Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (N1)
Sylabus przedmiotu Power Electronics:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Elektrotechnika | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Power Electronics | ||
Specjalność | przedmiot wspólny | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Maszyn i Napędów Elektrycznych | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Konrad Woronowicz <konrad.woronowicz@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | Marcin Wardach <Marcin.Wardach@zut.edu.pl>, Adam Żywica <adam.zywica@zut.edu.pl> | ||
ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
Forma zaliczenia | egzamin | Język | angielski |
Blok obieralny | 21 | Grupa obieralna | 2 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Knowledge of electrical engineering in the field of analysis of both linear and nonlinear circuits |
W-2 | Knowledge of the operation of basic electronic circuits |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Understanding the operating principles of power semiconductor devices |
C-2 | Understanding the principles of operation of basic power electronic circuits |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
ćwiczenia audytoryjne | ||
T-A-1 | Rectifiers – calculation of average, RMS, and effective values of rectified voltage, voltage ripple for a given capacitance | 1 |
T-A-2 | Power transistors: thermal calculations – conduction and switching losses, junction temperature, heatsink | 2 |
T-A-3 | Buck converter – project (semiconductor components) | 2 |
T-A-4 | Buck converter – passive and magnetic components | 2 |
T-A-5 | Magnetic components – high-frequency transformer | 2 |
9 | ||
laboratoria | ||
T-L-1 | Introduction to the laboratory | 1 |
T-L-2 | Rectifier testing – resistive load, capacitive load, passive PFC | 2 |
T-L-3 | Testing of MOSFET transistors and SiC diodes (measurement of parameters in on, off, and blocking states; effect of changes in gate circuit resistance and voltage on transistor properties in static states; effect of temperature on device characteristics) | 2 |
T-L-4 | DC-DC converter testing: buck converter | 2 |
T-L-5 | DC-DC converter testing: boost converter | 2 |
T-L-6 | Testing of an isolated DC-DC converter: flyback converter | 2 |
T-L-7 | Testing of an isolated converter: push-pull converter | 2 |
T-L-8 | Inverter testing: simulation model in PLECS and/or PSIM | 2 |
T-L-9 | Inverter testing: PWM modulator (simulated in PLECS and/or PSIM) | 2 |
T-L-10 | Simulation studies of a converter topology assigned by the instructor | 1 |
18 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Role and importance of power electronics in modern industry and economy; types of converters | 1 |
T-W-2 | Modern semiconductor power components – structure, operating principle, basic parameters | 1 |
T-W-3 | Thermal properties and parameters of semiconductor power components, power loss calculation, selection of cooling systems | 2 |
T-W-4 | Structure and construction of a power electronic converter, isolated triggering circuits for thyristors and control circuits for power transistors | 2 |
T-W-5 | AC-DC converter: uncontrolled and controlled rectifiers, single-phase and multi-phase with line commutation | 4 |
T-W-6 | DC-DC converter (periodic switch): Buck, Flyback and Boost converters | 2 |
T-W-7 | Basics of the output voltage and current shaping methods in inverters (PWM, harmonic elimination, vector control, reference waveform tracking) | 4 |
T-W-8 | Modern tools for analysis and computer-aided design (CAD) of power electronic converters | 2 |
18 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
ćwiczenia audytoryjne | ||
A-A-1 | Participation in tutorials | 15 |
A-A-2 | Preparation for tutorials and homework | 10 |
25 | ||
laboratoria | ||
A-L-1 | Participation in laboratory classes | 18 |
A-L-2 | Preparation for laboratory exercises | 16 |
A-L-3 | Preparation of laboratory reports | 14 |
A-L-4 | Consultations | 2 |
50 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Participation in lectures | 18 |
A-W-2 | Supplementary reading from literature | 20 |
A-W-3 | Preparation for the exam | 10 |
A-W-4 | Exam | 2 |
50 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Informative lecture |
M-2 | Problem-based lecture |
M-3 | Laboratory exercises on professionally designed physical workstations |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena formująca: Based on quizzes during laboratory classes |
S-2 | Ocena podsumowująca: Written exam |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
EL_1A_C20.2_W01 The student has basic knowledge of semiconductor power devices and their control methods, understands the basic topologies of DC-DC, AC-DC, DC-AC, and AC-AC converters, and can explain their operating principles. | EL_1A_W03, EL_1A_W04 | — | — | C-1, C-2 | T-A-5, T-W-4, T-A-2, T-W-8, T-W-5, T-W-1, T-W-3, T-A-4, T-W-2, T-A-3, T-W-7, T-A-1, T-W-6 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
EL_1A_C20.2_U01 The student is able to select and perform basic calculations for a semiconductor power device used in a simple converter for energy conversion of the type AC-DC, DC-DC, DC-AC, or AC-AC. | EL_1A_U06, EL_1A_U08 | — | — | C-1, C-2 | T-L-1, T-L-8, T-L-7, T-L-9, T-L-4, T-L-3, T-L-6, T-L-2, T-L-5, T-L-10 | M-1, M-2, M-3 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
EL_1A_C20.2_K01 The student actively, but to a minimal extent, performs tasks resulting from the division of work in the team | EL_1A_K01, EL_1A_K03 | — | — | C-1, C-2 | T-W-5, T-W-2, T-W-4, T-W-3, T-W-7, T-W-8, T-W-6, T-W-1 | M-1, M-2 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
EL_1A_C20.2_W01 The student has basic knowledge of semiconductor power devices and their control methods, understands the basic topologies of DC-DC, AC-DC, DC-AC, and AC-AC converters, and can explain their operating principles. | 2,0 | Grade received when none of the following criteria required for a positive grade are met |
3,0 | The student has basic knowledge of semiconductor power devices and their control methods, knows basic topologies of DC-DC, AC-DC, DC-AC, AC-AC converters, and can explain their operating principles | |
3,5 | The student can perform calculations of the relationships between input and output in steady-state conditions | |
4,0 | The student can synthesize power electronic circuits under specified operating conditions | |
4,5 | The student can derive relationships between variables (state equations) in an unsteady state | |
5,0 | The student can formulate the physical principles governing electrical processes in power electronic circuits |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
EL_1A_C20.2_U01 The student is able to select and perform basic calculations for a semiconductor power device used in a simple converter for energy conversion of the type AC-DC, DC-DC, DC-AC, or AC-AC. | 2,0 | The student does not meet any of the criteria required to receive a passing grade |
3,0 | The student can select and perform basic calculations for a semiconductor power device in a simple converter performing energy conversion in AC-DC, DC-DC, DC-AC, AC-AC types | |
3,5 | The student can correctly sketch four out of five known DC-DC converter topologies | |
4,0 | The student can select components for basic DC-DC converters to achieve the desired input-output relationships | |
4,5 | The student can explain the concepts of selected power electronic systems, such as an inverter driving an induction motor | |
5,0 | The student can explain the physics of processes occurring in selected power electronic systems |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
EL_1A_C20.2_K01 The student actively, but to a minimal extent, performs tasks resulting from the division of work in the team | 2,0 | The student does not meet the criteria for a passing grade |
3,0 | The student actively but minimally participates in the tasks arising from the division of labor in the team | |
3,5 | The student participates in the classes in a way that does not disturb other students. The student is present at most lectures | |
4,0 | Active participation in most lectures | |
4,5 | The student shows engagement in solving additional problems that increase their overall knowledge of the subject | |
5,0 | The student studies independently to gain deeper, beyond-program knowledge in the field of power electronics |
Literatura podstawowa
- Tunia H., Winiarski B., Energoelektronika, WNT, Warszawa, 1994
- Nowak M., Barlik R., Poradnik inżyniera energoelektronika, WNT, Warszawa, 1998
- Biskup T., Gierlotka K.,Grzesik B.i inni, Energoelektronika, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2001
- Borecki J., Stosur M., Szkółka S., Energoelektronika, podstawy i wybrane zastosowania, OWPW, Wrocław, 2008
Literatura dodatkowa
- Hołub M., Kalisiak S., Bonisławski M., Materiały pomocnicze i uzupełniające, Strona internetowa Wydziału Elektrycznego ZUT, 2018
- Fabiański P., Pytlak A., Switek H., Pracownia układów energoelektronicznych, WSiP, Warszawa, 2008
- Firma, Elementy i podzespoły energoelektroniczne, Strony internetowe producentów elementów i podzespołów energoelektronicznych, 2012