
• Κατηγορίες επαγωγικών κινητήρων
• Εκκίνηση επαγωγικών κινητήρων
• Επαγωγικές γεννήτριες