Detail předmětu
Výkonová elektronika
FEKT-MPC-AVE Ak. rok: 2025/2026 Zimní semestr
Obsah výukových bloků (přednášky a jim odpovídající cvičení):
- Veličiny v elektromagnetismu (magnetický tok, magnetická indukce, spřažený magnetický tok, magnetické napětí magnetický odpor a magnetická vodivost, permeabilita, intenzita magnetického pole, indukčnost), jejich vzájemné matematické vztahy a fyzikální význam. Zákony platné v elektromagnetismu (Hopkinsonův, Ampérův, Faradayův indukčnízákon).
- Porozumění vztahům elektrických a magnetických veličin ideální/reálné cívky, praktické důsledky platnosti Faradayova indukčního zákona, proudové a napěťové napájení cívky – důležité souvislosti.
- Detailní rozbor napěťového transformátoru.
- Návrh tlumivky na feromagnetickém jádře se vzduchovou mezerou.
- Vztah energie a okamžitého výkonu, definice středního tj. činného výkonu, vztah mechanického výkonu, momentu a otáček, vztah elektrického výkonu, napětí a proudu.
- Činný výkon odebíraný ze zdroje konstantního napětí časově proměnným proudem, ze zdroje konstantního proudu s časově proměnným napětím, ztrátového výkonu na diodě vedením časově proměnného proudu, ztráty vedení na tranzistoru MOSFET a IGBT.
- Statické a dynamické vlastnosti a použití výkonových spínacích tranzistorů MOSFET a IGBT, statické a dynamické vlastnosti výkonových diod, objasnění nutnosti použití ultrarychlých diod v tranzistorových měničích.
- Analýza zapínacího a vypínacího děje výkonového tranzistoru.
- DC/DC snižující měnič pracující v 1. kvadrantu, popis, vysvětlení principu a souvislostí, matematická analýza, zvlnění proudu, proudové a tepelné namáhání výstupního kondenzátoru, zvlnění výstupního napětí, problematika spínacího kmitočtu, PWM, ztrát a dalších souvislostí.
- DC/DC měnič pracující v 1. a 2. kvadrantu, vysvětlení zvyšujícího principu, motorický a generátorický chod stroje (elektromotoru), rekuperační brždění.
- Jednofázové a trojfázové střídače, řídicí algoritmy, sinusová PWM a algoritmy jejího vytváření.
- Princip zpětnovazební regulace, popis soustavy pomocí přenosových funkcí, Bodeho kritérium stability.
- Vysvětlení účelu, vlastností a porozumění chování (podloženo matematicky) regulátoru typu P, I a PI.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Předmět je ukončen zkouškou po předchozím udělení zápočtu. Zkouška z předmětu je ústní – max. 70 bodů.
Hodnocení numerických a laboratorních cvičení – max. 30 bodů.
Učební cíle
Cílem předmětu je pochopení základních fyzikálních principů a matematicky popsaných souvislostí potřebných v technice pulzních měničů (včetně elektromagnetismu). Dále porozumění činnosti základních typů DC/DC a DC/AC resp. AC/DC měničů. Součástí je i porozumění souvislostem týkajícím se zpětnovazební regulace.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-AAE-P: Pokročilé automobilové inženýrství, magisterský navazující, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Osnova
Cvičení odborného základu
12 hod., povinná
Osnova
Laboratorní cvičení
8 hod., povinná
Osnova
Praktické cvičení
6 hod., nepovinná
Osnova