Behörighetskrav

Elektroteknikens grunder II. Mekanik HI.

Statistik för ingenjörer förutsätts läsas parallellt.

Mål

Efter fullgjord kurs ska studenten kunna:

• redogöra för trefassystemets uppbyggnad, däri ingående komponenter och deras funktion,
• beräkna utvecklade aktiva och reaktiva effekter i elektriska nät samt förklara och beräkna reaktiv effektkompensering,
• redogöra för sykrongeneratorns och trefastransformatorns funktion och kunna räkna med dess kretsekvivalenter,
• utföra beräkningar på förluster och effektflöden i transmissionsledningar,
• förklara uppkomsten av övervågor i elektriska maskiners luftgapsflöde och beskriva deras inverkan på driftegenskaperna,
• redogöra för funktionen hos halvledarkomponenter för kraftelektronik och deras egenskaper samt analysera och dimensionera kretsar där dessa ingår,
• förklara principen för ostyrda och styrda likriktare och beräkna ingångs-, utgångs- och komponentströmmar,
• rita upp vågformer och förklara principen för olika typer av DC-DC omvandlare,
• beskriva olika utrustningar för effekt- och spänningsreglering samt utföra beräkningar på dessa,
• redogöra för modulationstekniken och beräkna övertonsinnehåll för vanliga PWM-tekniker,
• simulera enkla kraftelektronikkretsar med mjukvara som Spice och MATLAB/Simulink,
• planera och genomföra mätningar på elektriska maskiner och kraftelektroniska system samt analysera mätdata och redovisa slutsatser därav.

Innehåll

Elkraftsystemet: Trefassystem, symmetriska komponenter, AC transmission av elkraft, ekvivalenter av ingående beståndsdelar såsom transformatorer, roterande maskiner (motorer och generatorer), kablar, luftledningar. Transformatorer, ställverk (mättransformatorer, avledare, brytare, frånskiljare) och transmissionslinjer och kablar. Synkronmaskiner. Konventionella generatorlindningar och högspänningslindningar. Fasdiagram för synkronmaskiner, effektfaktor och lastvinkel. Förluster, normaldrift och transienter i synkrongeneratorer, excitationssystem, kylsystem, reaktiv effektreglering. Översikt av halvledarkomponenter för kraftelektronik. Likriktare: Diodlikriktare, fasstyrda likriktare, inverkan av nätinduktans, invertermod, övertonsanalys, kontinuerlig och diskontinuerlig strömmod. Switchade DC-DC-omvandlare: styrning, step-down, step-up, Buck-Boost och fullbryggsomvandlare. Switchade DC-AC-omvandlare: grundläggande begrepp, PWM, övertonsanalys för olika modulationstekniker.

Undervisning

Föreläsningar, seminarier, laborationer, handledning och studiebesök.

Examination

Skriftliga tentamina under kursen (3 x 5 hp) och godkänd projektdel (5 hp).