Academic literature on the topic 'Kraftelektronik'

För att upprätthålla en god pedagogisk nivå inom vissa utbildningsområden av teknikvetenskaper krävs steg mot förändring och nytänkande. Ett av de generella problemen inom teknikvetenskaper är behovet av att utbilda ingenjörer som även har generiska eller mjuka färdigheter för att möta dagens samhällsutmaningar, men att ingenjörsundervisning i stort främst odlar studenternas hårda färdigheter. I denna text diskuteras hur universitetslärare inom ingenjörsområden kan reflektera kring utveckling av generiska färdigheter med små medel och utifrån tankar kring mellanmänskligt relationsskapande. För att beskriva hur förändringsarbetet kan se ut genomförs en fallstudie av räknelektioner under kursen Kraftelektronik, 5 hp, som ges på avancerad nivå vid Uppsala universitet. Efter förändringsarbetet var en högre andel studenter ganska eller mycket nöjda med kraftelektronikkursen, och fler blev även godkända vid ordinarie tentamen än året innan. Dock uppfattade vissa studenter de nya lektionerna som sämre och mer ostrukturerade än andra lektioner. Materialet är indelat i olika kategorier som kan kopplas till övriga mellanmänskliga relationer och mjuka värden för att kontrastera mot en bild av hårda matematik- eller teknikstudier och för att inspirera till ett verkligt förändringsarbete.

This project describes the design and assembly of the power electronic and control system for variable speed control of a micro scale hydro power station in Sweden. The turbine is a new type of integrated turbine-generator unit, called Turbo, designed by prof. Urban Lundin at Uppsala University. Power electronic components was dimensioned, purchased and assembled. The projects purpose is to create an installation for testing and evaluation of Turbo and the main goal was to determine Turbos optimal rotational speed. A commercial 20 kW solar power inverter from Fronius was used and it was controlled using LabVIEW and communicating through the serial protocol Modbus. To control the rotational speed of the generator a PI-regulator with negative feedback was used and controlled from LabVIEW. Test results shows a functioning system where the inverter is to slow to work in an optimal way. This is likely due to the fact that solar power inverters doesn't have to regulate as fast as inverters designed for hydro- and windpower. When testing the integrated turbine generator on site it didn't rotate and final tests could therefore not be completed. This might be because of a bearing that is not properly designed and further research on the area must therefore be completed before determining the optimal rotational speed.

Idag ser vi mer och mer problem med den miljöovänliga elproduktionen som sker runt om i världen, som skapar en högre jordtemperatur och bidrar till försämrade ekosystem för både djur och människor. Vi ser också problem för människor som bor i avlägsna platser som tillexempel flyktingläger. Därför, behövs en mobil och miljövänlig elproduktionsenhet för att kunna motverka den kommande förödande effekten av den globala uppvärmningen. Samt för att kunna förbättra livskvalitén för de människor som inte har möjligheten till elektricitet. Målet med denna rapport är att dimensionera elsystemet till en mobilsolcellspark som har möjligheten till att producera 25 kW, samt att kunna lagra den producerade energin till batterier. Rapporten kommer dessutom klargöra vilka komponenter som ingår i en solelproduktionsanläggning och hur de kan användas. Det viktigaste vid dimensioneringen kommer också att klargöras. Komponenterna som denna rapport inkluderar är: solpaneler, batteriladdningsregulator, växelriktare och batterier. Detta arbete var utfört tillsammans med Glava Energy Center.

Elvabrott och reaktiv effekt är två faktorer som förorsakar stora överkostnader vid samtliga elbolag. Dessa kostnader överförs i sinom tid till kunderna.Samtidigt mer och mer regler och normer kräver större tillsynt för kundernas fördel. Kostnaderna bör optimeras och information bli tillgängligare. Installationen av de nya fjärravläsningssystemen öppnar nya möjligheter för att förbättra dessa processer.Syftet med detta arbete är att undersöka och analysera processer och procedurer i tre elbolag för att hantera reaktiv effekt hos privatkunder och elavbrott.Resultatet visar att elbolagen är mycket konservativa med sina processer och fortfarande finns utrymme för flera förbättringar. Reaktiv effekt tas inte i beaktande och underskattas ordentligt av elbolag hos vanliga hushåll. Trots detta några försök att börja arbeta med den har redan införts. Däremot reaktiv effekt hos stora konsumenter och industri är med i detta arbete endast som ett exempel därför att där finns det omfattande kontroller och kompenseringar. Fokus i vårt fall ligger på hushåll.Angående elavbrott finns väl bestämda mekanismer. Analysen visar att det finns möjlighet att förbättra dessa processer genom att utnyttja de nya fjärravläsningsmätarna, GIS- och GPS-system.Det presenteras några lösningar där det anses vara nödvändigt men inte i den stora hela. Målet är att undersöka och beskriva processer inför framtida arbeten.

The use of silicon carbide (SiC) as a base material in power electronics has manyadvantages, including high breakdown voltage and excellent temperature endurance.However, the packaging of such electronics presents major challenges and there is aneed for packaging that can operate in higher temperature. The purpose of this thesishas been to develop a test method and verify the functionality of SiC powertransistors prototypes with a new packaging technique developed by Swerea IVF AB.It includes setting up an electrical test-bed for power and high temperature cyclingand analysis of the results. Even though test confirmed functionality after thepackaging process, (at room temperature) the performance seemed to have been reduced. This could be a result of the measurement setup and the packaging process.In higher temperature the transistors failed to operate longer than a couple ofminutes which showed the weaknesses in the design and the challenges with this typeof packaging.

Kraftelektronik AB i Växjö tillverkar en spänningslikriktare som kan konfigureras enligt kundens önskemål. Antalet parametrar som kan ändras uppgår till över 300 stycken och måste i nuläget konfigureras manuellt av en operatör.

För att förenkla önskade de att vi utvecklade ett program så konfigurationen kunde utföras i Windows-miljö.

Kraftelektronik AB in Växjö manufactures a power rectifier which can be configured according to a customer’s wish. The number of parameters which can be changed reach above 300 and must today be configured manually by an operator.

To simplify they wished that we developed a program so the configuration could be carried out in a Windows environment.

The purpose of this degree project was to build laboratory equipment for a new course in power electronics that starts this autumn 2010 at Uppsala University. The equipment is intended for student labs and it covers the most important areas of the course including rectifying, buck-/boost-converters and PWM-modulation. It is built as one sealed unit where all the electronics are built-in but visible and it has a connection board where students safely can connect the different circuits. The project has advanced from theoretical studies of circuit design, choosing of components and simulations to drawing the printed circuit board (PCB), soldering, case building, final testing and troubleshooting - basically most steps from an early idea to a final product. Measurements on the final product gave about the same results as the earlier simulations of the circuits and the result is overall satisfying.

Syftet med det här examensarbetet var att bygga laborationsutrustning till en ny kurs i kraftelektronik som börjar hösten 2010 på Uppsala Universitet. Utrustningen är avsedd för studentlaborationer och den täcker de viktigaste delarna av kursen inklusive likriktning, buck-/boost-omvandlare och pulsbreddsmodulering (PWM). Laborationsutrustningen är byggd som en sluten enhet där all elektronik är inbyggd men synlig och den har en kopplingsplatta där studenterna säkert kan koppla ihop olika kretsar. Projektet har sträckt sig från teoretiska studier inklusive kretsdesign, komponentval och simuleringar till ritande av kretskortet (PCB-kortet), lödning, byggande av höljet, sluttestning och felsökning - i huvudsak de flesta stegen från en tidig idé till en färdig produkt. Mätningar på den färdiga produkten är ganska lika de tidigare simuleringarna av kretsarna och resultatet är totalt sett tillfredställande.

Variable renewable energy sources are today increasingly integrated in the power system as a step towards the renewable society. The large-scale introduction of converter-based energy sources brings challenges in terms of reduced damping to the power system due to the reduced number of synchronous generators. This can be manifested as high rate-of-change-of-frequency and decreased grid stability. To forestall this reduced performance, it is suggested that the grid-following control of today’s converters are restructured to a grid-forming control, enabling the converter to behave closer to a synchronous machine.   This thesis compares grid-following and grid-forming control and seeks to further describe this grid-forming behavior by applying a grid-forming control method on an energy storage enhanced STATCOM-system. A continuous time model and a linearized model based on state space representations are constructed in order to investigate the grid-forming behavior but also how the converter stability is affected by a restructure from grid-following to grid-forming control.   The results indicate that the investigated grid-forming control method displays a behavior similar to synchronous machines and incorporates the ability to provide frequency response services and so called “synthetic inertia” to the grid.  The results also show that the stability of the converter (the ability to provide a bounded output when the system is perturbed) is ensured when the control method is restructured from grid-following to grid-forming and that the investigated grid-forming method is stable also in weak grid situations.