SylabUZ

Generate PDF for this page

Selected Issues of Power Electronics - course description

General information
Course name Selected Issues of Power Electronics
Course ID 06.2-WE-ED-WZE-EiE
Faculty Faculty of Computer Science, Electrical Engineering and Automatics
Field of study Electrical Engineering
Education profile academic
Level of studies Second-cycle studies leading to MSc degree
Beginning semester summer term 2024/2025
Course information
Semester 2
ECTS credits to win 5
Course type obligatory
Teaching language polish
Author of syllabus
  • dr hab. inż. Paweł Szcześniak, prof. UZ
Classes forms
The class form Hours per semester (full-time) Hours per week (full-time) Hours per semester (part-time) Hours per week (part-time) Form of assignment
Lecture 30 2 18 1,2 Exam
Laboratory 30 2 18 1,2 Credit with grade

Aim of the course

Zapoznanie studentów z modelowaniem, analizą właściwości oraz właściwościami impulsowych sterowników i przemienników częstotliwości prądu przemiennego bez magazynów energii prądu stałego.

Ukształtowanie wśród studentów zrozumienia potrzeby rozwijania rozwiązań przekształtników wielopoziomowych i rezonansowych w szczególności w systemach elektroenergetycznych.

Prerequisites

Teoria obwodów I

Scope

Wprowadzenie. Charakterystyka ogólna problemów w obszarze układów energoelektronicznych i nowych rozwiązań łączników energoelektronicznych. Metody analizy właściwości układów energoelektronicznych. Przekształtniki AC/DC - PWM. Topologie, opis działania i właściwości jedno- i trójfazowych prostowników typu buck oraz typu boost z sinusoidalnym prądem wejściowym. Techniki sterowania stabilizatorów impulsowych w zasilaczach o jednostkowym współczynniku mocy.  Impulsowe sterowniki prądu przemiennego. Topologie, opis działania i właściwości jedno- i trójfazowych sterowników matrycowych (SM) i matrycowo-reaktancyjnych (SMR). Przykłady zastosowań tych przekształtników. 

Przekształtniki matrycowe. Właściwości przekształtników matrycowych o strategiach sterowania: bezpośredniej bazującej na niskoczęstotliwościowej macierzy przejścia (strategia Venturiniego), bezpośredniej wektorowej oraz pośredniej bazującej na koncepcji fikcyjnego obwodu DC. Przykłady zastosowań tych przekształtników. 

Matrycowo-reaktancyjne przemienniki częstotliwości. Koncepcja bezpośrednich przemienników częstotliwości o transformacji napięcia typu buck-boost. Topologie, opis działania i właściwości wybranych rozwiązań.

Przekształtniki energoelektroniczne wielopoziomowe. Koncepcja przekształtników wielopoziomowych. Topologie, opis działania i właściwości wielopoziomowych falowników napięcia. Wybrane rozwiązania innych przekształtników wielopoziomowych i ich zastosowań. 

Transformatory hybrydowe, topologie i zastosowanie.

Separacja galwaniczna w przekształtnikach energoelektronicznych. Izolacja galwaniczna sygnałów związanych z przekazywaniem energii za pomocą sprzężenia elektromagnetycznego oraz piezoelektrycznego. Rozwiązania transformatorów impulsowych. Wybrane przykłady rozwiązań i ich zastosowań. 

Trendy rozwojowe układów energoelektronicznych. Nowe przyrządy półprzewodnikowe oraz inteligentne moduły przyrządów półprzewodnikowych. Poprawa jakości przekształcania oraz nowe obszary zastosowań przekształtników energoelektronicznych.

Teaching methods

Wykład: wykład konwencjonalny, dyskusja, konsultacje. 

Laboratorium: dyskusja, konsultacje, praca w grupach, ćwiczenia laboratoryjne; projekt: dyskusja, konsultacje.

Learning outcomes and methods of theirs verification

Outcome description Outcome symbols Methods of verification The class form

Assignment conditions

Wykład - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnej oceny z egzaminu.

Laboratorium - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych realizowanych w ramach programu.

Składowe oceny końcowej: wykład: 50% + laboratorium: 50%

Recommended reading

1. Mohan N., Power Electronics: Converters, Application and Design, John Wiley & Sons, 1998.

2. Trzynadlowski A., Introduction to modern power electronics, John Wiley & Sons, 1998.

3. Erickson R., W., Maksimowić D.: Fundamentals of power electronics. Kluver Academic Publishers, 1999. 

4. Fedyczak Z.: Impulsowe układy transformujące napięcia przemienne. Oficyna Wydaw. Uniwersytetu Zielonogórskiego. Zielona Góra 2003.

5. Szcześniak P. Three-phase AC-AC power converters based on matrix converter topology : matrix-reactance frequency converters concept. Springer, 2013.

6. Rashid M.: Power electronics handbook. Academic Press, New York / London 2001.

7.  Nowak M., Barlik R.: Poradnik inżyniera energoelektronika. Tom 1, WNT, 2016.

8.  Barlik R., Nowak M., Rąbkowski J.: Poradnik inżyniera energoelektronika. Tom 2, WNT, 2015

9. Holms D. G., Lipo T. A.: Pulse width modulation for power converters. Principle and practice. IEEE press. New York 2003. 

10. Kaniewski J., Analiza i badania właściwości transformatorów hybrydowych, Oficyna Wydaw. Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 2011.

Further reading

1. Tunia H., Barlik R.,: Teoria przekształtników, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2003.

2. Barlik R, Nowak M,: Energoelektronika: elementy, podzespoły, układy, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2014.

3. Piróg S.: Energoelektronika: układy o komutacji sieciowej i o komutacji twardej, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, 2006.

4. Mućko J.: Laboratorium energoelektroniki, Wydawnictwa Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy, 2009.

5. Kaźmierkowski M, Matysik J.: Wprowadzenie do elektroniki i energoelektroniki, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2005.

Notes


Modified by dr hab. inż. Paweł Szcześniak, prof. UZ (last modification: 09-04-2024 22:57)