430-4124/01 – Výkonová elektronika automobilových systémů II (VEAS2)

Garantující katedraKatedra elektronikyKredity4
Garant předmětuIng. Aleš Havel, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Aleš Havel, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný typu B
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DAM37 Ing. Vladislav Damec, Ph.D.
HAV278 Ing. Aleš Havel, Ph.D.
H1L20 prof. Ing. Petr Chlebiš, CSc.
PAV15 Ing. Tomáš Pavelek, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Po absolvování předmětu student získá znalosti umožňující dobrou orientaci v principech výkonových polovodičových systémů a výkonové elektroniky v oblasti automotive, včetně schopnosti samostatné analýzy a syntézy částí výkonových polovodičových systémů a schopnosti aplikovat získané poznatky při praktickém návrhu výkonových polovodičových měničů. Získané poznatky tvoří součást všeobecných znalostí elektroinženýra, zejména je-li zaměřen na aplikace průmyslové a automobilové elektroniky.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Po absolvování předmětu získá student znalosti umožňující dobrou orientaci v aplikacích výkonové elektroniky, spínaných a zálohových zdrojů, v oblasti automotive, v regulátorech střídavého výkonu a aplikacích elektrických pohonů v dopravě, dále pak schopnost posouzení částí výkonových polovodičových systémů a schopnost aplikace získaných poznatků při praktickém návrhu výkonových polovodičových systémů. Získané poznatky tvoří součást všeobecných znalostí elektrotechnicky vzdělaného odborníka. Předmět se zaměřuje na detailní poznání moderních výkonových spínacích prvků včetně jejich aplikačních pravidel a rozvíjí poznatky z teorie výkonových polovodičových systémů.

Povinná literatura:

Chlebiš, P.: Výkonové polovodičové systémy. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2005. Chlebiš, P.: Polovodičové měniče s měkkým spínáním. Monografie, VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2004, ISBN 80-248-0643-6. Vondrášek, F.: Výkonová elektronika I, II, III. Skriptum ZČU Plzeň, 1994. Emadi, A.: Handbook of Automotive Power Electronics and Motor Drives. CRC Press, 2017. ISBN 1420028154, ISBN 978-1420028157. BOSE, Bimal K. Modern power electronics and AC drives. Upper Saddle River: Prentice Hall PTR, c2002. ISBN 0-13-016743-6. Trzynadlowski, Andrzej Maria. Introduction to modern power electronics. 2nd ed. Hoboken: Wiley, c2010. ISBN 978-0-470-40103-3.

Doporučená literatura:

BOSE, Bimal K. Power electronics and motor drives: advances and trends. Burlington: Elsevier/Academic Press, c2006. ISBN 0-12-088405-4. Rashid, M. H.: Power Electronics. Prentice-Hall International, Inc., 1993, ISBN 0-13-334483-5.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: Kontrolní testy Test č. 1, Test č. 2 (viz. cvičení) Podmínky udělení zápočtu: - 100% účast na laboratorní výuce. - Odevzdání protokolů z měření v řádném termínu. - Absolvování všech kontrolních testů v řádném termínu. - Získání minimálně 25 bodů ze cvičení ze 40 možných. Bodové hodnocení cvičení - maximálně 40 bodů, z toho: T1 = max. 10 bodů T2 = max. 10 bodů Laboratorní úlohy = max. 20 bodů

E-learning

Další požadavky na studenta

Další požadavky na studenta nejsou.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Moderní spínací polovodičové součástky, výkonové tranzistory, IGBT, vypínatelné typy tyristorů. 2. Topologie pulzních měničů bez transformátoru, varianty zapojení podle polarity napětí a směru proudu, principy činnosti, základní typy řízení a aplikace, řešené příklady (1). 3. Topologie pulzních měničů bez transformátoru, varianty zapojení podle polarity napětí a směru proudu, principy činnosti, základní typy řízení a aplikace, řešené příklady (2). 4. Základní a moderní topologie spínaných zdrojů s transformátorem, měniče typu Forward a Flyback, spínané stabilizátory, účinnost spínaných zdrojů, řešené příklady. 5. Základní a moderní topologie spínaných zdrojů s transformátorem, měniče typu Push-Pull, dvojčinné měniče, účinnost spínaných zdrojů, řešené příklady. 6. DC/DC měniče s měkkým spínáním, principy ZCS a ZVS, rezonanční měniče. 7. Spínané zálohové a nabíjecí elektronické zdroje, aplikace v automotive. 8. Napěťové střídače, principy, zapojení, metody řízení výstupního napětí, šířkové řízení, PWM řízení, Vektorová PWM, aplikace (1). 9. Napěťové střídače, principy, zapojení, metody řízení výstupního napětí, šířkové řízení, PWM řízení, Vektorová PWM, aplikace (2). 10. Proudové střídače, principy, zapojení, aplikace. 11. Nepřímé měniče kmitočtu s napěťovým a proudovým meziobvodem, jejich aplikace v pohonech hybridních a elektrických vozidel. 12. Příklady konstrukčního provedení a uspořádaní měničů, konkrétní aplikace, vývojové tendence výkonových polovodičových systémů v oblasti automotive. Cvičení: 1. Základy dimenzování výkonových polovodičových součástek. 2. Výpočet ztrátového výkonu polovodičových součástek ve spínacím režimu. 3. Příklady výpočtu a procvičení teorie pulsních měničů. 4. Laboratorní úloha č. 1 – DC/DC měniče, snižující a zvyšující pulzní měnič. 5. Simulace vybraných topologií DC/DC měničů v OrCAD/PSpice. 6. Návrh výkonové a řídicí části propustného a blokujícího spínaného zdroje. 7. Test č. 1. 8. Laboratorní úloha č. 2 – DC/DC měniče s transformátorem, měniče typu Forward a Flyback. 9. Laboratorní úloha č. 3 – měření zatěžovacích charakteristik a účinnosti spínaného zdroje. 10. Příklady výpočtu a procvičení teorie napěťových střídačů. 11. Simulace vybraných topologií napěťových a proudových střídačů v OrCAD/PSpice. 12. Laboratorní úloha č. 4 – 1f napěťový střídač, šířkové a PWM řízení. 13. Laboratorní úloha č. 5 – 3f napěťový střídač, šířkové a PWM řízení, režimy U/f = konst. a U/f ≠ konst. 14. Test č. 2. Zpracování výsledků laboratorních cvičení: Laboratorní úloha č. 1 – DC/DC měniče, snižující a zvyšující pulzní měnič. Laboratorní úloha č. 2 – DC/DC měniče s transformátorem, měniče typu Forward a Flyback. Laboratorní úloha č. 3 – měření zatěžovacích charakteristik a účinnosti spínaného zdroje. Laboratorní úloha č. 4 – 1f napěťový střídač, šířkové a PWM řízení. Laboratorní úloha č. 5 – 3f napěťový střídač, šířkové a PWM řízení, režimy U/f = konst. a U/f ≠ konst.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40 (40) 25
                Test č. 1 Písemka 10  0
                Test č. 2 Písemka 10  0
                Protokoly z lab. úloh Laboratorní práce 20  0
        Zkouška Zkouška 60 (60) 11
                Písemná zkouška Písemka 40  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 20  0
Rozsah povinné účasti: Povinná účast na cvičeních a laboratorních měřeních.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (N0716A060001) Automobilové elektronické systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku