1. SylabUZ
2. Filia Uniwersytetu Zielonogórskiego w Sulechowie
3. semestr zimowy 2019/2020
4. Energetyka. - pierwszego stopnia z tyt. inżyniera
5. Energoelektronika

Wygeneruj PDF dla tej strony

Energoelektronika - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

Opanowanie podstawowej wiedzy o podstawowych łącznikach energoelektronicznych oraz o właściwościach, doborze i zastosowaniach podstawowych przekształtników energoelektronicznych w energetyce.

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

Podstawowa wiedza, umiejętności oraz kompetencje w zakresie matematyki, fizyki, elektrotechniki oraz podstaw elektroniki.

Zakres tematyczny

WYKŁADY

Wprowadzenie. Program przedmiotu. Literatura. Warunki zaliczenia przedmiotu, pytania egzaminacyjne (informacja). Podstawowe układy energoelektroniczne (charakterystyka ogólna). Rys historyczny energoelektroniki. Obszar zastosowań. Typy przekształtników energoelektronicznych (PE) ich klasyfikacja oraz funkcje podstawowe. Praca łącznikowa przyrządów półprzewodnikowych i ich modele termiczne. Podstawowe parametry i ocena jakości przekształcania PE. Współczynniki sprawności, wyższych harmonicznych, mocy, deformacji, przesunięcia, niesymetrii w warunkach odkształconego prądu. Prostowniki niesterowane i sterowane (przekształtniki typu AC/DC). Topologie i właściwości prostowników niesterowalnych jedno- dwu i sześciopulsowych. Prostowniki tyrystorowe jedno- i trójfazowe o sterowaniu fazowym. Oddziaływanie prostowników na źródło zasilania. Przykłady zastosowań. Stabilizatory napięcia i prądu stałego o działaniu impulsowym (przekształtniki DC/DC). Topologie i właściwości stabilizatorów impulsowych typu buck, boost, buck-boost oraz mostkowych o sterowaniu typu PWM. Przykłady zastosowań. Jednofazowe sterowniki prądu przemiennego (przekształtniki typu AC/AC, f₁ = f₂). Przekaźniki półprzewodnikowe i sterowniki tyrystorowe. Sterowanie fazowe i integracyjne. Praca sterownika tyrystorowego z obciążeniem R oraz RL. Charakterystyki statyczne, współczynnik mocy. Sterowniki tranzystorowe. Przykłady zastosowań. Falowniki (przekształtniki typu DC/AC). Falowniki napięcia i prądu jednofazowe. Praca i właściwości falowników tranzystorowych przy różnych obciążeniach. Technika sterowania typu PWM w falownikach. Metody regulacji napięcia i częstotliwości. Przykłady zastosowań. Charakterystyka ogólna działania trójfazowego falownika napięcia o modulacji prostokątnej oraz typu sinus PWM. Przykłady zastosowań. Problemy i trendy rozwojowe układów energoelektronicznych.

ZAJĘCIA LABORATORYJNE

Diody półprzewodnikowe (Prostownikowe, Zenera, fotodioda): podstawowe właściwości, charakterystyki statyczne (prostownikowe, Zenera, fotodioda), efekt prostownikowy (Si), właściwości stabilizacyjne diody Zenera. Przyrządy półprzewodnikowe (MOSFET, IGBT, Triac, Tyrystor): działanie i podstawowe właściwości jako łączniki energoelektroniczne, charakterystyki czasowe, straty mocy podczas przewodzenia i komutacji. Przekształtniki typu AC/DC (prostowniki o komutacji sieciowej niesterowane): działanie i podstawowe właściwości (napięcie wyjściowe, prąd wyjściowy) prostowników diodowych dwu-, trój- i sześciopulsowego z obciążeniem R, CR, RLE, oddziaływanie prostowników diodowych (odkształcenia prądu wejściowego, współczynnik mocy) na źródło zasilania. Przekształtniki typu AC/DC (prostowniki tyrystorowe): działanie i podstawowe właściwości (napięcie wyjściowe, prąd wyjściowy) prostowników tyrystorowych dwu-, i sześciopulsowego z obciążeniem R oraz RLE, oddziaływanie prostowników tyrystorowych (odkształcenia prądu wejściowego, współczynnik mocy) na źródło zasilania. Wzmacniacze elektroniczne: wzmacniacz w układzie WE (wzmocnienie i rezystancja we./wy.), źródło prądowe (BJT, FET). Podstawowe przekształtniki typu DC/DC (Boost, Buck-boost, mostkowy): działanie i podstawowe właściwości (transformacja napięciowa) przekształtnika typu boost oraz Buck-boost o sterowaniu typu PWM, działanie i podstawowe właściwości przekształtnika mostkowego jedno- i dwubiegunowego typu PWM. Podstawowe przekształtniki typu DC/AC (jedno- i trójfazowy falownik napięcia mostkowy): działanie i podstawowe właściwości jednofazowego falownika napięcia o modulacji prostokątnej oraz typu sinus PWM, działanie i podstawowe właściwości trójfazowego falownika napięcia o modulacji prostokątnej oraz typu sinus PWM. Jednofazowe układy poprawy współczynnika mocy (układy typu PFC): działanie i podstawowe właściwości jednokierunkowych przekształtników AC/DC o poprawionym współczynniku mocy, działanie i podstawowe właściwości dwukierunkowego przekształtnika typu AC/DC.

Metody kształcenia

Wykład informacyjny, wykład problemowy, ćwiczenia praktyczne – laboratoryjne.

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Zaliczenie wszystkich zajęć laboratoryjnych, uzyskanie pozytywnych ocen z kolokwiów oraz zdanie egzaminu.

Literatura podstawowa

1. Piróg S. Energoelektronika. Układy o komutacji sieciowej i o komutacji twardej. AGH Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne. Kraków 2006
2. Tunia H., Smirnow A., Nowak M., Barlik R. Układy energoelektroniczne. WNT 1990.
3. Tunia H., Barlik R. Teoria przekształtników. Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1992.

Literatura uzupełniająca

1. Mikołajuk K. Podstawy analizy obwodów energoelektronicznych. Warszawa, PWN 1998.
2. Frąckowiak L. Energoelektronika. Wyd. Politechniki Poznańskiej. Poznań 2000.
3. Mohan N. Power Electronics Converters, Applications, and Design. John Wiley & Sons, 1998.
4. Trzynadlowski A. Introduction to modern power electronics. John Wiley & Sons, 1998.

Uwagi

Literatura zostanie uaktualniona w roku rozpoczęcia zajęć.

Zmodyfikowane przez dr inż. Grzegorz Kobyłecki (ostatnia modyfikacja: 24-04-2019 15:35)