Б.3.Б.7. Аннотация программы учебной дисциплины “Силовая электроника”

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единиц (108 час)

Цель и задачи дисциплины

Основной целью дисциплины является формирование у студентов прочной теоретической базы по характеристикам и принципу действия силовых электронных приборов, классификации, принципам действия и основным электромагнитным процессам в полупроводниковых преобразователях энергии, основным областям применения устройств силовой электроники, что позволит им успешно решать теоретические и практические задачи в их профессиональной деятельности, связанной с проектированием, испытаниями и эксплуатацией устройств силовой электроники.

Для достижения поставленной цели необходимо научить студентов:

– понимать и использовать характеристики силовых электронных приборов;

– основным алгоритмам управления, применяемым в силовых электронных устройствах;

– правильно классифицировать полупроводниковые преобразователи электрической энергии и описывать основные электромагнитные процессы;

– самостоятельно проводить расчеты по определению параметров и характеристик устройств силовой электроники;

– самостоятельно проводить элементарные испытания электронных преобразователей энергии.

Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Процесс изучения дисциплины должен быть направлен на формирование следующих компетенций:

– способность разрабатывать простые схемы аналоговой, импульсной и цифровой электроники для электроэнергетических и электротехнических объектов (ПК-9);

– способность использовать методы анализа и моделирования линейных и нелинейных цепей постоянного и переменного тока устройств силовой электроники (ПК-11);

– способность графически отображать геометрические образы изделий и объектов электронных схем и систем (ПК-12);

– готовность обосновывать принятие конкретного технического решения при создании схем управления устройств силовой электроники электроэнергетического и электротехнического оборудования (ПК-14);

– способность рассчитывать электронные схемы и элементы для вторичных цепей, устройств защиты и автоматики электроэнергетических объектов (ПК-15);

– способность рассчитывать режимы работы электронных схем электроэнергетических установок различного назначения (ПК-16).

В результате изучения дисциплины “Силовая электроника” обучающиеся должны:

знать классификацию, назначение, основные схемотехнические решения устройств силовой электроники и понимать принцип действия и особенности применения силовых полупроводниковых приборов, знать особенности их конструкции знать основные уравнения процессов, схемы замещения и характеристики и понимать принцип действия и алгоритмы управления в электронных преобразователях электрической энергии,

уметь использовать полученные знания при решении практических задач по проектированию, испытаниями и эксплуатации устройств силовой электроники, ставить и решать простейшие задачи моделирования силовых электронных устройств;

владеть навыками элементарных расчетов и испытаний силовых электронных преобразователей.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы)

Содержание дисциплины. Основные разделы

Основные определения. Классификация силовых электронных устройств. Основные виды силовых ключей. Схемы управления (драйверы). Область безопасной работы. Защита силовых электронных ключей формированием траекторий переключения. Особенности работы трансформаторов и реакторов на повышенных частотах. Потери мощности и способы их снижения. Выбор типа конденсаторов в устройствах силовой электроники. Охлаждение силовых электронных приборов. Основные схемы выпрямления. Принципы действия, расчетные соотношения для элементов силовой техники. Коммутация и режимы работы выпрямителей, характеристики. Гармонический состав выпрямленного напряжения и первичных токов. КПД и коэффициент мощности. Работа на емкостную нагрузку и противо-ЭДС. Входные и выходные фильтры. Инверторы, ведомые сетью, характеристики и режимы работы. Расширение областей работы (обеспечение работы в 4-х квадрантах комплексной плоскости параметров по стороне переменного тока). Резонансные инверторы. Автономные инверторы и преобразователей частоты. Структурные схемы управления. Базовые структуры импульсных преобразователей – регуляторов постоянного тока. Электронные ключи с квазирезонансной коммутацией и их применением в преобразователях постоянного тока. Области применения силовой электроники. Коммутационные аппараты. Электропривод постоянного и переменного токов. Светотехника. Электротехнология. Агрегаты бесперебойного питания. Вторичные источники электропитания.

Виды учебной работы: лекционные, лабораторные занятия.

Изучение дисциплины заканчивается: зачет.