34620 Grundlæggende effektelektronik i energisystemer

2024/2025

Der indgår et antal øvelser/opgaver i kurset, som er fordelt over hele semesteret. Ca. halvdelen af kurset (teori-delen) er klargjort til Digital Twin University: Al teori kan tages online.
Både diplom- og civilingeniørsstuderende er velkomne.
Dette kurs er "anderledes" end kurser med tavleundervisning!
Kursets bedømmelse er en del af fortsættelsen af et pilot-projekt, hvor ansvaret for læring erstatter krav til præstationer.
Kursusinformation
Basic power electronics in energy systems
Engelsk
5
Bachelor
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (BSc), Bæredygtigt Energidesign
Retningsspecifikt kursus (MSc), Electrical Engineering
Retningsspecifikt kursus (MSc), Sustainable Energy
Retningsspecifikt kursus (MSc), Sustainable Energy Technologies
Teknologisk specialisering (MSc), Electrical Engineering
Teknologiske linjefag, Bæredygtigt Energidesign
Tilvalgskursus (B Eng), Elektroteknologi
F1B (tors 13-17)
Det er muligt, at obligatoriske øvelser ligger udenfor skemaplacering.
Desuden er der en del selvorganiseret gruppearbejde.
Campus Lyngby
online muligt (især den første halvdel af kurset)
Al motivation og initiativ skal komme fra den enkelte studerende! Hver studerende er ansvarlig for sin egen læring. Læring fremmes ved samskabelse med gruppen og klassen.
Undervisningsmaterialet består af: Video and quizzes, chat-baseret kommunikation, kunstig intelligens, peer-reviewing, opgaveregning og laboratoriearbejde, øvelser
13-uger
Bedømmelse af opgave(r)/rapport(er)
Den endelige bedømmelse er baseret på selv-refleksion af den studerende - med hjælp af kunstig intelligens, og menneskelige inputs fra medstuderende/hjælpelærer/undervisere. Vægtning af de forskellige eksamensdele er individuelt til fordel for den studerende. Der er ingen eksamen.
Alle hjælpemidler - med adgang til internettet :

Alt! Og der opfordres til at bruge medstuderende, og online såvel som offline ressourcer på kreative moder.

bestået/ikke bestået , intern bedømmelse
31351 og 31039
31350/31039/31351/62756
Elektriske komponenter og Ohms lov & Kirchhoffs regler, såsom: Elektriske kredsløb 1 & 2 eller Elektroteknik & Analog elektronik eller Indledende elektronik & kredsløbsteori 2 eller tilsvarende Desuden anbefalet: grundlæggende forståelse af Maxwells ligninger, såsom: Elektromagnetisme eller Elektrofysik og Materialer Signaler og systemer, såsom: Lineare systemer og signaler. (Hvis du er i tvivl, så skriv til den kursusansvarlige!)
Minimum 10
Arnold Knott , Tlf. (+45) 4525 3490 , knott@dtu.dk
34 Institut for Elektroteknologi og Fotonik
http://www.elektro.dtu.dk/31351
I studieplanlæggeren
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Et EuroTeQ kursus
Overordnede kursusmål
Det overordnede formål for kurset er at give den studerende en grundlæggende forståelse for strømforsyninger (uisolerede og isolerede) i jævnspændings- og vekselspændingsomformere samt en-fase og tre-fase kredsløb. Desuden indeholder kurset et grundlæggende kendskab til anvendelsen af switch mode effektelektronik i simple, regulerede systemer f.x. i motorstyringer, vedvarende energisystemer og forstærkere.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • beskrive og beregne begreberne effektivværdi, middelværdi og power faktor
  • klassificere omformer typer og pulsebrede modulation
  • forklare afgørende egenskaber af passive og aktive komponenter i forhold til effekt omformere
  • bestemme tidsforløbet af spændinger og strømme for de grundlæggende converter topologier (buck, boost og buck-boost) og afledte heraf
  • udlede overføringsfunktionen for såvel de grundlæggende topologier samt afledte heraf
  • bestemme grundlæggende parametre i effektelektronikkredsløb ud fra simuleringer
  • design transformatorer i galvanisk adskilte topologier (f.x. forward og flyback, push-pull, half-bridge, full-bridge)
  • bestemme grundlæggende parametre i switch mode kredsløb ud fra målinger på disse
  • beregne signaler og effekttab i switch-mode effektkredsløb
  • specificere effekt omformere og deres komponenter under brug af engelsk fagsprog under realistiske arbejdsbetingelser for ingeniører
  • klarlægge virkemåden af en-fasede og tre-fasede pulsebrede modulerede vekselretter og pulsebrede modulerede ensretter
  • forklare afgørende egenskaber af V/Hz styring af tre-faset AC maskiner og frekvensomformere
Kursusindhold
Overblik over effektelektronik
Passive komponenter: kondensatorer og spoler
Signaler: effektivværdi og middelværdi
Aktive komponenter: dioder og MOSFETs som switch
Ensretterkredsløb
Uisolerede omformer: buck, boost og buck-boost regulatorer
Egenskaber, tilstande og supplerende kredsløb til omformer
Isolerede omformer: enfasede transformatorer, forward og flyback omformere
Single- og tre-phase PWM inverter og rectifiers
Modulation strategier (PWM)
Tre-phase V/Hz control of AC machines
Single-/​multiple-quadrant operation
Switch-mode motorforsyninger og audio forstærker.
Simple reguleringssystemer med motorer.
Litteraturhenvisninger
Mohan, Ned. Power electronics: a first course. Wiley
Literatur er på engelsk
Bemærkninger
Der indgår et antal øvelser/opgaver i kurset, som er fordelt over hele semesteret.
E-learning: kurset er klart til digital twin university & education 4.0: teori-delen kan i høj grad være "self-paced" learning (baseret på videoer og quizzes med hjælp igennem chat). Den praktiske del kan organiseres som camp (dog kun enten som camp eller i skema - ikke begge dele).
Kursets opsætning afspejler i høj grad betingelserne på en ingeniørsarbejdsplads.
Sidst opdateret
12. november, 2024