Elektronički energetski pretvarači

Opis predmeta

Sadržaj predmeta su osnovne pretvaračke topologije koje se koriste za pretvorbu obilježja električne energije i upravljanje tokom energije. Naglasak je na tipičnim predstavnicima ispravljačkih, izmjenjivačkih spojeva te spojeva za istosmjernu i izmjeničnu pretvorbu koje se koriste u elektromotornim pogonima, procesnoj industriji, elektroenergetskim sustavima, obnovljivim izvorima, električnim vozilima. Pored upoznavanja s funkcijama ovih topologija predstavljene su osnovne karakteristike te modeli pasivnih i aktivnih poluvodičkih komponenata koje se koriste pri realizaciji pretvaračkih uređaja. U sadržaju predmeta su i osnove upravljanja pretvaračkim spojevima kako bi se minimizirao utjecaj na mrežu i trošila te povećala učinkovitost pretvorbe.

Ishodi učenja

  1. Opisati osnovne topologije elektroničkih energetskih pretvarača
  2. Definirati osnovne karakteristike pasivnih i magnetskih komponenata koje se koriste u elektroničkim energetskim pretvaračima
  3. Usporediti svojstva i uporabne karakteristike poluvodičkih ventila
  4. Razumjeti utjecaj temperature na električne karakteristike poluvodičkih ventila
  5. Analizirati rad elektroničkih energetskih pretvarača prema vrstama pretvorbe
  6. Raščlaniti složeni sustav energetskog pretvarača na njegove osnovne sastavne dijelove
  7. Usporediti svojstva pojedinih vrsta elektroničkih energetskih pretvarača
  8. Identificirati negativne učinke rada elektroničkih energetskih pretvarača na izvore i trošila
  9. Objasniti osnovne načine upravljanja elektroničkim energetskim pretvaračima
  10. Dati primjer upotrebe određenog tipa energetskog pretvarača u elektromotornim pogonima, procesnoj industriji, elektroenergetskom sustavu, obnovljivim izvorima energije, električnim vozilima

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja su interaktivna, uz korištenje suvremenih suvremenih nastavnih metoda i pomagala.

Auditorne vježbe

Auditorne vježbe su uključene u predavanja.

Laboratorij

Laboratorijske vježbe su kombinacija simulacijskih vježbi i vježbi na fizičkim modelima u laboratoriju.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 50 % 20 % 50 % 20 %
Međuispit: Pismeni 30 % 25 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 30 % 25 %
Završni ispit: Usmeni 30 %
Ispit: Pismeni 50 % 50 %
Ispit: Usmeni 30 %

Tjedni plan nastave

  1. Osnovne strukture učinskih poluvodičkih sklopki, Izračun gubitaka vođenja učinskih poluvodičkih sklopki, Strujno opterečenje učinskih poluvodičkih komponenta, Prijenos topline kod učinskih poluvodičkih komponenta
  2. Diodni ispravljači s različitim trošilima (R. RL. RLE. C), Komutacija kod jednofaznog diodnog ispravljača, Rad trofaznog ispravljača sa srednjom točkom, Rad trofaznog punovalnog ispravljača, Višepulsni diodni ispravljači
  3. Rad punovalnog fazno upravljivog ispravljača pri različitim trošilima (R. RL. RLE. C), Izlazna i upravljačka karakteristika jednofaznog punovalnog fazno upravljivog ispravljača, Trofazni fazno upravljivi ispravljač u spoju sa srednjom točkom, Rad trofaznog punovalnog fazno upravljivog ispravljača, Primjeri primjene fazno upravljivih ispravljača
  4. Načelo upravljanja istosmjernim pretvaračem (modulacije širine impulsa), Rad silaznog pretvarača, Rad uzlaznog pretvarača, Rad uzlazno-silaznog pretvarača, Utjecaj stvarnih komponenata na rad pretvarača, Ograničenja sklopne frekvencije kod istosmjernih pretvarača, Dvokvadrantni i četverokvadrantni istosmjerni pretvarači, Primjeri istosmjernih pretvarača bez galvanskog odvajanja
  5. Rad izravnog istosmjernog pretvarača s galvanskim odvajanjem, Transformatorske jednadžbe istosmjernog pretvarača s galvanskim odvajanjem, Pretvarač u jednofaznom mosnom spoju, Transformatorske jednadžbe pretvarača u jednofaznom mosnom spoju, Rad neizravnog istosmjernog pretvarača s galvanskim odvajanjem, Transformatorske jednadžbe neizravnog istosmjernog pretvarača s galvanskim odvajanjem, Primjeri istosmjernih pretvarača s galvanskim odvajanjem
  6. Zajednička svojstva rezonantnih pretvarača, Osnovne topologije i načela rezonantnih istosmjernih pretvarača, Primjeri primjene rezonantnih istosmjernih pretvarača, Pretvarači s mekim sklapanjem
  7. Paralelni i serijski rezonantni pretvarači, Strujno i naponsko opterećenje sklopki u rezonantnim pretvaračima, Upravljanje izlaznim naponom rezonantnog pretvarača, Osnovne topologije i načela rezonantnih izmjenjivača, Primjeri primjene rezonantnih izmjenjivača
  8. Međuispit
  9. Izmjenjivači s naponskim i strujnim ulazom, Izmjenjivači u polumosnom i mosnom spoju, Rad izmjenjivača s naponskim ulazom pri različitim trošilima (RL. aktivno trošilo), Osnove upravljanja snagom izmjenjivača, Tehnike smanjenja i  uklanjanja harmonika, Modulacija širine impulsa utemeljena na nosiocu, Osnovni harmonik napona pri modulaciji širine impulsa
  10. Rad trofaznog izmjenjivača, Modulacija metodom 6 koraka, Trofazni izmjenjivač s modulacijom širine impulsa utemeljenom na nosiocu, Premodulacija, Nesinusoidalna modulacija širine impulsa (utiskivanje harmonika), Vektorska modulacija, Izmjenjivači s transformatorom, Mrežni izmjenjivači
  11. Rad izmjeničnih pretvarača pri različitim trošilima (R. RL), Trofazni neizravni izmjenični pretvarač za napajanje izmjeničnih motora, Osnove ciklopretvarača, Osnove matričnih pretvarača, Topologija neizravnoh izmjeničnog pretvarača
  12. Načela i osnovne topologije ispravljača s aktivnim ulazom, Osnove upravljanja ispravljača s aktivnim ulazom, Strujno i naponsko upravljanje ispravljačem s aktivnim ulazom, Teretom upravljani ispravljač s aktivnim ulazom
  13. Ispravljači s aktivnim ulazom kao aktivni učinski filtri, Ispravljači s aktivnim ulazom za visokonaponske primjene, Primjeri primjene ispravljača s aktivnim ulazom u energetskim sustavima i elektromotornim pogonima
  14. Osnovna struktura. statička i dinamička svojstva učinske poluvodičke diode, Osnovna struktura. UI karakteristika učinskog tiristora, Osnovna struktura. statička i dinamička svojstva učinskog MOSFET-a, Osnovna struktura. statička i dinamička svojstva učinskog IGBT-a, Zaštita učinskih poluvodičkih ventila
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Audiotehnologije i elektroakustika (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Automatika i robotika (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Elektroenergetika (profil)
Izborni predmeti profila (2. semestar)
Elektroničko i računalno inženjerstvo (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Elektronika (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Elektrostrojarstvo i automatizacija (profil)
(2. semestar)
Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Komunikacijske i svemirske tehnologije (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Računalno inženjerstvo (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Računalno modeliranje u inženjerstvu (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Računarska znanost (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Znanost o mrežama (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Znanost o podacima (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)

Literatura

J. Kassakian, M. Schlecht, G. Verghese (2000.), Osnove učinske elektronike I. dio (prijevod)učinske, Graphis
Daniel W. Hart (1997.), Introduction to Power Electronics, Prentice Hall
V. Šunde, Z. Benčić, Ž. Jakopović (2021.), Osnove učinske elektronike - Simulacijsko modeliranje, Graphis
N. Mohan, T. Undeland, W. Robins (2003.), Power Electronics: Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons
Muhammad H. Rashid (2018.), Power Electronics: Devices, Circuits And Applications, Pearson India

Za studente

Izvedba

ID 222492
  Ljetni semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
26 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

87 izvrstan
75 vrlo dobar
62 dobar
50 dovoljan