- Nazwa przedmiotu:
- Energoelektronika
- Koordynator przedmiotu:
- Dr inż. Marek Michalczuk
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Inżynieria Pojazdów Elektrycznych i Hybrydowych
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- 1150-PE000-ISP-0219
- Semestr nominalny:
- 4 / rok ak. 2022/2023
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin kontaktowych/ - 54 godz.
a) wykład - 30 godz.;
b) laboratorium- 15godz.;
c) konsultacje - 3 godz.;
d) egzamin - 6 godz.;
2) Praca własna studenta 30 godz.
Analiza modeli komputerowych 10 godz.;
Studia literaturowe 5 godz.;
Przygotowanie do kolokwiów i egzaminu 15 godz.;
3) RAZEM – 89 godz.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 2 punktów ECTS – liczba godzin kontaktowych - 54 w tym:
a) wykład -30 godz.;
b) ćwiczenia;
c) laboratorium- 15 godz.;
d) projekt;
e) konsultacje - 3 godz.;
f) egzamin - 6 godz.;
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 1 punkt ECTS
15 godz. Udział w zajęciach laboratoryjnych;
10 godz. - Analiza modeli komputerowych udostępnionych przez prowadzącego zajęcia.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium15h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Znajomość podstaw elektrotechniki, teorii sterowania i maszyn elektrycznych.
- Limit liczby studentów:
- zgodnie z zarządzeniem Rektora PW
- Cel przedmiotu:
- Celem przedmiotu jest zdobycie przez studentów wiedzy na temat budowy i właściwości oraz wykorzystania przekształtników energoelektronicznych, a także zdobycie umiejętności w zakresie projektowania podstawowych struktur obwodów energoelektronicznych
- Treści kształcenia:
- WYKŁAD:
1. Wprowadzenie
- Łączniki i przekształtniki w układach przekształcania energii elektrycznej
- Obszary zastosowań przekształtników i perspektywy rozwoju
2. Budowa i właściwości przyrządów półprzewodnikowych
- Diody mocy
- Tyrystory SCR
- Tyrystory IGCT
- Tranzystory IGBT
- Tranzystory MOSFET
- Diody i tranzystory SiC
3. Przekształtniki beztransformatorowe DC/DC
- Przekształtnik obniżający napięcie
- Przekształtnik podwyższający napięcie
- Przekształtnik podwyższający-obniżający napięcie
- Przekształtniki dwukierunkowe
4. Przekształtniki DC/DC z transformatorem HF
- Topologie dla jedno- i dwukierunkowego przekazywania energii
5. Przekształtniki z obwodem pośredniczącym napięcia stałego
- Topologie prostowników i falowników jedno i wielofazowych
- Metody modulacji
6. Układ napędowy z silnikiem prądu stałego
- Topologie układów napędowych z silnikiem DC z magnesami trwałymi
- Struktura regulacji prędkości obrotowej silnika DC
6. Falowniki z obwodem pośredniczącym napięcia stałego
- Topologie falowników jedno i wielofazowych
- Kształtowanie prądu wyjściowego
- Kształtowanie napięcia sinusoidalnego
- Struktury regulacji i przykładowe aplikacje
7. Układ napędowy z silnikiem prądu przemiennego
- Topologie układów napędowych z silnikiem trójfazowym AC
- Sterowanie skalarne dla silnika klatkowego
8. Prostowniki PWM z obwodem pośredniczącym napięcia stałego
- Topologie prostowników jedno i wielofazowych
- Kształtowanie prądu wejściowego
LABORATORIUM
1. Przekształtnik obniżający napięcie.
2. Przekształtnik podwyższający napięcie.
3. Przekształtnik dwukierunkowy
4. Metody modulacji.
5. Układ regulacji prędkości obrotowej silnika DC
6. Falownik z obwodem pośredniczącym napięcia stałego
7. Prostownik PWM z obwodem pośredniczącym napięcia stałego.
- Metody oceny:
- Egzamin, Kolokwia sprawdzające w trakcie semestru, Ocena realizacji ćwiczeń laboratoryjnych
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- 1. Holmes, D. Grahame, and Thomas A. Lipo, Pulse width modulation for power converters: principles and practice. Vol. 18. John Wiley & Sons, 2003.
2. Marian P. Kazmierkowski, Ramu Krishnan, and Frede Blaabjerg, Control in power electronics: selected problems. Eds. Academic press, 2002.
3. Leonhard, Werner, Control of electrical drives. Springer Science & Business Media, 2001.
4. Mohan, Ned. Power electronics: a first course. Wiley, 2012.
5. Mohan, Ned. Electric drives: an integrative approach. Mnpere, 2003.
6. Kaźmierkowski Marian P., Matysik T. Jerzy, Wprowadzenie do elektroniki i energoelektroniki, OWPW, 2005
7. Roman Barlik , Mieczysław Nowak, Poradnik inżyniera energoelektronika, WNT, 2013
- Witryna www przedmiotu:
- pwre.isep.pw.edu.pl
- Uwagi:
- brak
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0219_W02
- Posiada wiedzę dotyczącą zasad przekształcania energii elektrycznej z wykorzystaniem łączników energoelektronicznych.
Weryfikacja: Weryfikacja na egzaminie i kolokwiach w formie odpowiedzi pisemnej
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0219_W03
- Posiada znajomość funkcjonowania podstawowych przekształtników energoelektronicznych, których działanie oparte jest o prawa komutacji i zasady przekazywania energii w obwodach z elementami pojemnościowymi i indukcyjnymi.
Weryfikacja: Weryfikacja na egzaminie i kolokwiach w formie odpowiedzi pisemnej
Student wykonuje samodzielnie zadania na zajęciach laboratoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W02, K_W15, K_W17
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0219_W04
- Ma wiedzę o rodzajach łączników energoelektronicznych, topologiach przekształtników DC/DC, AC/DC, DC/AC.
Weryfikacja: Weryfikacja na egzaminie i kolokwiach w formie odpowiedzi pisemnej
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W19
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0219_W05
- Dysponuje wiedzą i słownictwem z zakresu energoelektroniki i teorii sterowania pozwalającym na samodzielne uzupełnianie wykształcenia.
Weryfikacja: Weryfikacja na egzaminie i kolokwiach w formie odpowiedzi pisemnej
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W19
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0219_W1
- Student ma wiedzę niezbędną do opisu i analizy działania obwodów elektrycznych, elementów elektronicznych i podstawowych zjawisk w nich zachodzących.
Weryfikacja: Weryfikacja na egzaminie i kolokwiach w formie odpowiedzi pisemnej w tym odpowiedzi na zadania obliczeniowe
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W01, K_W15
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0219_U02
- Potrafi zaprojektować prosty układ przekształtnikowy DC/DC, AC/DC i DC/AC (składający się łączników energoelektronicznych i elementów pasywnych LC) i zbudować model symulacyjny.
Weryfikacja: Weryfikacja na egzaminie i kolokwiach w formie odpowiedzi pisemnej. Student wykonuje samodzielnie zadania na zajęciach laboratoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U07, K_U08, K_U10, K_U12
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0219_U03
- Potrafi wybrać właściwą topologię przekształtnika energoelektronicznego dla określonego zastosowania.
Weryfikacja: Weryfikacja na egzaminie i kolokwiach w formie odpowiedzi pisemnej
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U15, K_U16
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0219_U1
- Dysponuje słownictwem z zakresu energoelektroniki i teorii sterowania pozwalającym na samodzielne uzupełnianie wykształcenia.
Weryfikacja: Weryfikacja na egzaminie i kolokwiach w formie odpowiedzi pisemnej
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U06
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0219_K1
Weryfikacja:
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: