Lauri Hietalahti

Loistehon kompensoiminen on keskeistä verkon mitoituksen kannalta. Verkkoyhtiöiden loistehomaksuperusteiden myötä kompensointilaitteiden hankinta tulee usein kokonaistaloudelliseksi. Usein ongelmana on tietämättömyys kompensointilaitteiden oikeasta mitoituksesta, säädöstä ja huollosta. Lisäksi kompensointilaitteiden ylläpidossa on havaittu merkittäviä puutteita. Kompensoinnin merkityksen ymmärtämiseksi tarvitaan loissähkön perusteoriaa, jota on sisällytetty tähän kirjaan. Kirjan tavoitteena on antaa tietoa niin suunnittelussa kuin asennuksessa ja käytössä huomioon otettavista seikoista. Kirja on tarkoitettu jakeluverkkoon liitettävien kohteiden kompensointikysymysten perustietolähteeksi. Kompensointilaitteita ei enää nykyään voi käsitellä pelkästään loissähkön kompensoijina, sillä samoilla laitteilla vaikutetaan myös sähkön laatuun. Nykyisin elektronisten laitteiden synnyttämät yliaallot aiheuttavat häiriöitä. Siksi kirjassa käsitellään myös yliaaltojen aiheuttamia ongelmia sekä niiden poistamista.

Piirianalyysi 2 syventää kytkentöjen analyysiä vaihtosähköön. Kirjassa käsitellään vaihtosähköpiirien kannalta mm.- passiivisia peruskomponentteja- osoitinlaskentaa- tehoa- keskinäisinduktanssilla kytkettyjä piirejä- muutosilmiöitä- siirtofunktioita- resonanssipiirejä ja suodattimia- nelinapoja- aaltomuotoanalyysiä- monivaihejärjestelmiä.

Teollinen yhteiskunta käyttää hyväkseen runsaasti energiaa, josta merkittävä osuus on sähköenergiaa eli sähkövoimaa. Häiriötön sähköenergian saanti sekä sen tuottaminen kestävällä tavalla on teollisen ja yksityisen toiminnan perusta. Sähköenergian käytön voidaan olettaa lisääntyvän merkittävästi tulevaisuudessa. Sähkövoimatekniikan perusteissa käsitellään sähköenergian tuottamista, siirtämistä, käyttämistä sekä kiinteistöissä että teollisuudessa erilaisissa kulutuskojeissa. Kirjassa on perustieto sähköturvallisuudesta, sähköteknisestä laskennasta sekä valaisutekniikasta. Teoksen tarkoituksen on antaa perustietoa sähkövoimatekniikasta kiinnostuneille insinööriopiskelijoille, alalla työskenteleville sekä alan tietoja tarvitseville ammattilaisille. Kirja antaa perustiedot jatkaa sähköalan opinnoissa sähkövoimatekniikan alalla ja sovellusalakohtaista tietoa esimerkiksi automaatiotekniikan tai talotekniikan alan opiskelijoille.

Teollisuuden sähkökäytöt sisältää yleisempien teollisuudessa käytettyjen sähkökäyttöjen tausta- ja mitoitustietoja, valitsemista ja käyttämistä käsitteleviä esimerkkejä ja laskelmia. Kirja on tarkoitettu erityisesti sähkövoima-alan insinöörikoulutuksen oppikirjaksi ammattikorkeakouluissa ja yliopistoissa. Kirja soveltuu käytettäväksi myös käsikirjana alalla työskenteleville. Teos sisältää eri sähkökäyttöihin liittyviä soveltavia esimerkkejä, jotka on laadittu selventämään laitteistomitoitusta ja verkon sähköistä käyttäytymistä. Aineisto on kirjoitettu siten, että se mahdollistaa oppikirjan käytön itseopiskelussa.

Sähkömoottorikäytöt ovat järjestelmiä, joissa sähköenergia muutetaan mekaaniseksi energiaksi tai mekaaninen sähköiseksi. Säädetyssä järjestelmässä edellinen toteutetaan mahdollisimman tarkasti ja nopeasti haluttujen ohjearvojen mukaisesti. Säädetyt sähkömoottorikäytöt -kirja sisältää ammattilaisten tarvitsemaa tietoa näiden järjestelmien toiminnasta, minoittamisesta, säätöominaisuuksista ja käyttöperiaatteista. Kirjan tietoja voivat hyödyntää säädettyjen sähkömoottorikäyttöjen suunnittelussa, käyttöönotossa, valmistuksessa sekä huolto- ja kunnossapidossa työskentelevät sähkötekniikan insinöörit. Tulevaisuudessa sähköenergian käyttö lisääntyy. Säädetyillä käytöillä tehtävä työ voidaan tehdä energiatehokkaasti. Sähköenergia tuotannossa, kuten tuulivoimassa, käytetään myös säädettyjä käyttöjä.

Tehoelektroniikalla tarkoitetaan elektroniikkaa, joka mahdollistaa suurten tehojen ja energioiden ohjaamisen. Tämä on mahdollista, jos tehoelektroniikan laitteistot kestävät sähkönjakelussa käytettäviä jännitteitä ja virtoja. Tehoelektroniikan avulla säädetään laitteiden tehoa tai pyörintänopeutta. Valaistuksen tai hitsauskoneen teho-ohjaus vaatii tehoelektroniikalla toteutetun ohjauslaitteiston. Aikaisemmin suoraan sähköverkkoon kytkettäviä moottoreita toteutetaan nykyään taajuusmuuttajaohjattuina käyttöinä. Sovellusten määrän kasvu tuo mukanaan myös haasteita, kuten laitteiden aiheuttamat verkkohäiriöt tai EMC kysymykset. Tulevaisuudessa voidaan ennustaa sähkön käytön lisääntyvän. Sähköenergian säätämisessä ja energiataloudellisuuden kasvattamisessa tarvitaan tehoelektroniikkaan pohjautuvia laiteratkaisuja. Kirjan tavoitteena on antaa perustietoa näistä ja monista muista tehoelektroniikan järjestelmistä.

Sähkökoneita on kehitetty ja käytetty yli sata vuotta. Käyttö on alkanut tasasähkökoneilla, joilla tuotettiin sähköenergiaa valaistukseen ja pyöritettiin tehtaiden valta-akseleita. Nykyisin epätahtikoneita ja tahtikoneita käytetään laajalti teollisuudessa ja liikenteessä. Nykyiset teolliset sähkökoneet ovat varsin pitkälle kehittyneitä ja ominaisuuksiltaan optimoituja. Ohjauslaitteiden, kuten taajuusmuuttajien kehitys, ovat tuoneet mukanaan uusia haasteita sähkökoneiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttämiseen. Viime vuosina on kehitetty voimakkaasti kestomagneettitahtikoneita teollisuuden, liikenteen ja energiatuotannon, kuten tuulivoiman, tarpeisiin. Tulevaisuudessa voidaan ennustaa sähkön käytön lisääntyvän. Sähköenergian jakelussa tarvitaan aina muuntajia ja energian muuttamiseksi mekaaniseksi työksi tai päinvastoin tarvitaan sähkökoneita. Tämä teos on tarkoitettu sähköalan insinöörien oppimateriaaliksi sekä alasta kiinnostuneille ja jo alalla työskenteleville käsikirjaksi tähän mielenkiintoiseen, yhä tärkeämpään ja voimakkaasti muuttuvaan maailmaan.

Ajoneuvon tai työkoneen voimansiirron hybridisointi tarkoittaa pääsääntöisesti sähköisen voimalähteen yhdistämistä primäärisen voimalähteen kanssa. Näiden ja täysin sähköllä toimivien ajoneuvojen tekniikka perustuu sähköisten energiavarastojen, moottoreiden skä edellisten ohjauslaitteiden hyödyntämiseen. Tässä kirjassa esitellään näiden tekniikoiden perusteita, laitteita sekä järjestelmien mitoitusta lähtien ajoneuvojen ja työkoneiden tarpeista. Kirjan sisältö jakautuu ajoneuvokäyttöjen perusteisiin, hybridivoimansiirtojärjestelmiin, sähkökäyttötekniikkaan, energiavarastoihin sekä järjestelmärakenteisiin. Kirja sopii käytettäväksi ammattikorkeakouluissa ja ammattiopistoissa opetusmateriaalina sekä suunnittelun lähdemateriaalina. Edelleen alasta kiinnostunut voi perehtyä tämän kirjan avulla uuden ja mielenkiintoisen teknologian perusteisiin.

Teos on jaettu neljään osaan: muuntajat, epätahtikoneet, tahtikoneet ja tasasähkökoneet. Tehtävät on valittu ammattikorkeakoulujen oppimistavoitteita ajatellen,mutta ne sopivat myös yliopistojen ja teknillisten korkeakoulujen peruskurssientarpeisiin. Esimerkkitehtävien ratkaisut noudattavat voimassa olevia standardejaja ohjeita esitystavan suhteen.