Tillämpad effektelektronik

Mål

Efter genomgången kurs ska studenten kunna: DEL 1:

• Göra beräkningar på symmetriska och enkla osymmetriska trefassystem och göra enkla beräkningar med hjälp av symmetriska komponenter
• Beskriva och göra beräkningar på effektelektroniska komponenter och kylning av sådana
• Beskriva och göra beräkningar på vanliga elektriska maskiner och strömriktare
• Beskriva och göra beräkningar på strömförsörjningsaggregat
• Beräkna storheter som beskriver elkvalitet
• Beskriva och redogöra för de problem som kan uppstå med störningar, EMC och nätåterverkan i system med effekthalvledare
• Beskriva och göra dimensionerande beräkningar på strömriktarmatade AC- och DC-motordrifter
• Beskriva och genomföra enklare beräkningar på system för effektöverföring med högspänd likström (CSC-HVDC)
• Använda mättekniska metoder i system med effekthalvledare
• Ha kännedom om sätt att simulera effektelektroniska system med för ändamålet avsedd programvara

DEL 2:

• Tillgodogöra sig utvalda fördjupningsämnen inom området för tillämpad effektelektronik på egen hand

Innehåll

DEL 1: Trefassystem. Elektriska maskiner; Likströmsmaskinen, asynkronmaskinen, synkronmaskinen, Enfas- och trefastransformatorn. Effekthalvledare och deras halvledarfysik. Klassificering av strömriktare. Strömriktare för en- och trefas. Strömriktare med induktiva laster. Behov av reaktiv effekt. Effektsamband. Fyrkvadrantdrift av motorer. Kommersiella omriktare och deras industriella användning. DC-choppers och likspänningsomriktare. Växelriktare för DC/AC-omvandling. Flerstegsinvertrar. Resonanta omvandlare. Strömförsörjningsaggregat och system för avbrottsfri kraft. Dynamisk beskrivning av switchade strömförsörjningsaggregat. Termiska beräkningar. Termisk resistans och termisk impedans. Simulering av effektelektroniska system. DEL 2: Teoretisk fördjupning inom tillämpad effektelektronik. Innefattar exempelvis:

Space Vectors och tillämpningar på VSC. Transformation mellan stationära och synkrona koordinatsystemen. Strömriktarmatade DC-motordrifter. Modellering av AC-maskiner; inverse gamma- modellen för IM, dynamisk modell för PMSM och synkron reluktans SM. Vektorreglering. Sensorless Control. Direct Torque Control. Kommersiella frekvensomriktare. Anslutning av förnybara energikällor via effektelektroniska system till elnätet. Gränssnitt mellan förnyelsebara energikällor och elnätet. Överföring av elenergi med högspänd likström; HVDC-Classic, VSC-HVDC, FACTS och SVC-utrustningar. Skyddskretsar. Snubbers. Drivkretsar.