Engelska
Svenska

Varje vårtermin

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.

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.

enskilt och skriftligt kunna:
redogöra för funktion och dimensionerande egenskaper hos aktiva och passiva kraftelektroniska komponenter
analysera och förstå kraftelektroniska kopplingar
analysera modulationsmetoder (bärvåg och toleransband) för kraftelektroniska omvandlare

enskilt kunna:

göra grundläggande dimensionering av aktiva och passiva kraftelektroniska komponenter
utforma enklare kraftelektroniska kopplingar
föreslå modulations- och reglermetoder för enklare kraftelektroniska kopplingar

enskilt kunna

bedöma lämpligheten av kraftelektroniska lösningar där icke-kraftelektroniska alternativ finns, avseende fysisk och elektromagnetisk miljöpåverkan samt energieffektivitet.

Föreläsningar

Laborationer

övningar

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.

Underkänd, godkänd

ESSF01 Analog elektronik, ESS030, ESSF20 Komponentfysik, ESSF15 Elenergiteknik (E) eller MIE012, EIEF35 Elektroteknikens grunder (M) samt FRT010, FRTF05 Reglerteknik, allmän kurs.

Alaküla M, Karlsson P: Kompendium i Power Electronics – Devices, Circuits, Control and Applications. IEA, LTH.

Kursen överlappar följande kurser: EIE023, EIE015, EIEN25.
Kursen får inte ingå i examen tillsammans med ETEF10

EIEN55F

2022-12-07

Maria Sandsten