Kursplan för

Tillämpad kraftelektronik
Applied Power Electronics

EIEN60F, 7,5 högskolepoäng

Gäller från och med: Vårterminen 2023
Beslutad av: Maria Sandsten
Datum för fastställande: 2023-04-24

Allmänna uppgifter

Avdelning: Industriell elektroteknik och automation
Kurstyp: Gemensam kurs, avancerad nivå och forskarnivå
Kursen ges även på avancerad nivå med kurskod: EIEN60
Undervisningsspråk: Engelska, svenska

Syfte

Syftet med kursen är att ge goda kunskaper om grunderna i kraftelektroniskt styrd energiomvandling i drivsystem för t.ex. elfordon, vindkraftsgenerering, solcellsteknik och nätanslutna batterier. Kursen bygger upp förståelsen för styr- och reglertekniska metoder i detaljerad fysikalisk modellering av olika energiomvandlare. Generiska modeller utgör grunden för metodutvecklingen och ger studenten verktyg för att tillämpa metoderna även på andra energiomvandlare än de som berörs i kursen. I kursen tillämpas metoderna på ett urval av linjära och roterande lik- och växelströmsmaskiner, switchade audiosystem, DC/DC-omvandlare, aktiva elnätsfilter, högspända likströmssystem (HVDC), batteriladdsystem och strömförsörjning för elfordon (olika typer av laddare samt elvägar).

Mål

Kunskap och förståelse

För godkänd kurs skall doktoranden

Färdighet och förmåga

För godkänd kurs skall doktoranden

Värderingsförmåga och förhållningssätt

För godkänd kurs skall doktoranden

Kursinnehåll

Föreläsningar och räkneövningar Källor och laster: Fysikaliska egenskaper för elmaskiner, kablar, batterier mm. Dessa egenskaper modelleras ur ett kraftelektroniskt reglerperspektiv, inkluderande parasitiska komponenter, lastströmmar och jordströmmar. Kraftelektroniska omvandlare: Sammanfattning av egenskaperna för kraftelektroniska bryggor såsom 1Q, 2Q och 3-fas 2-nivåomvandlare. Modulation och reglering: Bärvågsmodulation, övermodulation, strömreglering (samplad och med toleransband), spänningsreglering, momentstyrning, varvtalsreglering, optimering av verkningsgrad, minimering av rippel. Tillämpningar: Kraft- och momentstyrning av linjära och roterande lik- och växelströmsmaskiner inklusive fätförsvagning, optimering av verkningsgrad samt minimering av momentrippel. Aktiva nätfilter samt koppling av batterier mot elnätet som energi- och effektkällor. Oisolerade och isolerade DC/DC-omvandlare för anpassning av spänningsnivåer samt galvanisk isolation av spänningssystem. Kraftsystem i fordon med många kraftelektroniska omvandlare mot samma DC-länk/batteri, med avseende på ledningsbunden elektromagnetisk kompatibilitet (EMC). Simuleringsuppgifter och laborationer Aktivt nätfilter DC/DC-omvandlare Elmaskin (PMSM) i fordonsdrivsystem. Dessa laborationer förbereds genom simuleringsarbete vilket rapporteras som en hemuppgift före laborationen. Efter laborationen skrivs en rapport där simuleringar och mätningar jämförs.

Kurslitteratur

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

Kursens undervisningsformer

Undervisningsformer: Föreläsningar, laborationer, övningar

Kursens examination

Examinationsformer: Skriftlig tentamen, skriftlig rapport. 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:

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: ESSF01 Analog elektronik, ESS030/ESSF20 Komponentfysik, ESSF15 Elenergiteknik (E, W), MIE012/EIEF35 Elektroteknikens grunder (M) eller EITF90 Ellära och elektronik (F) samt FRT010/FRTF05 Reglerteknik, Allmän kurs.

Övrig information

får inte ingå i examen tillsammans med ETEF10 Kraftelektronik.

Kurstillfällesinformation

Kontaktinformation och övrigt

Kursansvariga:
Hemsida: www.iea.lth.se/kel/


Fullständig visning