Grundlæggende effektelektronik i energisystemer
Overordnede kursusmål
Det overordnede formål for kurset er at give den studerende en grundlæggende forståelse for strømforsyninger (uisolerede og isolerede) i jævnspændings- og vekselspændingsomformere samt en-fase og tre-fase kredsløb. Desuden indeholder kurset et grundlæggende kendskab til anvendelsen af switch mode effektelektronik i simple, regulerede systemer f.x. i motorstyringer, vedvarende energisystemer og forstærkere.
See course description in English
Læringsmål
- beskrive og beregne begreberne effektivværdi, middelværdi og power faktor
- klassificere omformer typer og pulsebrede modulation
- forklare afgørende egenskaber af passive og aktive komponenter i forhold til effekt omformere
- bestemme tidsforløbet af spændinger og strømme for de grundlæggende converter topologier (buck, boost og buck-boost) og afledte heraf
- udlede overføringsfunktionen for såvel de grundlæggende topologier samt afledte heraf
- bestemme grundlæggende parametre i effektelektronikkredsløb ud fra simuleringer
- design transformatorer i galvanisk adskilte topologier (f.x. forward og flyback, push-pull, half-bridge, full-bridge)
- bestemme grundlæggende parametre i switch mode kredsløb ud fra målinger på disse
- beregne signaler og effekttab i switch-mode effektkredsløb
- specificere effekt omformere og deres komponenter under brug af engelsk fagsprog under realistiske arbejdsbetingelser for ingeniører
- klarlægge virkemåden af en-fasede og tre-fasede pulsebrede modulerede vekselretter og pulsebrede modulerede ensretter
- forklare afgørende egenskaber af V/Hz styring af tre-faset AC maskiner og frekvensomformere
Kursusindhold
Overblik over effektelektronik
Passive komponenter: kondensatorer og spoler
Signaler: effektivværdi og middelværdi
Aktive komponenter: dioder og MOSFETs som switch
Ensretterkredsløb
Uisolerede omformer: buck, boost og buck-boost regulatorer
Egenskaber, tilstande og supplerende kredsløb til omformer
Isolerede omformer: enfasede transformatorer, forward og flyback omformere
Single- og tre-phase PWM inverter og rectifiers
Modulation strategier (PWM)
Tre-phase V/Hz control of AC machines
Single-/multiple-quadrant operation
Switch-mode motorforsyninger og audio forstærker.
Simple reguleringssystemer med motorer.
Anbefalede forudsætninger
Elektriske komponenter og Ohms lov & Kirchhoffs regler, såsom:
Elektriske kredsløb 1 & 2 eller
Elektroteknik & Analog elektronik eller
Indledende elektronik & kredsløbsteori 2 eller
tilsvarende
Desuden anbefalet: grundlæggende forståelse af Maxwells ligninger, såsom:
Elektromagnetisme eller Elektrofysik og Materialer
Signaler og systemer, såsom: Lineare systemer og signaler.
(Hvis du er i tvivl, så skriv til den kursusansvarlige!)
Undervisningsform
Al motivation og initiativ skal komme fra den enkelte studerende! Hver studerende er ansvarlig for sin egen læring. Læring fremmes ved samskabelse med gruppen og klassen.
Undervisningsmaterialet består af: Video and quizzes, chat-baseret kommunikation, kunstig intelligens, peer-reviewing, opgaveregning og laboratoriearbejde, øvelser
Fakultet
Bemærkninger
Der indgår et antal øvelser/opgaver i kurset, som er fordelt over hele semesteret.
E-learning: kurset er klart til digital twin university & education 4.0: teori-delen kan i høj grad være “self-paced” learning (baseret på videoer og quizzes med hjælp igennem chat). Den praktiske del kan organiseres som camp (dog kun enten som camp eller i skema – ikke begge dele).
Kursets opsætning afspejler i høj grad betingelserne på en ingeniørsarbejdsplads.
Pladsbegrænsning
Minimum 10.
Vær opmærksom på, at dette enkeltfagskursus har et minimumskrav for antal deltagere for at kunne oprettes. Du får besked om, hvorvidt kurset oprettes senest 8 dage før kursusstart.