448-0513/01 – Výkonové polovodičové systémy Bc. (VPSB)

Garantující katedraKatedra elektronikyKredity8
Garant předmětuprof. Ing. Petr Chlebiš, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Petr Chlebiš, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník3Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2006/2007Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BRA30 prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.
H1L20 prof. Ing. Petr Chlebiš, CSc.
KRN011 Ing. Petr Krňa
PAV15 Ing. Tomáš Pavelek, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 3+22

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

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

Vyučovací metody

Anotace

Výkonová elektronika je obor, který intenzivně proniká do všech technických oblastí současného života. Praktické využití principu přeměny elektrické energie pomocí polovodičových spínacích součástek vyžaduje znalosti jak o principech a funkci základních typů polovodičových měničů, tak zejména o jejich průmyslových i komerčních aplikacích. Předmět poskytuje poznatky studujícím v oblastech aplikované i komerční elektroniky, výkonové elektroniky, elektrických pohonů a dalších odvětví elektrotechniky.

Povinná literatura:

Chlebiš, P.: Výkonové polovodičové systémy. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2005.

Doporučená literatura:

Vondrášek, F.: Výkonová elektronika, svazek I., II. Skriptum ZČU Plzeň 1994. Vondrášek, F.: Výkonová elektronika, svazek III. Skriptum ZČU Plzeň 1998. Oetter, J.: Výkonová elektronika pre elektrické pohony. ALFA Bratislava 1988. Heumann, K.: Basic Principles of Power Electronics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, ISBN 3-540-16138-4, 1986. Rashid, M. H.: Power Electronics. Prentice-Hall International, Inc. ISBN 0-13-334483-5, 1993.

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, výjímečně možnost náhrady po individuální domluvě s vedoucím cvičení. Odevzdání protokolů z měření v řádném termínu =1 týden po ukončení měření Absolvování všech kontrolních testů v řádném termínu (bude sdělen minimálně týden předem). V případě absolvování testu v jiném než řádném termínu bude tento hodnocen pouze 80% dosažených bodů. Každý test je možné 1x opakovat, při jeho opakování bude hodnocen pouze 80% dosažených bodů a bude započítán výsledek opakovaného testu! 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

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Výkonové spínací prvky - Diody, tyristory, triaky. Výkonové spínací prvky - Výkonové tranzistory bipolární a unipolární, IGBT. Režimy práce polovodičového spínače - tvrdé spínání, měkké spínání, spolupráce s nulovou diodou, spínání v nule proudu nebo napětí. Ochranné obvody polovodičových spínačů typu RC, RCD, vlastnosti, rozložení ztrát. Usměrňovače - neřízené, řízené. Vliv napájecí sítě a zátěže na vlastnosti usměrňovačů. Zpětné působení usměrňovačů na napájecí síť, vliv výkonového schematu. Regulační vlastnosti usměrňovačů. Pulsní měniče, vliv způsobu řízení na zátěž. Analýza výstupního napětí a proudu. Střídavé měniče napětí. Výkonové obvody střídavých měničů napětí. Analýza výstupního napětí a proudu. Střídače napětí. Výkonové obvody napěťových střídačů. Střídače proudu. Výkonové obvody proudových střídačů. Přímé měniče kmitočtu. Cyklokonvertory. Nepřímé měniče kmitočtu s napěťovým meziobvodem. Způsoby řízení výstupního napětí. Nepřímé měniče kmitočtu s proudovým meziobvodem. Způsoby řízení výstupního proudu. Moderní struktury výkonových schemat a regulačních algoritmů střídavých regulovaných pohonů. Cvičení: Dimenzování chladičů pro bezpotenciálové moduly. Dimenzování chladičů se vzduchovým chlazením pro výkonové spínací součástky v oblasti nízkých i vysokých kmitočtů. Zvláštnosti dimenzování kondenzátorů a tlumivek pro výkonovou elektroniku. TEST č.1 - Vlastnosti výkonových polovodičových prvků a jejich ztráty. Návrh spínaného stabilizátoru. Návrh transformátoru, výkonová a řídicí část spínaného zdroje. Koncepce trakčních měničů. TEST č. 2 - Spínané zdroje a stabilizátory.Zdroje ve svařovací technice. Laboratoře: Laboratorní úloha z řízených usměrňovačů (č.1). Laboratorní úloha z řízených usměrňovačů (č.2). Laboratorní úloha z pulzních měničů (č.3). Laboratorní úloha z napěťových střídačů (č.4). Laboratorní úloha z měničů kmitočtu (č.5). Projekty: Zpracování výsledků laboratorních cvičení: Laboratorní úlohy z řízených usměrňovačů (č.1, 2), laboratorní úloha z pulzních měničů (č.3), Laboratorní úloha z napěťových střídačů (č.4), Laboratorní úloha z měničů kmitočtu (č.5). Počítačové laboratoře: Úvod do modelování v programu PSpice - základní modely výkonových prvků. Modelování pro účely stanovení ztrát a dimenzování v PSpice. SW PSpice zajištěn v anglické verzi.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zkouška Zkouška 60 (60) 0
                Písemná část zkoušky Písemná zkouška 40  0
                Ústní část zkoušky Ústní zkouška 20  0
        Zápočet Zápočet 40 (40) 0
                Laboratorní práce č.1 Laboratorní práce 4  0
                Laboratorní práce č.2 Laboratorní práce 4  0
                Laboratorní práce č.3 Laboratorní práce 4  0
                Laboratorní práce č.4 Laboratorní práce 4  0
                Laboratorní práce č.5 Laboratorní práce 4  0
                Kontrolní test č.1 Písemka 10  4
                Kontrolní test č.2 Písemka 10  4
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Rožnov pod Radhoštěm 3 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika K čeština Šumperk 3 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2008/2009 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (B2648) Projektování elektrických zařízení (2648R999) Společné studium P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2007/2008 (B2648) Projektování elektrických zařízení (2648R999) Společné studium K čeština Ostrava 3 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku