ΣΧΟΛΗ

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ

ΤΜΗΜΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

Προπτυχιακό

ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ECE_BΚ809

ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

8ο

ΤΙΤΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΙΙ

ΑΥΤΟΤΕΛΕΙΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ
σε περίπτωση που οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται σε διακριτά μέρη του μαθήματος π.χ. Διαλέξεις, Εργαστηριακές Ασκήσεις κ.λπ. Αν οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται ενιαία για το σύνολο του μαθήματος αναγράψτε τις εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας και το σύνολο των πιστωτικών μονάδων

ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ
ΩΡΕΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

ΠΙΣΤΩΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ

Ενιαία Διδασκαλία και Εργαστήριο

4+2

5

Προσθέστε σειρές αν χρειαστεί. Η οργάνωση διδασκαλίας και οι διδακτικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται περιγράφονται αναλυτικά στο 4.

ΤΥΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Υποβάθρου , Γενικών Γνώσεων, Επιστημονικής Περιοχής, Ανάπτυξης Δεξιοτήτων

Επιστημονικής Περιοχής, Ανάπτυξης δεξιοτήτων

ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ:

Μαθηματικά, Φυσική, Ανάλυση Κυκλωμάτων και Δικτύων Ισχύος, Ηλεκτρομαγνητισμός, Ηλεκτρονικά, Ηλεκτρικές Μηχανές, Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου

ΓΛΩΣΣΑ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ και ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ:

ΕΛΛΗΝΙΚΑ

ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΠΡΟΣΦΕΡΕΤΑΙ ΣΕ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ERASMUS

ΟΧΙ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΣΕΛΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ (URL)

https://eclass.upatras.gr/courses/EE718/, https://eclass.upatras.gr/courses/EE898/

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Περιγράφονται τα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος οι συγκεκριμένες  γνώσεις, δεξιότητες και ικανότητες καταλλήλου επιπέδου που θα αποκτήσουν οι φοιτητές μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος.

Συμβουλευτείτε το Παράρτημα Α

·    Περιγραφή του Επιπέδου των Μαθησιακών Αποτελεσμάτων για κάθε ένα κύκλο σπουδών σύμφωνα με Πλαίσιο Προσόντων του Ευρωπαϊκού Χώρου Ανώτατης Εκπαίδευσης

·    Περιγραφικοί Δείκτες Επιπέδων 6, 7 & 8 του Ευρωπαϊκού Πλαισίου Προσόντων Διά Βίου Μάθησης και Παράρτημα Β

·    Περιληπτικός Οδηγός συγγραφής Μαθησιακών Αποτελεσμάτων

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος:

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να:

1.    έχει κατανοήσει τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά, τη δομή και τη λειτουργική συμπεριφορά (στατική και δυναμική) διαφόρων ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος (δίοδοι ισχύος, BJT, MOSFET, IGBT, κλπ), καθώς και τις μεθόδους παλμοδότησης, προστασίας, υποβοήθησης της λειτουργίας (snubbers)  και ψύξης αυτών.

2.    έχει κατανοήσει και να αναλύει τη λειτουργική συμπεριφορά μετατροπέων Σ.Τ. σε Σ.Τ.  (ρυθμιστές Σ.Τ.), τύπου PWM και ημι-συντονισμού χωρίς ή με μετασχηματιστή απομόνωσης, καθώς και τις μεθοδολογίες παλμοδότησης και ελέγχου αυτών.

3.    είναι ικανός να χρησιμοποιήσει προγράμματα ανάλυσης κυκλωμάτων για την προσομοίωση ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος.

4.    έχει κατανοήσει τις έννοιες της ενεργού, άεργου και φαινόμενης ισχύος στους προαναφερθέντες μετατροπείς, καθώς και την έννοια των αρμονικών ρεύματος και τάσης και την επίδρασή τους στο δίκτυο και στο φορτίο.

5.    να είναι ικανός να σχεδιάζει και να κατασκευάζει υψίσυχνους μετασχηματιστές.

6.    είναι ικανός να αναλύει και να υπολογίζει διάφορα ηλεκτρικά μεγέθη (τάση, ρεύμα, ισχύς κλπ) σε διατάξεις που περιλαμβάνουν τους προαναφερθέντες μετατροπείς.

7.    είναι ικανός να αναλύει, υπολογίζει και διαστασιοποιεί ένα σύστημα που περιλαμβάνει τις προαναφερθείσες τοπολογίες μετατροπέων.

8.    είναι ικανός να δομήσει ένα σύστημα που περιλαμβάνει τους προαναφερθέντες μετατροπείς, να χειρισθεί τα όργανα μέτρησης και να πραγματοποιεί και να αναλύει μετρήσεις ηλεκτρικών και ενεργειακών μεγεθών.

Δεξιότητες:

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες:

1.    Ικανότητα να επιδεικνύει γνώση και κατανόηση των ουσιωδών δεδομένων, εννοιών, θεωριών και στρατηγικών που σχετίζονται, γενικά, µε το γνωστικό αντικείμενο των Ηλεκτρονικών Ισχύος και ιδιαίτερα των μετατροπέων Σ.Τ. σε Σ.Τ.

2.    Ικανότητα να εφαρμόζει αυτή τη γνώση και κατανόηση στη λύση σύνθετων
προβλημάτων.

3.    Ικανότητα να υιοθετεί και να εφαρμόζει μεθοδολογία για τη λύση προβλημάτων που σχετίζονται με τη διδαχθείσα ύλη, ακόμα και αν δεν είναι οικεία.

4.    Ικανότητα μελέτης, ανάλυσης και σχεδιασμού διατάξεων μετατροπής ισχύος για διάφορες εφαρμογές.

5.    Ικανότητα δόμησης συστημάτων μετατροπής ισχύος και χειρισμού των οργάνων μέτρησης ηλεκτρικών και ενεργειακών μεγεθών.

6.    Δεξιότητες μελέτης που απαιτούνται για τη συνεχιζόμενη επαγγελματική ανάπτυξη και εξέλιξη.

7.    Ικανότητα να αλληλοεπιδρά µε άλλους σε προβλήματα του ιδίου ή ακόμα και διεπιστημονικού πεδίου.

Γενικές Ικανότητες

Λαμβάνοντας υπόψη τις γενικές ικανότητες που πρέπει να έχει αποκτήσει ο πτυχιούχος (όπως αυτές αναγράφονται στο Παράρτημα Διπλώματος και παρατίθενται ακολούθως) σε ποια / ποιες από αυτές αποσκοπεί το μάθημα;.

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις

Λήψη αποφάσεων

Αυτόνομη εργασία

Ομαδική εργασία

Εργασία σε διεθνές περιβάλλον

Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών

Σχεδιασμός και διαχείριση έργων

Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα

Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον

Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα φύλου

Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής

Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

    1.    Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

    2.    Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις

    3.    Λήψη αποφάσεων

    4.    Αυτόνομη εργασία

    5.    Ομαδική εργασία

    6.    Εργασία σε διεθνές περιβάλλον

    7.    Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

    8.    Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών

    9.    Σχεδιασμός και διαχείριση έργων

 10.    Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

1.      Κατασκευαστικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά τωv τωv διόδων ισχύος και των τρανζίστορ ισχύος BJT, MOSFET, IGBT, των GTO Thyristor, τεχνολογικά στοιχεία νεότερων τύπων τρανζίστορ ισχύος (MCT, IGCT, κλπ).

2.      Στατική και δυναμική συμπεριφορά των ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος, ισοδύναμα κυκλώ­ματα, κυκλωματική ανάλυση, περιοχή ασφαλούς λειτουργίας, απώλειες αγωγής και διακοπτικές απώλειες, μεθοδολογίες υπολογισμού των απωλειών.

3.      Μεθοδολογίες οδήγησης των ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος, ηλεκτρονικά κυκλώματα δημιουργίας παλμών οδήγησης, μελέτη και σχεδιασμός συγκεκριμένων κυκλωμάτων αυτού του είδους.

4.      Παθητικά και Ενεργητικά κυκλώματα προστασίας από υπερτάσεις και υπερρεύματα (clamps), κυκλώματα υποβοήθησης της έναυσης και της σβέσης (snubbers) των ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος.

5.      Μετατροπείς συνεχούς τάσης σε συνεχή, χωρίς μετασχηματιστή απομόνωσης, ελεγχόμενοι με την τεχνική PWM, κατηγοριοποίηση, ανάλυση και περιοχές λειτουργίας βασικών τοπολογιών (Buck, Boost, Buck-Boost), κυματομορφές τάσεων και ρευμάτων, χαρακτηριστικές εξόδου.

6.      Μετατροπείς υποβιβασμού τάσης με θυρίστορ (εξαναγκασμένη μετάβαση), o ηλεκτρονικός ρυθμιστής συνεχούς τάσης (Chopper), ανάλυση της λειτουργίας του, κυματομορφές τάσεων και ρευμάτων, έλεγχος μηχανών συνεχούς ρεύματος, ανάκτηση ενέργειας, ρύθμιση ωμικού φορτίου, βελτιωμένες τοπολογίες ρυθμιστών Σ.Τ. εξαναγκασμένης μετάβασης.

7.      Μετατροπείς συνεχούς τάσης σε συνεχή τύπου PWM με μετασχηματιστή απομόνωσης (Forward, Flyback, Push-Pull, Half-Bridge, Full-Bridge), ανάλυση και περιοχές λειτουργίας, κυματομορφές τάσεων και ρευμάτων, χαρακτηριστικές εξόδου, εφαρμογές σε παλμοτροφοδοτικά, άλλες βιομηχα­νικές εφαρμογές (παροχές αδιάλειπτης τροφοδοσίας, φορτιστές συσσωρευτών, διατάξεις εκμετάλλευσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τηλεπικοινωνιακές και δορυφορικές εφαρμογές κλπ).

8.      Μετατροπείς Συντονισμού, κατηγοριοποίηση, Ημι-συντονιζόμενοι μετατροπείς συνεχούς τάσης σε συνεχή, τεχνικές μετάβασης υπό μηδενικό ρεύμα ή υπό μηδενική τάση, τοπολογίες πλήρους και μισού κύματος, εφαρμογές (τηλεπικοινωνίες, ηλεκτρονικές συσκευές, κλπ).

9.      Ειδικές τοπολογίες μετατροπέων Σ.Τ. σε Σ.Τ. και Σ.Τ. σε Ε.Τ., Εφαρμογές.

10.   Σχεδιασμός υψίσυχνων πηνίων και μετασχηματιστών για ηλεκτρονικούς μετατροπείς ισχύος.

11.   Τεχνικές προσομοίωσης ηλεκτρονικών στοιχείων ισχύος με Η/Υ, μεθοδολογία εξαγωγής παραμέτρων, σύγκριση προγραμμάτων ανάλυσης κυκλωμάτων για την προσομοίωση ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος.

ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ
Πρόσωπο με πρόσωπο, Εξ αποστάσεως εκπαίδευση κ.λπ.

Διαλέξεις, Εργαστήριο

Παραδόσεις με χρήση παρουσιάσεων με βιντεοπροβολέα (powerpoint), υποδειγματική επίλυση απλών και σύνθετων προβλημάτων.

Εργαστηριακή εξάσκηση (οκτώ εργαστηριακές ασκήσεις στο αντικείμενο του μαθήματος, διαρκείας τριών ωρών εκάστη). Στα πλαίσια της κάθε εργαστηριακής άσκησης, συζήτηση-επίλυση σχετικών προβλημάτων.

ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ
Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές

ΝΑΙ

Στο e-class υπάρχουν videos των διαλέξεων και των εργαστηριακών ασκήσεων, καθώς και οι παρουσιάσεις (powerpoint).

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

Περιγράφονται αναλυτικά ο τρόπος και μέθοδοι διδασκαλίας.

Διαλέξεις, Σεμινάρια, Εργαστηριακή Άσκηση, Άσκηση Πεδίου, Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας, Φροντιστήριο, Πρακτική (Τοποθέτηση), Κλινική Άσκηση, Καλλιτεχνικό Εργαστήριο, Διαδραστική διδασκαλία, Εκπαιδευτικές επισκέψεις, Εκπόνηση μελέτης (project), Συγγραφή εργασίας / εργασιών, Καλλιτεχνική δημιουργία, κ.λπ.

Αναγράφονται οι ώρες μελέτης του φοιτητή για κάθε μαθησιακή δραστηριότητα καθώς και οι ώρες μη καθοδηγούμενης μελέτης ώστε ο συνολικός φόρτος εργασίας σε επίπεδο εξαμήνου να αντιστοιχεί στα standards του ECTS

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Περιγραφή της διαδικασίας αξιολόγησης

Γλώσσα Αξιολόγησης, Μέθοδοι αξιολόγησης, Διαμορφωτική  ή Συμπερασματική, Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Επίλυση Προβλημάτων, Γραπτή Εργασία, Έκθεση / Αναφορά, Προφορική Εξέταση, Δημόσια Παρουσίαση, Εργαστηριακή Εργασία, Κλινική Εξέταση Ασθενούς, Καλλιτεχνική Ερμηνεία, Άλλη / Άλλες

Αναφέρονται  ρητά προσδιορισμένα κριτήρια αξιολόγησης και εάν και που είναι προσβάσιμα από τους φοιτητές.

Γλώσσα Αξιολόγησης: Ελληνική

Ο τελικός βαθμός του μαθήματος προκύπτει ως συνδυασμός των βαθμών:

α)  της τελικής γραπτής εξέτασης (60%), που περιλαμβάνει ερωτήσεις στη θεωρία και επίλυση προβλημάτων

β)   του βαθμού της εργαστηριακής εξάσκησης (40%).

Ο βαθμός της εργαστηριακής εξάσκησης προκύπτει ως συνδυασμός των βαθμών:

α) της προφορικής εξέτασης κατά τη διάρκεια της εργαστηριακής εξάσκησης (40%)

β)  της γραπτής αναφοράς (20%)

γ)  της τελικής εξέτασης στην εργαστηριακή εξάσκηση (40%)

Ελάχιστος προβιβάσιμος βαθμός: 5/10

-   Προτεινόμενη Βιβλιογραφία:

1.    Διδακτικό Βιβλίο «Εισαγωγή στα Ηλεκτρονικά Ισχύος» 18548762

      Συγγραφείς: Mohan Ned, Undeland Tore, Robbins William, Εκδόσεις ΤΖΙΟΛΑ& ΥΙΟΙ ΟΕ (3^η, 2010)

2.    Διδακτικό Βιβλίο «Ηλεκτρονικά Ισχύος» 68388749

      Συγγραφέας: Μανιάς Στέφανος, Εκδόσεις ΚΑΛΑΜΑΡΑ ΕΛΛΗ (2^η, 2017)

3.    Διδακτικό Βιβλίο « Ηλεκτρονικά Ισχύος» 18549116

      Συγγραφέας: Κιοσκερίδης Ιορδάνης, Εκδόσεις ΤΖΙΟΛΑ& ΥΙΟΙ ΟΕ (1^η, 2008)

4.    Διδακτικό Βιβλίο « Ηλεκτρονικά Ισχύος» 14836

      Συγγραφέας: Rashid Μuhammad, Εκδόσεις ΣΤΕΛΛΑ ΠΑΡΙΚΟΥ & ΣΙΑ ΟΕ (1^η, 2010)

5.    Σημειώσεις «Ηλεκτρονικά Ισχύος – θυρίστορ, μετατροπείς, εφαρμογές»

      Συγγραφέας: Σαφάκας Αθανάσιος, 2008

6.    Σημειώσεις «Σχεδιασμός και κατασκευή Υψίσυχνων Μετασχηματιστών»

      Συγγραφέας: Τατάκης Εμμανουήλ, 2018.

7.    Σημειώσεις «Σημειώσεις Εργαστηρίου Ηλεκτρονικών Ισχύος ΙΙ»

      Συγγραφέας: Τατάκης Εμμανουήλ, 2018.

-   Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

1.    IEEE Transactions on Power Electronics

2.    IEEE Transactions on Emerging and Selected Topics in Power Electronics

3.    IEEE Transactions on Industrial Electronics

4.    IEEE Transactions on Industry Applications

5.    IEEE Transactions on Energy Conversion

6.    IEEE Transactions on Magnetics

7.    IEEE Transactions on Power Delivery

8.    IEEE Transactions on Power Systems

9.    IEEE Transactions on Sustainable Energy

10. IEEE Transactions on Transportation Electrification

11. IEEE Transactions on Industrial Informatics

12. IEEE Power Engineering Review

13. IEEE Power and Energy Magazine

14. IEEE Power and Energy Technology Systems Journal

15. IEEE Access

16. IET Proceedings – Power Electronics

17. IET Proceedings – Renewable Power Generation

18. IET Proceedings – Electric Power Applications

19. IET Proceedings – Generation Transmission and Distribution

20. European Power Electronics and Drives Journal, Taylor & Francis

21. Renewable Energy, an International Journal (EPE), Elsevier

22. Electric Power Systems Research, Elsevier

23. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Elsevier

24. Sustainable Energy Technologies and Assessments, Elsevier

25. Renewable & Sustainable Energy Reviews, Elsevier

26. Applied Energy, Elsevier

27. Energy Efficiency, Springer

28. Energy Systems, Springer

29. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, Springer

30. International Transactions on Electrical Energy Systems (former ETEP), Wiley

31. Wind Engineering, SAGE Journals

32. International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering (IJAREEIE), Ess & Ess Research Publications

33. Energy and Power Engineering, Scientific Research