EJ2301 Effektelektronik 6,0 hp

Föreläsningar 28 tim
Övningar 20 tim
Webuppgift 10 tim
Seminarium 10 tim
Laborationer 2x4 tim
Projekt 15 tim

Elektriciteten spelar idag en central när det gäller att förse till exempel datorer, elektronik, industriella processer och tåg med energi. De har gemensamt att den elektriska energin måste både omvandlas och kontrolleras noggrannt. Denna kurs ger en djup förståelse av elektriska effektomvandlares funktion, uppbyggnad samt hur de kontrolleras. Kursen behandlar även grunderna för moderna effekthalvledare.

Efter godkänd kurs ska studenten kunna

• beskriva funktionen hos likspänningsomvandlare, nätkommuterade omvandlare, självkommuterade växelriktare och switchade nätaggregat med hjälp av grundläggande ekvationer för induktanser och kapacitanser
• beräkna medelvärden, effektivvärden, rippel och grundton av spänningar och strömmar
• beräkna ögonblicksvärden, medelvärden, aktiv, reaktiv, och rippel-effekt av ovan nämnda effektomvandlare
• beskriva olika driftmoder för ovan nämnda effektomvandlare och bestämma huruvida omvandlaren arbetar i kontinuerlig eller diskontinuerlig drift, om tillämpligt
• schematiskt beskriva reglering av effektomvandlare
• beskriva funktionen hos effektelektroniska halvledarkomponenter samt hur de styrs respektive skyddas
• beskriva funktionen hos en likströmsmotor
• dimensionera en nedtransformerande likspänningsomvandlare både elektriskt och termiskt, så att givna specifikationer uppfylls
• tillämpa state-space averaging för att styra en nedtransformerande likspänningsomvandlare

i syfte att

• lära sig verktyg för att beskriva och analysera kretsar och styrmetoder för effektelektroniska omvandlare
• kunna beskriva och tillämpa effektelektroniska halvledarkomponenter samt deras styrning och skyddskretsar.

För att få högre betyg ska studenten dessutom kunna

• analysera funktionen hos likspänningsomvandlare, nätkommuterade omvandlare, självkommuterade växelriktare och switchade nätaggregat för att bestämma gränsvärden för diskontinuerlig drift, utvärdera flerkvadrantsdrift och bestämma värden för kretselement så att givna specifikationer för stationär och transient drift uppfylls
• analysera komplexa vågformer för omvandlarstorheter med hjälp av Fourieranalys, så att övertoner och deras inverkan på funktionen kan utvärderas
• analysera transient drift av likspänningsomvandlare, nätkommuterade omvandlare, självkommuterade växelriktare, switchade nätaggregat och likströmsmotorer med hjälp av linjära ordinära differentialekvationer
• beräkna magnetomotoriska krafter, flödestätheter, magnetiska flöden, induktanser och lindningsvarv hos magnetiska kretsar som utsätts för storheter från effektomvandlare.

Kunskaper i elkraftteknik, 6 hp, motsvarande slutförd kurs EJ1200 Eleffektsystem.

EJ1200 Eleffektsystem eller motsvarande.

Mohan/Undeland/Robbins: Power Electronics: Converters, Applications, and Design, John Wiley & Sons

När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.

• LAB1 - Laboration, 0,5 hp, betygsskala: P, F
• PRO1 - Projekt, 1,0 hp, betygsskala: P, F
• SEM1 - Kamraträttning, 0,5 hp, betygsskala: P, F
• TEN1 - Skriftlig tentamen, 3,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
• XUP1 - Webb-baserad modul, 0,5 hp, betygsskala: P, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Slutbetyg baseras på den skriftliga tentamen men bonuspoäng kan erhållas från LAB1, PRO1, SEM1 samt från övningarna.

Hans-Peter Nee

• Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
• Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
• Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

EJ2120 Elektrisk energiomvandling, projektkurs

EJ2222 Design of Electrical Machines

EJ2230 Control in Electrical Energy Conversion

EJ2311 Modulation of Power Electronic Converters

EJ2420 Seminars in Electrical Machines and Power Electronics

EJ2440 Electric Transportation

I denna kurs tillämpas EECS hederskodex, se:
http://www.kth.se/eecs/utbildning/hederskodex.