IRE30921 Kraftelektronikk med applikasjoner i elektriske stasjoner og kraftsystemer (Høst 2024)

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.   

Litteratur

Gjeldende litteraturliste for 2024 Høst finner du i Leganto