Detail předmětu
Výkonová a řídící elektronika
FSI-RVE Ak. rok: 2021/2022 Letní semestr
Tepelné jevy, chlazení polovodičů. Činný výkon mech., el. Usměrňovače (měniče stř/ss). Střídavé měniče napětí (měniče stř/stř). Stejnosměrné pulsní měniče (měniče ss/ss). Střídače (měniče ss/stř). Řízení ss. pulsních měničů a střídačů: Pulsní šířková modulace PWM. Výkonové spínací součástky. Snímače elektrických veličin. Způsob řízení (stř/ss, stř/stř, ss/stř). Řídicí obvody měničů (stř/ss, stř/stř, ss/stř).
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Schopnost samostatně řešit základní jednoduché analogové a digitální obvody a základní typy výkonových měničů.
Základní systémová orientace v problematice elektrických pohonů z uživatelského hlediska.
Prerekvizity
Základní znalosti z teoretické elektrotechniky. Znalosti matematiky na úrovni 1. ročníku technické univerzity.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení
15 bodů za písemný test v 7. týdnu semestru.
15 bodů za písemný test v 13. týdnu semestru
Udělení zápočtu je podmíněno dosažením minimálně 15-ti bodů z výše uvedených 30-ti dosažitelných bodů.
70 bodů u závěrečné zkoušky. (7 příkladů po 10-ti bodech.)
100 bodů celkem.
Učební cíle
Seznámit studenty se základními principy výkonové a řídicí elektroniky. Zvládnutí základních teoretických i praktických dovedností pro samostatný návrh výkonových měničů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast na cvičeních je povinná.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-MET-P: Mechatronika, magisterský navazující, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Tepelné jevy, chlazení polovodičů.
2. Činný výkon a jednorázové přetěžování výkonové součástky.
3. Řízené usměrňovače (měniče stř/ss).
4. Neřízené diodové usměrňovače – stejnosměrné síťové napaječe (měniče stř/ss).
5. Střídavé měniče napětí (měniče stř/stř).
6. Stejnosměrné pulsní měniče (měniče ss/ss)
7. Střídače (měniče ss/stř).
8. Pulsní šířková modulace PWM.
9. Výkonové spínací součástky: dioda, tyristor, triak, bipol. tranzistor, MOS- FET, IGBT, GTO.
10. Budiče výkonových spínacích součástek. Galvanické oddělení řídicího signálu a napájecího napětí. Koncový stupeň budiče. Elektronické ochrany.
11. Řízení ss. pulsních měničů, střídačů a usměrňovačů.
12. Řídicí obvody ss. pulsních měničů, střídačů a usměrňovačů.
13. Snímače elektrických veličin a zpracování výstupních signálů.
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Výpočet střední hodnoty, efektivní hodnoty a spektra typických signálů.
2. Tepelné jevy ve výkonové elektronice.
3. Činný výkon. Jeho výpočet a měření v typických případech.
4. Dimenzování výkonových součástek v jednotlivých typech měničů – 1. část.
5. Dimenzování výkonových součástek v jednotlivých typech měničů – 2. část.
6. Indukčnost v obvodech výkonové elektroniky.
7. Dimenzování usměrňovačů.
8. Dimenzování střídavých měničů napětí.
9. Pulsní šířková modulace PWM.
10. Podrobná analýza ss. pulsního měniče pracujícího v 1. kvadrantu – 1. část.
11. Podrobná analýza ss. pulsního měniče pracujícího v 1. kvadrantu – 2. část.
12. Dimenzování trojfázového střídače s asynchronním motorem.
13. Návrh budicího obvodu.