Energoelektronika

Wykład obejmuje następujące zagadnienia:

Wprowadzenie

- technologie wytwarzania łączników półprzewodnikowych

- łączniki i przekształtniki w układach przekształcania energii elektrycznej

- obszary zastosowań przekształtników i perspektywy rozwoju

Budowa i właściwości przyrządów półprzewodnikowych

- diody mocy

- tyrystory SCR

- tyrystory IGCT

- tranzystory MOSFET

- tranzystory IGBT

- diody i tranzystory SiC

Przekształtniki beztransformatorowe DC/DC

- przekształtnik obniżający napięcie

- przekształtnik podwyższający napięcie

- przekształtnik podwyższająco-obniżający napięcie

- przekształtniki dwukierunkowe

Przekształtniki DC/DC z transformatorem HF

- topologie dla jedno- i dwukierunkowego przekazywania energii

- przekształtniki rezonansowe

Falowniki z obwodem pośredniczącym napięcia stałego

- topologie falowników jedno i wielofazowych

- kształtowanie prądu wyjściowego

- kształtowanie napięcia sinusoidalnego

- struktury regulacji i przykładowe aplikacje

Prostowniki PWM z obwodem pośredniczącym napięcia stałego

- topologie prostowników jedno i wielofazowych

- kształtowanie prądu wejściowego

- struktury regulacji i przykładowe aplikacje

Falowniki z obwodem pośredniczącym prądu stałego

- topologie falowników jedno- i wielofazowych

- struktury regulacji i przykładowe aplikacje

Prostowniki PWM z obwodem pośredniczącym prądu stałego

- topologie prostowników jedno- i wielofazowych

- struktury regulacji i przykładowe aplikacje

Przekształtniki bezpośrednie AC/AC

- klasyfikacja

- zasada działania przekształtników matrycowych

- struktury regulacji i przykładowe aplikacje

Przekształtniki złożone (AC/DC/AC) z obwodem pośredniczącym

napięcia stałego

- topologie przekształtników złożonych

- struktury regulacji i przykładowe aplikacje

Przekształtniki wielopoziomowe z obwodem pośredniczącym napięcia

stałego

- przekształtniki z diodami poziomującymi

- przekształtniki z kondensatorami o zmiennym potencjale

- przekształtniki komórkowe i hybrydowe

- metody modulacji

- przykładowe aplikacje

Filtry aktywne

- przykładowe topologie filtrów aktywnych

- struktury regulacji i przykładowe aplikacje

Zasilacze awaryjne UPS

- przykładowe topologie i wybrane właściwości

- przykładowe aplikacje

Nagrzewanie się przyrządów półprzewodnikowych oraz metody ich

chłodzenia

- modele cieplne

- obliczenia strat mocy

- metody chłodzenia

Zajęcia laboratoryjne składają się z dwóch części: symulacyjnej oraz eksperymentalnej. W ramach pierwszej grupy zadań konieczne jest wykonanie odpowiednich modeli symulacyjnych w środowisku PLECS. Po pomyślnej realizacji zadań cząstkowych przewidzianych w ramach pierwszej części zajęć nastąpi eksperymentalna weryfikacja otrzymanych wcześniej wyników.

Zakres tematyczny ćwiczeń symulacyjnych obejmuje analizę pracy przekształtników DC/DC o topologii:

- obniżającej napięcie (ang. buck),

- podwyższającej napięcie (ang. boost),

- mostkowej (ang. full-bridge).

W ramach przeprowadzonych symulacji badane będą właściwości dynamiczne i statyczne przekształtników dla różnych:

- parametrów filtra wyjściowego,

- metod modulacji,

- częstotliwości przełączeń układu.

Część eksperymentalna zostanie zrealizowana z wykorzystaniem zestawów ewaluacyjnych wyposażonych w półprzewodnikowe przyrządy mocy na bazie węglika-krzemu (SiC). Algorytmy modulacji będą implementowane przez studentów w układach wyposażonych w mikroprocesory Texas Instruments.

---------------

W roku akademickim 2020/21 ze względu na prowadzenie zajęć i egzaminów w formie zdalnej konieczne było wprowadzenie następujących zmian:

1) Egzamin w formie zdalnej za pośrednictwem platformy moodle;

2) Laboratoria w formie zdalnej z wykorzystaniem oprogramowania PLECS i platformy moodle bez części eksperymentalnej.

Metody oceniania:

egzamin pisemny – W1, W2, W3, W4, W5, W6, U1, U2

zaliczenie na ocenę – U3, U4, U5, U6

Kryteria oceniania:

Wykład: egzamin pisemny zawierający pytania otwarte

ndst - <50%

dst- 50% ÷ 60%

dst plus- 60% ÷ 70%

db- 70% ÷ 80%

db plus- 80% ÷ 90%

bdb- > 90%

Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest pozytywna ocena z ćwiczeń laboratoryjnych

Laboratorium: zaliczenie na ocenę na podstawie średniej ocen uzyskanych podczas realizacji ćwiczeń laboratoryjnych

Na ocenę końcową składają się następujące czynniki:

- ocena wykonanych zadań cząstkowych

- wynik sprawozdania końcowego ze zrealizowanego projektu.

Skala ocen kształtuje się w sposób następujący:

ndst - < 60%

dst – 60% ÷ 67.5%

dst + - 67.5% ÷ 75%

db – 75% ÷ 82.5%

db+ - 82.5% ÷ 90%

bdb - > 90%

Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest uzyskanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń.