IRE35123 Kraftelektronikk (Vår 2027)

For kull 2025 anbefales følgende forkunnskaper:

• ING10225 Ingeniørmatematikk (10 stp.)
• IRE10725 Elektriske kretser 1 (5 stp.)
• IRE10825 Elektriske kretser 2 (5 stp.)

For kull 2024 og tidligere anbefales følgende forkunnskaper:

• IRF10721 Ingeniørmatematikk (10 stp.)
• IRE10521 Elektriske kretser (10 stp.)
• IRE20012 Elektronikk (10 stp.)

Dette emnet inkluderer det grunnleggende innen kraftelektronikk, med vekt på energikonvertering ved hjelp av halvlederbaserte kraftelektroniske omformere. Emnet omfatter sentrale prinsipper, analysemetoder og anvendelser av moderne omformerteknologi.

• Innføring i kraftelektronikk og applikasjoner
• Effekt-halvlederkomponenter (dioder, MOSFET-er, IGBT-er; introduksjon til SiC/GaN)
• Strømomformere og omformertopologier
• DC-DC-omformere (buck, boost, buck-boost)
• AC-DC-omformere (dioder og tyristorlikerettere): enfase- og trefase-likerettere
• DC-AC-omformere (enfase- og trefase-vekselrettere)
• VSI- og CSI-omformere
• Modulasjonsteknikker (PWM, introduksjon til SVPWM)
• Virkningsgrad, tap og grunnleggende termiske hensyn
• Problemer med strømkvalitet (harmonikk og effektfaktorkorreksjon)
• Anvendelser innen elektriske maskiner og drivsystemer, fornybare energisystemer, elektriske kjøretøy, HVDC, FACTS og nett-tilkoblede systemer
• Bruk av simuleringsverktøy og laboratorieøvinger for å styrke teoretiske konsepter og praktiske ferdigheter

Kunnskap

Studenten har

• kunnskap om rollen til kraftelektronikk i moderne elektriske og energisystemer
• forståelse for virkemåte til effekt-halvlederkomponenter
• forståelse for oppbygging og funksjoner av ulike omformere (DC-DC, AC-DC og DC-AC)
• forståelse for grunnleggende modulasjons- og styringsmetoder for kraftelektroniske omformere
• kjennskap til virkningsgrad, tap og problemstillinger knyttet til effektkvalitet

Ferdigheter

Studenten kan

• analysere driftsegenskaper i stasjonær tilstand for grunnleggende kraftelektroniske omformere
• beregne spenninger, strømmer, rippel og virkningsgrad i omformerkretser
• velge passende omformertopologi for gitte applikasjoner
• bruke simuleringsverktøy til å modellere og analysere kraftelektroniske systemer
• tolke måleresultater fra laboratorieeksperimenter

Generell kompetanse

Studenten har

• evne til å anvende kraftelektronikk-kunnskap i tverrfaglige ingeniørkontekster
• evne til å vurdere tekniske løsninger med hensyn til effektivitet, bærekraft og nettpåvirkning

evne til å kommunisere tekniske resultater gjennom skriftlige rapporter og muntlige presentasjoner

Før studenten kan fremstille seg til eksamen må følgende arbeidskrav være godkjent:

• Laboratorieøvinger og rapporter
• Prosjekt- eller oppgavearbeid

Arbeidskrav vurderes som godkjent/ikke godkjent.

Kommentar: Alle rapporter skal være godkjent minst to uker før avsluttende eksamen eller innen gitte oppgavefrister for hver rapport.

Det er to deleksamener i emnet: Individuell skriftlig eksamen og rapport med muntlig presentasjon.

• Deleksamen 1: Skriftlig eksamen, individuell, varighet 5 timer, teller 60 %.
• Deleksamen 2: Muntlig presentasjon av laboratorierapporter og prosjekt- eller oppgavearbeid, individuell eller i gruppe, teller 40 %.

Tillatte hjelpemidler ved skriftlig eksamen: Formelark følger med. Kalkulator med tomt minne som ikke kan utføre symbolske beregninger eller kommunisere trådløst.

Det benyttes karakterskala A-F ved begge deleksamenene. Begge deleksamener må være bestått for å få karakter i emnet. Det gis en samlet individuell karakter i emnet etter karakterskala A-F.