Akademický rok 2021/2022 |
Garant: | doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D. | |||
Garantující pracoviště: | ÚMTMB | |||
Jazyk výuky: | čeština | |||
Cíle předmětu: | ||||
Seznámit studenty se základními principy výkonové a řídicí elektroniky. Zvládnutí základních teoretických i praktických dovedností pro samostatný návrh výkonových měničů. | ||||
Výstupy studia a kompetence: | ||||
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. | ||||
Obsah předmětu (anotace): | ||||
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). | ||||
Metody vyučování: | ||||
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. |
||||
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
Účast na cvičeních je povinná. | ||||
Typ (způsob) výuky: | ||||
Přednáška | 13 × 2 hod. | nepovinná | ||
Cvičení s počítačovou podporou | 13 × 2 hod. | povinná | ||
Osnova: | ||||
Přednáška | 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 | 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. |
|||
Literatura - základní: | ||||
1. Patočka M.: Vybrané statě z výkonové elektroniky, sv.I. | ||||
2. Patočka M.: Vybrané statě z výkonové elektroniky, sv.II. | ||||
3. Patočka M. Vorel P.: Řídicí elektronika - pasivní obvody. | ||||
4. Patočka M. Vorel P.: Řídicí elektronika - aktivní obvody. | ||||
5. Patočka M., Burian F.: Sbírka řešených příkladů z řídicí elektroniky. | ||||
6. Sheng W. W., Colino R. P.: Power electronic modules. CRC PRESS, N. Y., 2005, ISBN 0-8493-2260-X. | ||||
7. Kiehne H. A.: Battery technology handbook. Marcel Dekker, Inc., N. Y., 2003, second edition, ISBN 0-8247-4249-4. | ||||
8. Ang S., Oliva A.: Power-Switching Converters. Taylor Francis, London, 2005, ISBN 0-8247-2245-0. | ||||
9. Shepherd W., Zhang L.: Power converter circuits. Marcel Dekker, Inc., N. Y., 2004, ISBN 0-8247-5054-3. | ||||
10. Luo F. L., Hong Y.: Advanced DC/DC converter. CRC PRESS, N. Y., 2004, ISBN 0-8493-1956-0. | ||||
Literatura - doporučená: | ||||
1. Kule L. a kolektiv: Technika elektrických pohonů. | ||||
2. Kraysa K.: Výkonová elektronika | ||||
3. Caha Z., Černý M.: Elektrické pohony | ||||
4. Mráz Z.: Řídicí členy elektrických pohonů. |
Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
N-MET-P | prezenční studium | --- bez specializace | -- | zá,zk | 5 | Povinný | 2 | 1 | L |
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta strojního inženýrství
Technická 2896/2,
616 69 Brno
IČ 00216305
DIČ CZ00216305
+420 541 141 111
+420 726 811 111 – GSM O2
+420 604 071 111 – GSM T-mobile