448-0513/01 – Výkonové polovodičové systémy Bc. (VPSB)
| Garantující katedra | Katedra elektroniky | Kredity | 8 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Petr Chlebiš, CSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Petr Chlebiš, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2006/2007 | Rok zrušení | 2009/2010 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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:
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky