IRE30921 Kraftelektronikk med applikasjoner i elektriske stasjoner og kraftsystemer (Høst 2023)
Fakta om emnet
- Studiepoeng:
- 10
- Ansvarlig avdeling:
- Fakultet for informasjonsteknologi, ingeniørfag og økonomi
- Studiested:
- Fredrikstad
- Emneansvarlig:
- Manikandan Palanichamy
- Undervisningsspråk:
- Engelsk
- Varighet:
- ½ år
Emnet er tilknyttet følgende studieprogram
Obligatorisk emne i Bachelorstudium i ingeniørfag -elektro: elektronikk og grønn energi, studieretning «digitale kraftsystemer», samt for TRESS og Y-veien tilknyttet dette studieprogrammet.
Anbefalte forkunnskaper
IRE10521 Elektriske kretser, IRE25717 Elektriske anlegg og maskiner,
Undervisningssemester
5. semester (høst)
Studentens læringsutbytte etter bestått emne
Kunnskap
Studenten har
forstår de grunnleggende prinsipper innen kraftelektronikk og anvendelse av dette i motordrifter og kraftsystemer og deres applikasjoner i Electric drives og Power systems
har grunnleggende kunnskap om teori, matematiske modeller og simuleringsmodeller anvendt på kraftelektronikk komponenter og applikasjoner hvor disse inngår.
har kompetanse til å kunne analysere kraftelektroniske kretser for motordrifter og kraftsystemer
har kunnskap om hvordan kraftelektroniske kretser skal dimensjoneres og beregnes
har kunnskap om hva som er de viktigste design parameterne og hvilken innvirkning disse har på funksjonaliteten til nåværende og fremtidige løsninger for kraftelektroniske omformere anvendt mot motordrifter, kraftsystemer og i industrielle anvendelser.
Ferdigheter
Studenten kan:
kan gjenkjenne, definere og analyser kraftelektroniske omformere som omformer elektrisk energi enten som DC/AC, DC/DC eller AC/DC
kan modellere og simulere elektriske, elektromagnetiske og termiske egenskaper i slike omformere basert på avansert kretsanalyse
kan utføre kretsanalyse og beregninger på kraftelektroniske kretser med ideelle og ikke ideelle komponenter
kan anvende instrumenter og utsyr i laboratoriet
Generell kompetanse
Studenten
har kompetanse på hvordan forskjellige topologier for kraftelektroniske omformere kan simuleres og evalueres og anvendelsen av disse.
har kompetanse på basis prinsippene for motordrifter
har forståelse for hva som karakteriserer de forskjellige anvendelse av kraftelektronikk innenfor kraftsystemer
har kompetanse på skriving av tekniske rapporter
er familiær med forskjellige benevnelser som anvendes internasjonalt innen faget og hvordan tekniske manualer skal forstås.
har kompetanse til kunne bidra i innovasjonsprosesser mot et grønnere samfunn.
Innhold
Kraftelektronikk komponenter, krafthalvledere som IGBT, MOSFET, Dioder og Thyrsitorer
Enfase og trefase nettførte likerettere og vekselrettere
DC-DC omformere, Switchede kraftforsyninger med og uten galvansik skille basert på buck, boost, buck-boost, forward, flyback og helbro løsninger
DC-AC omformere, enfase og trefase helbro konigurasjon.
Frekvensomformere
Anvendelse av DC og AC kraftforsyninger
PFC for nett tilknyttede kraftforsyninger
DC og AC motordrifter
Anvendelse av kraftelektronikk innenfor industri og husholdning
Anvendelse av fornybar energikilder og energilagring i nettet
Undervisnings- og læringsformer
Undervisningen gis som forelesninger, regneøvinger, simuleringsøvinger og laboratoriums oppgaver. Deler av eller hele undervisningen i faget kan foregå digitalt « online lessons» kombinert med video konferanse
Arbeidsomfang
250-300 timer
Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen
Øvelser utført i laboratorium, gruppe. Øvelsene skal danne grunnlag for grupperapporten (se avsnitt om eksamen).
Godkjent 8 av 10 beregningsoppgaver hvorav det skal leveres to rapporter knyttet til simuleringsøvelsene
Arbeidskrav må være godkjent før studenten kan fremstille seg til eksamen.
Eksamen
Eksamen med to deler: Individuell skriftlig eksamen og rapport.
Deleksamen 1: Skriftlig eksamen, individuell. Varighet: 5 timer (80%) Tillatte hjelpemidler: Utlevert formelark. Kalkulator, med tomt minne, som ikke kan regne symbolsk eller kommunisere trådløst.
Deleksamen 2:Rapport, gruppe (20%)Laboratoriumsrapport, gruppe. Rapporten baseres på øvelser utført i laboratorium. Rapporten skal skrives på engelsk.
Karakterregel A til F, der A er beste karakter og F er ikke bestått
Sensorordning
Ekstern og intern sensor eller to interne sensorer.
Vilkår for ny/utsatt eksamen
Konteeksamen avholdes tidlig i påfølgende semester. Mer informasjon om konter finner du her.
Evaluering av emnet
Løpende evaluering av undervisningen gjennom semesteret, hvor metode for evaluering avtales mellom faglærer(e) og studenter. Skriftlig sluttevaluering av emnet.