Osnove projektiranja energetskih pretvarača

Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2023./2024.

Nositelji

Prof. dr. sc.
Željko Jakopović
Izv. prof. dr. sc.
Marinko Kovačić
Prof. dr. sc.
Viktor Šunde

Opis predmeta

Sadržaj predmeta obuhvaća metode koje se koriste prilikom projektiranja energetskih pretvarača. Univerzalna komutacijska ćelija koristi se kao podloga za objašnjavanje postupaka projektiranja. Osim postupaka izračuna gubitaka poluvodičkih ventila te izračuna nadomjesne temperature silicija poluvodičkih ventila, predmet obuhvaća i osnove projektiranja energetskih filtara okidnih sklopova, zaštitnih funkcija, koordinacijeizolacije te elektromagnetske kompatibilnosti.

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
[FER3-HR] Audiotehnologije i elektroakustika - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Elektroničko i računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Elektrostrojarstvo i automatizacija - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
Izborni predmeti profila (2. semestar)
[FER3-HR] Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Komunikacijske i svemirske tehnologije - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Računalno modeliranje u inženjerstvu - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Računarska znanost - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Znanost o mrežama - profil
Izborni predmeti (2. semestar)
[FER3-HR] Znanost o podacima - profil
Izborni predmeti (2. semestar)

Ishodi učenja

  1. Odabrati optimalnu topologiju pretvarača s obzirom na vrstu pretvorbe
  2. Razlikovati različite vrste sklapanja poluvodičkih ventila
  3. Izračunati gubitke u poluvodičkim ventilima na temelju modela, te karakteristika iz kataloških podataka ili mjerenja
  4. Primijeniti metodu dvostrukog impulsa za mjerenje gubitaka sklapanja poluvodičkih ventila
  5. Koristiti osnovne postupke projektiranja rashladnog sustava
  6. Primijeniti osnovne postupke projektiranja energetskih filtara
  7. Predvidjeti moguće probleme s elektromagnetskom kompatibilnošću energetskog pretvarača te se upoznati s osnovnim mjerama smanjenja utjecaja smetnji
  8. Koristiti međunarodne standarde pri projektiranju i ispitivanju energetskih pretvarača

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja su interaktivna uz primjenu suvremenih metoda i pomagala.

Seminari i radionice

Seminarski rad studenata predviđa samostalan rad na temama koje su obrađene na predavanjima i laboratorijskim vježbama.

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 % 50 % 50 % 50 %
Seminar/Projekt 50 % 20 % 0 % 0 %
Međuispit: Pismeni 50 % 10 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 50 % 10 %
Završni ispit: Usmeni 10 %
Ispit: Pismeni 0 % 30 %
Ispit: Usmeni 20 %

Tjedni plan nastave

  1. Vrste elektroničkih energetskih pretvorbi. Izbor topologije energetskog pretvarača s obzirom na tip energetske pretvorbe.
  2. Univerzalna komutacijska ćelija kao temelja jedinica za projektiranje energetskih pretvarača. Osnovni strujno-naponski odnosi u univerzalnoj komutacijskoj ćeliji.
  3. Naponsko i strujno naprezanje aktivnih komponenata univerzalne komutacijske ćelije. Utjecaj parazitnih induktiviteta i kapaciteta.
  4. Gbitaci sklapanja i vođenja u energetskim poluvodičkim komponentama
  5. Metode modeliranja gubitaka u energetskim poluvodičkim komponentama. Korištenje kataloških podataka za potrebe proračuna gubitaka.
  6. Model toplinskog sustava poluvodičkih energetskih komponenata i dimenzioniranje rashladnog tijela. Korištenje kataloških podataka u toplinskom proračunu.
  7. Metode za mjerenje gubitaka sklapanja i vođenja u energetskim poluvodičkim komponentama. Eksperimentalne metode za identifikacije parametara toplinskog modela
  8. Međuispit
  9. Koordinacija izolacije u energetskim pretvaračima. Međunarodni standardi za koordinaciju izolacije za različite primjene pretvarača.
  10. Projektiranje energetskog stupnja pretvarača, nisko-induktivnih sabirnica i pravila smještaja komponenata.
  11. Određivanje zahtjeva za projektiranje MOSFET/IGBT pobudnih stupnjeva. Specifičnosti u projektiranju tiskanih pločica pobudnih stupnjeva.
  12. Implementacije zaštita energetskih poluvodičkih komponenata. Vrste prekostrujnih i prenaponskih zaštita. Millerova preklopka.
  13. Energetski filtri i osnove projektiranja.
  14. Elektromagnetska kompatibilnost. Potiskivanje struje zajedničkog moda. R, RC, RCD snubber krugovi.
  15. Završni ispit

Literatura

Ned Mohan (2002.), Power Electronics: Converters, Applications, and Design, John Wiley & Sons
Andreas Volke (2107.), IGBT Modules. Technologies, Driver and Application, Infineon
Steve Roberts (2016.), DC/DC Book of knowledge, RECOM

Za studente

Izvedba

ID 222593
  Ljetni semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
13 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja

Ocjenjivanje

87 izvrstan
75 vrlo dobar
62 dobar
50 dovoljan

Sličan predmet