Gäller från och med: Vårterminen 2023
Beslutad av: Maria Sandsten
Datum för fastställande: 2022-12-07
Avdelning: Industriell elektroteknik och automation
Kurstyp: Gemensam kurs, avancerad nivå och forskarnivå
Kursen ges även på avancerad nivå med kurskod: EIEN55
Undervisningsspråk: Engelska, svenska
Syftet med kursen är att ge kunskaper om dimensionering och användning av moderna halvledarkomponenter och relaterade passiva komponenter i deras tillämpningar i kraftelektroniska omvandlare. Lärandet omfattar mekanisk, elektrisk och termisk dimensionering av såväl halvledarkomponenter som induktorer och kondensatorer, samt modellering av deras livslängd givet en viss termisk och elektrisk cykling. Vidare ger kursen kunskaper om principer för modulation, ström- och spänningsreglering för olika omvandlartyper. Kursen ger förståelse för tillämpningar av kraftelektroniska omvandlare såsom switchade nätaggregat, motordrivsystem, solcellsomvandlare, elfordonsladdare mm. Vidare studeras kraftnätstillämpningar såsom "Unified Power Flow Controllers" (UPFC), aktiva nätfilter, högspänd likström (HVDC) mm. Lärandet består av föreläsningar, räkneövningar, simuleringsarbete och labarbete där simuleringar och laborationer är tätt kopplade.
Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall doktoranden
Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall doktoranden
Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall doktoranden
Föreläsningar och räkneövningar Komponenter: Dioder, transistorer (BJT, IGBT, MOSFET), material (kisel, kiselkarbid), induktorer, kondensatorer, sensorer (ström, spänning). Funktion, mekanisk och termisk design, åldring. Kopplingar: Driv- och skyddskretsar. Olika bryggor såsom 1Q, 2Q och 3-fas 2- och multinivåomvandlare. Parasitiska komponenter, lastströmmar och jordströmmar. Modulation och reglering: Bärvågsmodulation, samplad strömreglering, toleransbandsreglering av ström, spänningsreglering. Tillämpningar: Switchade nätaggregat, motordrivsystem för lik- och växelströmsmotorer, solcellsomvandlare, elfordonsladdare, "Unified Power Flow Controllers" (UPFC), aktiva nätfilter, högspänd likström (HVDC). Simuleringsuppgifter och laborationer Primärswitchade nätaggregat. 4-kvadrant omvandlare. Modulation med fix och slumpad frekvens. Återkopplad strömreglering. 3-fas spänningsgenerering för 230 V 3-fas. Dessa laborationer förbereds genom simuleringsarbete vilket rapporteras som en hemuppgift före laborationen. Efter laborationen skrivs en rapport där simuleringar och mätningar jämförs.
Alaküla M, Karlsson P: Kompendium i Power Electronics – Devices, Circuits, Control and Applications. IEA, LTH.
Undervisningsformer: Föreläsningar, laborationer, övningar
Examinationsformer: Skriftlig tentamen, skriftlig rapport, inlämningsuppgifter.
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.
Betygsskala: Underkänd, godkänd
Examinator:
Förutsatta förkunskaper: ESSF01 Analog elektronik, ESS030, ESSF20 Komponentfysik, ESSF15 Elenergiteknik (E) eller MIE012, EIEF35 Elektroteknikens grunder (M) samt FRT010, FRTF05 Reglerteknik, allmän kurs.
Kursen överlappar följande kurser: EIE023, EIE015, EIEN25. Kursen får inte ingå i examen tillsammans med ETEF10
Kursansvarig: Mats Alaküla <mats.alakula@iea.lth.se>
Hemsida: http://www.iea.lth.se/kel/