Ηλεκτρονικά Ισχύος

Τύπος Μαθήματος: 
ECTS Κωδικός Μαθήματος: 
6
Στόχος του μαθήματος: 
Ο σκοπός αυτού του μαθήματος είναι να παρέχει τις απαραίτητες γνώσεις για την κατανόηση της λειτουργίας των ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος οι οποίοι βασίζονται στη νέα γενιά των μιαγωγικών στοιχείων ισχύος.
Μαθησιακά Αποτελέσματα: 

Θεωρία
Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του συγκεκριμένου Θεωρητικού Μαθήματος ο φοιτητής θα είναι σε θέση να αναγνωρίζει και να χρησιμοποιεί τα βασικότερα ημιαγωγικά στοιχεία ισχύος. Θα γνωρίζει πλήρως τις διαφορές μεταξύ τους τόσο όσον αφορά τα ηλεκτρικά τους χαρακτηριστικά όσο και όσον αφορά τον έλεγχο τους.

Επίσης ο φοιτητής, θα γνωρίζει τον τρόπο λειτουργίας των βασικότερων ηλεκτρονικών διατάξεων ισχύος καθώς και τις τεχνικές ελέγχου αυτών. Ακόμη, θα είναι σε θέση να επιλέξει και να χρησιμοποιήσει τις κατάλληλες ηλεκτρονικές διατάξεις ισχύος που απαιτούνται σε μία βιομηχανική εφαρμογή.
Τέλος, θα έχει αποκτήσει τις βασικές γνώσεις που χρειάζονται για το σχεδιασμό ενός μετατροπέα ισχύος με τη χρήση ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος.

Εργαστήριο
Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του συγκεκριμένου Εργαστηριακού Μαθήματος ο φοιτητής θα είναι σε θέση να αναγνωρίζει και να χρησιμοποιεί τα βασικότερα ημιαγωγικά στοιχεία ισχύος. Θα γνωρίζει πλήρως τις διαφορές μεταξύ τους τόσο όσον αφορά τα ηλεκτρικά τους χαρακτηριστικά όσο και όσον αφορά τον έλεγχό τους. Επίσης ο φοιτητής, θα γνωρίζει τον τρόπο λειτουργίας των βασικότερων ηλεκτρονικών διατάξεων ισχύος καθώς και τις τεχνικές ελέγχου αυτών. Τέλος θα είναι σε θέση να επιλέξει και να χρησιμοποιήσει τις κατάλληλες ηλεκτρονικές διατάξεις ισχύος που απαιτούνται σε μία βιομηχανική εφαρμογή.

Περιγραφή Μαθήματος - Περιεχόμενο Μαθήματος: 

Θεωρία
Εισαγωγή στα ηλεκτρονικά συστήματα ισχύος. Ταξινόμηση των ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος και πρακτικές εφαρμογές αυτών.
Δομή και λειτουργικά χαρακτηριστικά των ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος (δίοδοι ισχύος, θυρίστορ, BJT, MOSFET, GTO θυρίστορ, IGBT,…). Στατική και δυναμική ανάλυση, περιοχές ασφαλούς λειτουργίας, απώλειες, κυκλώματα οδήγησης και κυκλώματα προστασίας από μεταβατικές καταστάσεις.
Κυκλώματα μη ελεγχόμενων ανορθωτικών διατάξεων (με τη χρήση διόδων ισχύος). Τοπολογίες μονοφασικής και τριφασικής ανόρθωσης. Επίδραση της εσωτερικής αυτεπαγωγής του δικτύου (μετάβαση) Ελεγχόμενοι μετατροπείς με φυσική μετάβαση. Τοπολογίες μονοφασικών και τριφασικών μετατροπέων, πλήρως ελεγχόμενων, φαινόμενα μετάβασης, κυματομορφές τάσεων και ρευμάτων, υπολογισμός ενεργού και άεργου ισχύος.
Μετατροπείς συνεχούς ρεύματος σε συνεχές ρεύμα. Παρουσίαση των διαφόρων τεχνικών ελέγχου.
Ανάλυση της τεχνικής διαμόρφωσης εύρους των παλμών και εφαρμογή στις βασικές τοπολογίες μετατροπέων συνεχούς ρεύματος σε συνεχές ρεύμα (τοπολογία υποβιβασμού, τοπολογία ανύψωσης, τοπολογία υποβιβασμού-ανύψωσης και τοπολογία πλήρους γέφυρας).
Μετατροπείς συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα διακοπτικού τύπου. Βασικές αρχές και πλήρη ανάλυση των διαφόρων τεχνικών ελέγχου. Εφαρμογή σεμονοφασικές και τριφασικές διατάξεις.

Εργαστήριο
Εισαγωγή στα ημιαγωγικά στοιχεία ισχύος και στα ηλεκτρονικά συστήματα ισχύος.
Ελεγχόμενοι μετατροπείς με φυσική μετάβαση. Ανορθωτικές διατάξεις ελεγχόμενες από τη φάση και αντιστροφείς στη συχνότητα του δικτύου.
Μετατροπείς εναλλασσόμενου ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα χωρίς μετάβαση.
Μετατροπείς συνεχούς ρεύματος σε συνεχές ρεύμα.
Μετατροπείς συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα.
Μετατροπείς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα διακοπτικού τύπου.
Μετατροπείς συνεχούς σε εναλλασσόμενο ρεύμα με θυρίστορ.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία: 

Mohan Ν., Undeland Τ. Μ., Robbins W. P., “Ανάλυση, Σχεδίαση και Εφαρμογές των Ηλεκτρικών Μετατροπέων Ισχύος ”, δεύτερη έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα, 1996 .
Rashid, Muhammad H., “Power Electronics Handbook”, Publisher: Elsevier Academic Press 2001.
Σαφάκας Α. Ν., “Ηλεκτρονικά ισχύος, θυρίστορ, μετατροπείς, εφαρμογές”, Οργανισμός Εκδόσεως Διδακτικών Βιβλίων, Αθήνα 1985.
Μανιάς Σ., “Ηλεκτρονικά Ισχύος”, Τόμος 1ος , Τρίτη έκδοση, Εκδόσεις Συμεών, 1988 .
Heumann. K.: “Basic Principles of power electronics”, Springer-Verlag, Berlin, 1986.
Σημειώσεις Διδάσκοντα, Τμήμα Ηλεκτρολογίας, ΤΕΙ Κρήτης
 

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Τ.Ε.
Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών
Τ.Ε.Ι. Κρήτης
Τ. Θ. 1939
71004 Ηράκλειο Κρήτης

Τηλέφωνο Επικοινωνίας: (+30)2810379716
Fax: (+30)2810379825
e-mail: secretariat-ele@staff.teicrete.gr