Učinska elektronika

Opis predmeta

Primjena učinske elektronike u lancu: proizvodnja, prijenos, razdioba i potrošnja električne energije. Osnovne elektroničke učinske pretvorbe: ispravljanje, izmjenjivanje, istosmjerna i izmjenična pretvorba. Modeliranje i simuliranje sustava učinske elektronike. Energetske i regulacijske karakteristike učinskih pretvarača: djelotvornost, djelotvornost pretvorbe, faktor snage. Primjena učinske elektronike u dopunskim izvorima električne energije. Štednja i poboljšanje kvalitete električne energije te očuvanje okoliša.

Opće kompetencije

Duboko razumijevanje problema i postupaka rješavanja problema u učinskoj elektronici, s primjenama u elektromotornim pogonima i elektroenergetskim sustavima. Razumijevanje metoda za uštedu energije i poboljšanje faktora snage korištenjem učinske elektronike.

Ishodi učenja

  1. analizirati rad elektroničkih učinskih pretvarača prema vrstama pretvorbe
  2. analizirati negativne učinke rada elektroničkih učinskih pretvarača na izvore i trošila
  3. usporediti svojstva pojedinih vrsta elektroničkih učinskih pretvarača
  4. analizirati složeni sustav učinskog pretvarača i njegove osnovne sastavne dijelove
  5. usporediti svojstva i uporabne karakteristike učinskih poluvodičkih ventila
  6. analizirati osnovne načine upravljanja elektroničkim učinskim pretvaračima

Oblici nastave

Predavanja

Nastava na predmetu organizirana je kroz 2 nastavna ciklusa. Prvi ciklus sastoji se od 7 tjedana nastave i međuispita, a drugi ciklus od 6 tjedana nastave i završnog ispita. Nastava se provodi kroz ukupno 15 tjedana s tjednim opterećenjem od 3 sata.

Provjere znanja

Provjere znanja sastoje se od međuispita i završnog ispita na kojima se rješavaju numerički zadaci, te pisanja izvješća i seminara o provedenim laboratorijskim vježbama.

Seminari

Tijekom semestra studenti izrađuju seminarski rad u kojem pokazuju teorijska znanja, znanje modeliranja i simulacije, te poznavanje rada u laboratoriju.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Seminar/Projekt 0 % 20 % 0 % 0 %
Međuispit: Pismeni 0 % 20 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 40 %
Završni ispit: Usmeni 20 %
Ispit: Pismeni 0 % 70 %
Ispit: Usmeni 30 %

Tjedni plan nastave

  1. Područje učinske elektronike. Primjene učinske elektronike u elektrostrojarstvu i elektroenergetici.
  2. Osnovni ventili, sklopke i pasivne komponente u učinskoj elektronici. Idealni, idealizirani i stvarni modeli.
  3. Topologije i funkcije elektroničkih učinskih pretvarača. Razvoj topologija i usporedba karakteristika elektroničkih učinskih pretvarača. Načela rješavanja zadataka u učinskoj elektronici.
  4. Osnovni sklopovi učinske elektronike. Idealni ispravljači i usmjerivači. Ispravljački i izmjenjivački način rada.
  5. Komutacija. Učinski komutacije. Odabrana poglavlja ispravljačkih sklopova.
  6. Istosmjerni pretvarači bez galvanskog odvajanja. Osnovni tipovi. Silazni, uzlazni i silazno-uzlazni. Neisprekidani i isprekidani način rada. Načela upravljanja. Naponsko i strujno upravljanje.
  7. Istosmjerni pretvarači s galvanskim odvajanjem. Osnovni tipovi; izravni i neizravni istosmjerni pretvarač s galvanskim odvajanjem. Neisprekidani i isprekidani način rada. Pregled ostalih vrsta istosmjernih pretvarača.
  8. Međuispit
  9. Izmjenjivanje i izmjenjivači. Autonomni, rezonantni, te usmjerivači kao izmjenjivači.
  10. Jednofazni i trofazni izmjenjivački sklopovi. Upravljanje sklopkama, modulacije. Sinusne i vektorske modulacije.
  11. Izmjenični pretvarači. Izravni i neizravni. Ciklopretvarači i matrični pretvarači. Neizravni izmjenični pretvarači kao najčešća rješenja za upravljanje izmjeničnim elektromotornim pogonima.
  12. Moderni učinski poluvodički ventili; IGBT, MOSFET i ostali. Detaljan pregled strukture, svojstava i karakteristika. Kataloški podaci učinskih poluvodičkih ventila i modula. Interpretacija i primjena kataloških podataka.
  13. Zaštite učinskih poluvodičkih ventila. Prigušni članovi, osigurači i aktivna zaštita. Pobudni stupnjevi tiristora i tranzistora. Izračunavanje gubitaka na poluvodičkim ventilima, toplinski proračun učinskih poluvodičkih ventila.
  14. Primjena učinske elektronike u području primjene obnovljivih izvora energije. Poboljšanje faktora snage. Upravljanje tokom snage između istosmjernog i izmjeničnog izvora.
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Elektroenergetika (profil)
Predmeti specijalizacije profila (3. semestar) Predmeti specijalizacije profila (1. semestar)
Elektrotehnički sustavi i tehnologija (profil)
Teorijski predmeti profila (1. semestar)

Literatura

J. Kassakian, M. Schlecht, G. Verghese (2000.), Osnove energetske elektronike I. dio (prijevod), Graphis
D. W. Hart (1997.), Introduction to Power Electronics, Prentice Hall
B. W. Williams (2006.), Principles and Elements of Power Electronics, B. W. Williams
N. Mohan, T. Undeland, W. Robins (2004.), Power Electronics: Converters, Applications and Design, Wiley
I. Flegar (2010.), Elektronički energetski pretvarači, Kigen

Predavanja

Izvedba

ID 34575
  Zimski semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
0 Auditorne vježbe
0 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe

Ocjenjivanje

87,5 izvrstan
75 vrlo dobar
62,5 dobar
50 dovoljan