ITE1908 Kraftelektronikk og elektriske maskiner - 10 stp

Emnet består av to delemner.

Del 1 (strømrettere og transformatorer) inneholder:

Grunnleggende elektromagnetisme: Magnetiske kretser, hysterese, metning, koblede spoler, induksjon, induktans, reaktans

Grunnleggende halvlederteori: Dioder, tyristorer, transistorer, svitsjetap

Termiske forhold: Tapsvarme, maskintemperatur, driftsformer, kapsling og merking, aldring

Lysdimmere: Innsnittstyring, elektroniske ballaster, lysdioder

Transformatorer: Ideell transformator, praktisk transformator, tap og virkningsgrad, trefasetransformatorer, koblingsgrupper, spesielle transformatortyper

Strømrettere: Diodekoblinger, styrte strømrettere, aktive omformere, likestrømsomformere

Del 2 (roterende elektriske maskiner) inneholder:

Elektromekanikk: Dreiemoment og treghetsmoment, mekanisk last, turbiner og drivmotorer

Asynkronmaskinen: Utførelse og virkemåte, rotortyper, tap og virkningsgrad, moment og turtall, motorstyring, driftsforstyrrelser, enfasedrift, spesielle motortyper

Synkronmaskinen: Utførelse og virkemåte, rotortyper, ankerreaksjon og synkronreaktans, kortslutning, innfasing, driftsformer og V-kurver, styring av frekvens og spenning, børsteløs magnetisering

Permanentmagnet synkronmaskiner og børsteløs DC

Kommutatormaskiner: Utførelse og virkemåte, koblingsmåter, ankerreaksjon, motorstyring, kommutatormotorer for AC-drift

Spesielle motortyper

Generell studiekompetanse eller realkompetanse + Matematikk R1+R2 og Fysikk 1.

Anbefalte forkunnskaper: ITE1835 Elektrisitetslære eller tilsvarende

Etter bestått emne skal studentene ha følgende læringsresultat:

Kunnskaper og forståelse:

Del 1

Kandidaten har kunnskap om:

• Dioder, tyristorer og transistorer anvendt som brytere
• De vanligste diodelikeretterkoblingene
• Styrte likerettere og vekselrettere
• Frekvensomformere
• Likestrømsomformere
• Transformatorens oppbygging og virkemåte
• Transformatorens koblingsmåter og anvendelsesområder

Del 2

Kandidaten har kunnskap om:

• Grunnleggende rotasjonsmekanikk
• Ulike typer mekanisk last, turbiner og drivmotorer
• Asynkronmaskinens oppbygging og virkemåte
• Asynkronmaskinens driftsformer
• Styring av asynkronmaskinen
• Synkronmaskinens oppbygging og virkemåte
• Innfasing av synkronmaskinen
• Kommutatormaskinens oppbygging og virkemåte

Ferdigheter:

Kandidaten skal kunne:

• designe enkle spenningsforsyninger med likeretting, filter og spenningsregulering
• designe ulike typer strømrettere (likerettere, vekselrettere, frekvensomformere, likestrømsomformere)
• designe ulike typer transformatorer
• beregne og beskrive drift av ulike roterende elektriske maskiner (asynkronmaskiner, synkronmaskiner og kommutatormaskiner)

Generell kompetanse:

• Kandidaten skal kunne se omformere og elektriske maskiner som elementer i et større system
• Kandidaten skal kunne kombinere de ulike teknologiene som beskrives i emnet
• Kandidaten skal kunne anvende de ulike teknologiene i et tverrfaglig perspektiv

Arbeidskrav

Samtlige laboratorieøvelser skal være gjennomført og godkjent

Eksamen og vurdering

Karakter for emnet bestemmes av en aritmetisk vekting av resultatene fra de to delemnene. Begge deleksamener må være bestått. Eksamener og semesterprosjekter karaktersettes i henhold til regelen A - F, der A er det beste resultat og E er den laveste karakteren for å passere. Beståtte arbeidskrav gir tilgang til eksamen.

Del 1: Semesterprosjekt i grupper med sluttrapport og muntlig individuell eksamen, hvor semesterprosjektet og eksamen teller like mye i evalueringen av delemnet. Samlet vurdering.

Del 2: Semesterprosjekt i grupper med sluttrapport og muntlig individuell eksamen, hvor semesterprosjektet og eksamen teller like mye i evalueringen av delemnet. Samlet vurdering.

Hvert av delemnene utgjør halvparten av sluttkarakteren i emnet. Samlet vurdering.

Kontinasjons­eksamen

Det gis kontinuasjonsadgang for studenter som ikke har bestått siste ordinære arrangerte eksamen i dette emnet

Eksamensdato er foreløpig og vil kunne bli endret. Endelig eksamensdato kunngjøres ved oppslag på det enkelte fakultet primo mai for vårsemesteret og primo november for høstsemesteret.

Pensum

Trond Østrem: Kompendium 419, Kraftelektronikk og elektriske maskiner

Støttelitteratur

Charles E. Gross: Electric Machines

Mohan, Undeland, Robbins: Power Electronics, Converters, Applications and Design

Olav Vaag Thorsen: Transformatorer

Bua, Dalva, Vaag Thorsen: Roterende elektriske maskiner

Ang, Oliva: Power-Switching Converters