7 ECTS credits
180 u studietijd

Aanbieding 1 met studiegidsnummer 1004491BNR voor alle studenten in het 2e semester met een verdiepend bachelor niveau.

Semester
2e semester
Inschrijving onder examencontract
Niet mogelijk
Beoordelingsvoet
Beoordeling (0 tot 20)
2e zittijd mogelijk
Ja
Inschrijvingsvereisten
Om te kunnen inschrijven voor Vermogenselektronica moet men ingeschreven of geslaagd zijn voor Inleiding tot de elektrotechniek, Elektronica (1002041BNR), het technologieproject Werktuigkunde en Elektrotechniek en 1 van de 3 overige technologieprojecten.
Onderwijstaal
Nederlands
Faculteit
Faculteit Ingenieurswetenschappen
Verantwoordelijke vakgroep
Elektrotechniek-Energietechniek
Onderwijsteam
Philippe LATAIRE (titularis)
Onderdelen en contacturen
42 contacturen Hoorcollege
36 contacturen Werkvormen en Praktische Oef.
Inhoud

De ontwikkeling van de halfgeleidertechnologie in de jaren 1950 heeft tamelijk snel aanleiding gegeven tot het ontstaan van componenten die in staat waren grote stromen en hoge spanningen te behandelen in een zogenaamde schakeltechniek. Vermogendiodes en -thyristoren zijn de eerste twee steunpilaren van de vermogenelektronica geweest. Verder zijn andere vermogencomponenten ontstaan zoals de bipolaire transistor, de MOSFET, de geëvolueerde thyristor, de GTO, de IGBT en de IGCT. Deze evolutie duurt trouwens nog voort. Schakelfrequenties van enkele honderden Hertz tot enkele honderden kilohertz zijn thans mogelijk en hebben aanleiding gegeven tot een revolutie in de industriële elektrische energietechniek. Diverse omvormers worden ontwikkeld die toelaten even diverse industriële processen nauwkeurig te controleren. Men vindt ze overal terug, van de satellieten tot de TGV. Een bijzonder belangrijke industriële toepassing is de elektrische aandrijving met driefasige kooianker wisselstroommotoren alsook synchrone motoren met regelbare snelheid. De cursus behandelt dan ook eerst de werking van de driefasige motoren, vervolgens deze van de pulsbreedte modulatie vermogenselektronische omzetters voor de omzetting van energie uit een gelijkspanningsbron naar wisselspanning. Aansluitend op het voorgaande komen de stuur- en regelkringen.
Na de afhandeling van de elektrische aandrijving met driefasige motor wordt de cursus aangevuld met een selectie van andere vermogenselektronische schakelingen: hakkers, commutatienetwerken, geschakelde voedingen.
De studenten moeten tijdens de praktische laboratoriumoefeningen de kennis overgedragen tijdens het hoorcollege praktisch onderzoeken. Hierbij krijgen zij de gelegenheid eveneens vaardigheid op te bouwen in meettechnieken, organisatie van meetcampagnes, groepswerk, schriftelijke en mondelinge presentatie.

Studiemateriaal
Handboek (Vereist) : Power Electronics, Converters, Applications, Design, Mohan, Undeland, Robbins, 3de, John Wiley & Sons, 9780471226932, 2002
Cursustekst (Vereist) : Hoe werkt een pulsbreedte modulatie omzetter?, Ph. Lataire, VUB, 2220170002026, 2015
Cursustekst (Vereist) : Hoe werkt een asynchrone motor?, Ph. Lataire, VUB, 2220170002019, 2015
Handboek (Aanbevolen) : Electronique de puissance, Traîté d'électricité Vol XV, H. Büchler, 5de, http://www.ppur.org/produit/801/9782889142385, Ebook, 2013
Cursustekst (Vereist) : Wat moeten we weten over wisseltstroomaandrijvingen met veranderlijke frequentie?, Ph. Lataire, VUB, 2220170002033, 2015
Cursustekst (Vereist) : Hoe werkt een synchrone motor? How does DTC operate?, Ph. Lataire, VUB, 2220170002040, 2015
Cursustekst (Vereist) : Elektrische aandrijvingen met asynchrone motoren, Ph. Lataire, VUB, 2220170002187, 2015
Bijkomende info

Referentiewerk: Power Electronics Converters, Applications, Design ; Mohan, Undeland, Robbins ; John Wiley & Sons, ISBN 9780471226932

Werkmap : Hoe werkt een pulsbreedte modulatie omzetter?, Ph. Lataire, VUB

Werkmap : Hoe werkt een asynchrone motor?, Ph. Lataire, VUB

Aanvullend studiemateriaal:

Wat moeten we weten over wisseltstroomaandrijvingen met veranderlijke frequentie? Ph. Lataire, VUB

Leerresultaten

Leerresultaat Bachelor 1

De Bachelor in de Ingenieurswetenschappen heeft een brede fundamentele kennis en begrip van de wetenschappelijke principes en de methodologie van de exacte wetenschappen met inbegrip van de specificiteit van hun toepassingen in de ingenieurswetenschappen

De studenten moeten kennis en inzicht verworven hebben in de opbouw, de werking en de kenmerken van elektrische aandrijvingen met driefasige wisselstroom motor en vermogenselektronische pulsbreedte modulatie omzetter. Zij moeten kennis en inzicht verworven hebben in het meten van de elektrische en mechanische grootheden (spanning, stroom, vermogen, faseverschuiving, harmonisch gehalte, harmonische vervorming, golfvormen, koppel, snelheid) die in de hoger vermelde aandrijving voorkomen. Zij moeten kennis en inzicht hebben over de opbouw en de functies van de vermogenselektronische schakelingen van het type hakker, communicatienetwerken en geschakelde voedingen.

Leerresultaat Bachelor 14

De Bachelor in de Ingenieurswetenschappen kan in team werken, toont creativiteit en ondernemerschap en beschikt over intellectuele mobiliteit.

Deze vaardigheid moeten de studenten verwerven tijdens de practica, waarbij zij zich in team moeten indelen. Zij moeten deze vaardigheid verder aanscherpen binnen het examen, dat opgebouwd is als een case-study dat in groep moet worden behandeld en individueel op al haar aspecten wordt geëvalueerd.

Leerresultaat Bachelor 15

De Bachelor in Ingenieurswetenschappen heeft de draagwijdte vande ethische, sociale, ecologische en economische context van het werk begrepen en streeft naar duurzame oplossingen voor de ingenieurstechnische problemen, waaronder de veiligheidsaspecten.

De bijdrage die vermogenselektronica en elektrische aandrijftechniek levert in duurzaam omgaan met energie wordt in de hoorcolleges uitvoerig bijgebracht. De studenten moeten deze mogelijkheid in praktijk zetten tijdens de laboratorium oefeningen.

Leerresultaat Bachelor 16

De Bachelor in Ingenieurswetenschappen heeft een creatieve, probleemoplossende, resultaatgerichte en op bewijsvoering gesteunde houding die gericht is op innovatie.

De creatieve, probleemoplossende en resultaatgerichte houding wordt bijgebracht in de uitdagingen die aan de studenten worden voorgelegd in de praktische laboratoriumoefeningen.

Leerresultaat Bachelor 17

De Bachelor in Ingenieurswetenschappen heeft een kritische houding ten aanzien van de eigen resultaten en die van anderen.

Deze houding moeten de studenten aannnemen binnen het examen, dat opgebouwd is als een case-study dat in groep moet worden behandeld en individueel op al haar aspecten geëvalueerd

 

Leerresultaat Bachelor 18

De Bachelor in Ingenieurswetenschappen heeft de middelen verworven voor het verzamelen van kennis gericht naar het levenslang leren.

De studenten moeten in staat zijn om door zelfstudie kennis over de opbouw, de werking, de kenmerken en de toepassing van vermogenselektronische schakelingen die niet uitdrukkelijk in de hoorcolleges behandeld werden te kunnen verwerven. Dit aspect wordt getoetst in het examen.

Leerresultaat Bachelor 19

De Bachelor in Ingenieurswetenschappen heeft een meer geavanceerde fundamentele kennis en begrip van Werktuigkunde-Elektrotechniek en kan deze kennis toepassen om elementaire ingenieursvragen op te lossen.

Deze kennis slaat specifiek op Vermogenselektronica en Elektrische Aandrijftechniek.

Leerresultaat Bachelor 2

De Bachelor in de Ingenieurswetenschappen heeft een brede fundamentele kennis en begrip van ingenieurstechnische principes en de mogelijkheid om ze toe te passen om de belangrijkste technische processen te analyseren en om nieuwe en opkomende technologieën te onderzoeken.

Deze brede fundamentele kennis wordt aangescherpt door de fundamentele kennis rond vermogenselektronica en elektrische aandrijving te toetsen in laboratorium practica.

Leerresultaat Bachelor 4

De Bachelor in de Ingenieurswetenschappen heeft een brede fundamentele kennis en begrip van fundamentele basismethoden en -theorieën om problemen of processen te schematiseren en te modelleren

Deze brede fundamentele kennis wordt aangescherpt door een aantal situaties van elektrische aandrijving te modelleren voor simulatie met behulp van het Matlab Simulink pakket.

Leerresultaat Bachelor 5

De Bachelor in de Ingenieurswetenschappen kan ingenieurstechnische problemen definiëren, classificeren, formuleren en oplossen en de beperkingen identificeren en is in staat om de taken te formuleren en af te bakenen teneinde deze te onderwerpen aan een kritisch onderzoek en om de voorgestelde oplossingen voor hun duurzaamheid en maatschappelijke relevantie te controleren.

De studenten moeten de kennis en inzicht kunnen toepassen om aan de hand van meetprocedures de karakteristieken van een bestaande asynchrone motor te kunnen bepalen. Zij moeten een standaard motor en omzetter kunnen selecteren in functie van kenmerken van een industriële toepassing. In beperkte mate moeten zij een hakker en een geschakelde voeding kunnen dimensioneren in functie van haar industriële toepassing.
 

 

Leerresultaat Bachelor 6

De Bachelor in de Ingenieurswetenschappen kan de resultaten van de analyse en de modellering opvolgen, interpreteren en toepassen met het doel om op gestage wijze verbeteringen te kunnen aanbrengen.

Deze vaardigheid wordt aangescherpt door een aantal situaties van elektrische aandrijving te simuleren met behulp van het Matlab Simulink pakket.

Leerresultaat Bachelor 7

De Bachelor in de Ingenieurswetenschappen kan kwantitatieve methoden en relevante computer software in verband met de discipline toepassen op ingenieurstechnische problemen.

Deze vaardigheid wordt aangescherpt door een aantal situaties van elektrische aandrijving te simuleren met behulp van het Matlab Simulink pakket.

Leerresultaat Bachelor 9

De Bachelor in de Ingenieurswetenschappen kan informatie van de technische literatuur en andere informatiebronnen aanwenden en evalueren.

De studenten moeten met name de opgegeven referentiewerken gebruiken voor de analyses in het kader van de practica op elektrische aandrijvingen en elektrische machines.

Leerresultaat Bachelor 10

De Bachelor in de Ingenieurswetenschappen kan op correcte wijze over de ontwerpresultaten rapporteren aan de hand van een technisch verslag of via een paper.

De studenten moeten in staat zijn de resultaten uit het voorgaande onder de vorm van een schriftelijk verslag te communiceren. Zij moeten in staat zijn deelresultaten en de organisatie van de meetprocedures mondeling voor te stellen en te verantwoorden.
 

 

Leerresultaat Bachelor 11

De Bachelor in de Ingenieurswetenschappen kan gebruikmakend van hedendaagse communicatiemiddelen resultaten op een wetenschappelijk verantwoorde wijze presenteren en verdedigen.

Deze vaardigheid moeten de studenten aanscherpen binnen het examen, dat opgebouwd is als een case-study dat in groep moet worden behandeld en individueel op al haar aspecten geëvalueerd.

Beoordelingsinformatie

De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 100% van het eindcijfer

Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:

  • mondeling examen met een wegingsfactor 1 en aldus 100% van het totale eindcijfer.

    Toelichting: De studenten moeten een vermogenselektronische schakeling of een aandrijftechnisch probleem, die niet in de cursus bestudeerd werd, analyseren en hun bevindingen uitleggen. De studenten beschikken voor deze analyse over minimaal vierentwintig uur voorbereidingstijd. Zij moeten ten behoeve van de evaluatie hun resultaat mondeling voorstellen en verdedigen.

Aanvullende info mbt evaluatie

1ste en 2e zittijd :

De studenten moeten een vermogenselektronische schakeling of een aandrijftechnisch probleem, die niet in de cursus bestudeerd werd, analyseren en hun bevindingen uitleggen. De studenten beschikken voor deze analyse over minimaal vierentwintig uur voorbereidingstijd. Zij moeten ten behoeve van de evaluatie hun resultaat mondeling voorstellen en verdedigen

Academische context

Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Bachelor in de ingenieurswetenschappen: werktuigkunde-elektrotechniek
Bachelor in de ingenieurswetenschappen: verkort traject werktuigkunde-elektrotechniek na vooropleiding industriële wetenschappen
Bachelor in de ingenieurswetenschappen: verkort traject werktuigkunde-elektrotechniek na vooropleiding fysica
Voorbereidingsprogramma Master of Science in de ingenieurswetenschappen: werktuigkunde - elektrotechniek: Standaard traject