Gäller för: Läsåret 2013/14
Beslutad av: Utbildningsnämnd A
Beslutsdatum: 2013-04-15
Valfri för: E4, E4-em, E4-ra, M4-me
Undervisningsspråk: Kursen ges på begäran på engelska
Syftet med kursen är att ge en orientering om egenskaperna hos moderna halvledarkomponenter och passive komponenter som används för kraftelektroniska omvandlare. Kursen ger också förståelse rörande funktionen hos kraftelektroniska omvandlare som likriktare, switchade nätaggregat, växelriktare för motorstyrning och högspänd likström (HVDC) överföring. Kursen ger kunskaper rörande reglering av kraftelektroniska omvandlare i allmänhet och även i speciella tillämpningar där kraftelektronik används som elektromekaniska drivsystem, såsom roterande elektriska maskiner, linjärmotorer, högtalare, osv. Kraftelektronik i kraftsystemtillämpningar är ett annat område som också behandlas i kursen, där speciellt aktiva nätfilter och transistorbaserad HVDC undersöks. Projektarbetena syftar till att ge ett aktivt kunnande inom simulering, experimentellt arbete och utvärdering av kretsar och system inom området kraftelektronik.
Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten
enskilt och skriftligt kunna
Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten
Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten
enskilt kunna
Föreläsningar
Switchade nätaggregat, principerna för forward- och
flyback-omvandlare. Likriktare och växelriktare. Modulation av
kraftelektroniska effektomvandlare. Reglering av kraftelektroniska
effektomvandlare. Elektriska maskiner. Regleralgoritmer för
position, varvtal, moment, flöde och ström härleds baserat
på dynamiska modeller av elektriska maskiner och
modulationsmetoder för kraftelektroniska effektomvandlare.
Nätanslutna kraftelektroniska effektomvandlare: aktiva nätfilter,
HVDC överföring samt transistorbaserad HVDC överföring.
Förnyelsebara energisystem. Komponenter: Dioder, bipolära
krafttransistorer, fälteffektkrafttransistorer (MOSFET), insulated
gate bipolar transistors (IGBT), tyristorer, släckbara tyristorer
samt passiva komponenter för kraftelektroniska kretsar.
Egenskaper, begränsningar, driv- och skyddskretsar diskuteras för
respektive komponent. Förlustuppskattningar (beräkningar) och
kylning av kraftelektroniska komponenter och apparater.
Simuleringar
Analys av komponenter och byggblock i det switchade nätaggregatet
och transistorfullbryggan som även undersöks experimentellt vid
laborationer. Simuleringsprogrammet som används är ett
kommersiellt tillgängligt programpaket för simulering av
kraftelektronik.
Hemuppgifter
6 hemuppgifter bestående av beräknings- och simuleringsarbete
täcker kursinnehållet med avseende på elektriska maskiner och
reglering av elektriska drivsystem. Övningstimmarna används för
handledning av dessa hemuppgifter.
Laborativt arbete
Praktiska aspekter på kraftelektronisk reglering av elektriska
drivsystem framhålls vid ett flertal laborationstillfällen och
simuleringsövningar. Experimentell utvärdering av funktionen och
specification för ett switchat nätaggregat och en
transistorfullbrygga.
Projekt
En rapport rörande praktiska aspekter på kraftelektronisk
reglering av elektriska drivsystem inklusive resultat baserade på
hemuppgifterna. En rapport rörande simulering och experimentell
utvärdering av funktionen och specifikation för ett switchat
nätaggregat och en transistorfullbrygga. Totalt två
rapporter.
Betygsskala: TH
Prestationsbedömning: För slutbetyg fordras godkända laborationer och simuleringar som redovisas fortlöpande i rapportform. Individuell skriftlig tentamen (5 tim) av problemlösningstyp med insprängda teorifrågor vid kursens slut.
Delmoment
Kod: 0106. Benämning: Kraftelektronik - komponenter, omvandlare, reglering och tillämpningar.
Antal högskolepoäng: 12. Betygsskala: TH.
Kod: 0206. Benämning: Laborationer och Simuleringar.
Antal högskolepoäng: 0. Betygsskala: UG.
Förutsatta förkunskaper: ESSF01 Analog elektronik, ESS030 Komponentfysik, ESSF15 Elenergiteknik (E) eller MIE012 Elektroteknikens grunder (M) samt FRT010 Reglerteknik, Allmän kurs.
Begränsat antal platser: Nej
Kursen överlappar följande kurser: EIE023, EIE041
Kursansvarig: Professor Mats Alaküla, mats.alakula@iea.lth.se
Kursansvarig: Professor Hans Bängtsson, hans.bangtsson@iea.lth.se
Studierektor: Henriette Weibull, henriette.weibull@iea.lth.se
Hemsida: http://www.iea.lth.se/kel/
Övrig information: EIE015 får inte ingå i examen tillsammans med någondera av EIE023 Kraftelektronik eller EIE042 Kraftelektronisk reglerteknik.