ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΚΑΙ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΤΕΙ- ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ POWER ELECTRONICS LAB IN CHALKIS, EVIA, GREECE http://www.powerelectronicslab.info/ Dr. Nickolaos. A. Tsoligas B.Sc(Hons), M.Sc, Ph.D Loughborough & Teesside University U.K
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Γενικά (για το εργαστήριο και το σκοπό του) 2. Πραγτοποιούμενες εργαστηριακές ασκήσεις επι των : 1. Ηλεκτρονικών ισχύος 2. Βιομηχανικών Ηλεκτρονικών 3. Προσομοίωσης 3. Ασκήσεις για προχωρημένα θήτα ηλεκτρονικών ισχύος (Master-Research) βασιζόμενες στο hardware των προηγουμένων ασκήσεων 4. Εξοπλισμός Εργαστηρίου: 1. Set Ασκήσεων 2. Λοιπός εξοπλισμός 5. Κωδικοποίηση Εργαστηριακών Ασκήσεων στις 13 Εβδομάδες. 6. Final year Projects Πτυχιακές από το εργαστήριο 1. Πραγτοποιηθείσες 2. Προτεινόμενες 7. Δομή και τρόπος παρουσίασης εργαστηριακής άσκησης 8. Εξεταστική μέθοδος 9. Κανονισμός εργαστηρίου ηλεκτρονικών Ισχύος 10. Lay-Out ασκήσεων Αίθουσα εργαστηρίου 11. Προτεινόμενη βιβλιογραφία
1. ΓΕΝΙΚΑ Το εργαστήριο Ηλεκτρονικών ισχύος και βιομηχανικών ηλεκτρονικών, στο ΤΕΙ- Στερεάς Ελλάδας, είναι μια μοντέρνα προπτυχιακού κύκλου σπουδών μονάδα. Το εργαστήριο υποστηρίζει πολλές πειρατικές διατάξεις όσο αφορά το Thyristor, τις ελεγχόμενες ανορθωτικές διατάξεις μιας φάσεως καθώς και τριών φάσεων. DC Chopper, συστήτα έλεγχου στροφών σε κινητήρα συνεχούς, Ρυθμιζόμενους διακόπτες εναλλασσόμενου ρεύτος και τέλος Chopper με IGBT ελεγχόμενο με software PC. (Ενός και τεσσάρων τεταρτημορίων). 2. ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΟΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 2.0 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ 2.0.1 Aνάλυση Thyristor (SR1) Η ανακάλυψη του θυρίστορ προκάλεσε στην ενεργειακή τεχνική μια παρόμοια επανάσταση με εκείνη του τρανζίστορ στην επεξεργασία πληροφοριών. Με το θυρίστορ η ροή της ηλεκτρικής ενέργειας σε ηλεκτρικές μηχανές και διάφορες συσκευές μπορεί να ρυθμιστεί εύκολα, με χαμηλό κόστος, γρήγορα, και με ελάχιστες απώλειες. Η ισχύς που μπορεί να ρυθμιστεί με κυκλώτα θυρίστορ φθάνει τα 10 ΜW. Σκοπός της άσκησης είναι να εξετάσουμε την διακοπτική λειτουργία ενός SCR θυρίστορ με έλεγχο του ρεύτος πύλης και να μελετήσουμε τις στατικές χαρακτηριστικές ενός SCR θυρίστορ. 2.0.2 Μονοφασικη ελεγχόμενη γεφυρα με (Thyristor SR4) Με τη διάταξη αυτή μπορούμε να μετατρέψουμε την εναλλασσόμενη τάση μιας φάσης του δικτύου σε μια συνεχή τάση της οποίας ο μέσος όρος ρυθμίζεται με τη χρονική μετατόπιση των παλμών έναυσης από μια μέγιστη τιμή μέχρι το μηδέν. 2.0.3 3-Φ ελεγχόμενη γέφυρα με Thyristor (SR5) Με τη διάταξη αυτή μπορούμε να μετατρέψουμε την εναλλασσόμενη τάση τριών φάσων του δικτύου σε μια συνεχή τάση της οποίας ο μέσος όρος ρυθμίζεται με τη χρονική μετατόπιση των παλμών έναυσης από μια μέγιστη τιμή μέχρι το μηδέν.
2.0.4 Chopper (SR3) 0 ρυθμιζόμενος διακόπτης συνεχούς χρησιμοποιείται κυρίως σε οχήτα, που κινούνται με κινητήρες συνεχούς ρεύτος και χρειάζονται έλεγχο στροφών με τη βοήθεια μιας μεταβλητής τάσης. Με την αντιστροφή της πολικότητας του CHOPPER μπορεί να γίνει άνετα και η ολή πέδηση (φρενάρισ) του οχήτος (με επιστροφή της ενέργειας που απελευθερώνεται στο δίκτυο). Τρφοδοτείται με DC τάση και παράγει DC ρυθμιζόμενη τάση. Στην άσκηση αυτή θα εξετάσουμε πως με ένα κατάλληλο κύκλω μπορούμε να ρυθμίσουμε την ροή του συνεχούς ρεύτος που ρέει σε έναν κινητήρα DC ή σε οποιαδήποτε άλλη συσκευή που λειτουργεί με DC. 2.0.5 Έλεγχος κινητήρα DC (SR1Q) Ο έλεγχος ταχύτητας ενός κινητήρα DC επιτυγχάνεται με έλεγχο της τάσεως στα άκρα του τυμπάνου του κινητηρα. 2.1 BIOMHXANIKA ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ 2.1.1 Ελεγκτής Εναλλασσόμενου ρεύτος (SR2) Στην πράξη απαιτείται συχνά η ρύθμιση του εναλλασσόμενου ρεύτος που διαρρέει μια συσκευή. Σαν παραδείγτα αναφέρονται, ηλεκτροσυγκολλητικές μηχανές, ηλεκτρικοί κινητήρες με ρύθμιση στροφών, εγκαταστάσεις φωτισμού, θερντικά σώτα και ηλεκτρικοί κάμινοι κλπ. Το συνημίτονο, η ενεργός και η άεργος ισχύς υπολογίζονται με ωμικό και σύνθετο φορτίο ανάλογα με την γωνία έναυσης. 2.1.2 Έλεγχος Ροπής και ταχύτητος ενός κινητήρα (SR1Q) DC κινητήρες: Στην είσοδο τους εφαρμόζεται τάση/ρευ Volt/Ampere και η έξοδος των ροπή (Ταχύτητα). Γενικά ένας DC κινητήρας μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε Μηχανική. Η τάση που αντιστοιχεί στις επιθυμητές στροφές συγκρίνεται στην είσοδο του αντισταθμιστή στροφών με την ανάδραση της τάσης στο δρομέα του κινητήρα και τη τάση IR που αναλογεί στη πτώση τάσης στην αντίσταση του δρομέα. Επίσης η τάση εξόδου του αντισταθμιστή στροφών συγκρίνεται με τη τρέχουσα τιμή του ρεύτος στο δρομέα και οδηγεί τον αντισταθμιστή ρεύτος. 2.1.3 Αντιστροφεας μιας φάσεως (SR6) Για την παραγωγή ενός εναλλασσόμενου ρεύτος από μια πηγή συνεχούς χρησιμοποιούνται στρεφόμενοι ή στατικοί αντιστραφείς. Οι πρώτοι είναι ζεύγη
μηχανών (κινητήρας συνεχούς - ασύγχρονη ή σύγχρονη γεννήτρια), ενώ οι δεύτεροι είναι διατάξεις ηλεκτρονικής ισχύος χωρίς κινούμενα μέρη, με διόδους, θυρίστορ ή τρανζίστορ ισχύος. Με τη μεγάλη τεχνολογική πρόοδο στον τομέα της ηλεκτρονικής ισχύος, η χρήση των στατικών αντιστροφέων απλώνεται όλο και περισσότερο. Αν η συχνότητα της τάσης εξόδου ρυθμίζεται αυτοδύνα από το κύκλω ελέγχου, τότε πρόκειται για αντιστροφέα με εξαναγκασμένη οδήγηση. Αν το φορτίο είναι σειριακός ταλαντωτής, τότε το κύκλω ελέγχου μπορεί να συγχρονισθεί με την ιδιοσυχνότητα του φορτίου, η οποία και καθορίζει τη συχνότητα της τάσης εξόδου. Στην περίπτωση αυτή πρόκειται για οδήγηση φορτίου. 2.1.4 Ελεγχόμενη γέφυρα με IGBT Chopper με IGBT ελεγχόμενος από PC (IGBT-1) Αναλυση λειτουργίας IGBT, Λειτουργία ενος τεταρτημορίου, λειτουργία πολλαπλών τεταρτημορίων, διανυστικά διαγράμτα ισχύος (3D), Fourier analysis. 2.2 ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ 2.2.1 Μονοφασική γέφυρα με φίλτρο (SIM1) Ο σκοπός αυτής της εργαστηριακής προσομοίωσης είναι: Να πραγτοποιηθεί προσομοίωση της μονοφασικής ελεγχόμενης γέφυρας ο οποία οδηγεί και ελέγχει τις στροφές ενός κινητήρα συνεχούς ρεύτος με ηλεκτρεγερτική δύναμη V, και με δίοδο ελεύθερης διέλευσης. Στην έξοδο του κυκλώτος έχει συνδεθεί φίλτρο εξομάλυνσης. 2.2.2 Γέφυρα Thyristor με κινητήρα (SIM2) Ο σκοπός αυτής της εργαστηριακής προσομοίωσης είναι: Να γίνει προσομοίωση της τριφασικής ελεγχόμενης γέφυρας η οποία οδηγεί και ελέγχει τις στροφές ενός κινητήρα συνεχούς ρεύτος με ηλεκτρεγερτική δύναμη V, με και χωρίς δίοδο ελεύθερης διέλευσης. 2.2.3 Ελεγχόμενη εναλλασσόμενη τάση AC (SIM3) Ηλεκτροσυγκολλητικες μηχανές, ηλεκτρικοί κινητήρες απαιτούν ρύθμιση στροφών. Στις εγκαταστάσεις φωτισμού και θερντικών σωμάτων χρειάζεται η ρύθμιση τάσεως/ρεύτος που διαρρέει αυτές τις συσκευές. Μια μεταβλητή αντίσταση καταναλώνει ενέργεια (θερμοκρασία) και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Σ' αυτές τις περιπτώσεις χρησιμοποιούνται θυριστορ ως ρυθμιζομενοι διακόπτες τάσεως/ρεύτος. Η ρύθμιση επιτυγχάνεται
μεταβαλλόντας τη γωνία έναυσης των θυρίστορ. Η τάση εισόδου του διακόπτη είναι μια σταθερή εναλλασσόμενη τάση ενώ η έξοδος του μια μεταβλητή εναλλασσόμενη τάση. Θα εξεταστεί η επίδραση: Της συνθέτου αντιστάσεως R,L του κινητήρα επί των κυτομορφών της τάσεως και του ρεύτος εξόδου. Η επίδραση της γωνίας εναυσηςκαθώς και η επίδραση του κυκλώτος snubber επί των κυτομορφων της τάσεως και του ρεύτος εξόδου. 2.2.4 Chopper Buck-Boost (SIM4) Μετατροπείς συνεχούς ρεύτος είναι διατάξεις που μετατρέπουν μια συνεχή τάση σε συνεχή τάση με ρυθμιζόμενο σταθερό πλάτος η και πολικότητα. Οι μετατροπείς χωρίζονται σε δυο κατηγορίες, στον μετατροπέα υποβιβασμού της τάσης (step-down,buck) και στον μετατροπέα ανύψωσης της τάσης (stepup, boost) Ο σκοπός αυτής της άσκησης είναι να γίνει προσομοίωση ενός μετατροπέα ανύψωσης της τάσης (step-up, boost) η όπως ονομάζεται BUCK- BOOST μετατροπέας. 3. 0 ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ (master) ΒΑΣΙΖΟΜΕΝΕΣ ΣΤΟ HARDWARE ΤΩΝ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ 3.1 Σύστη αυτομάτου έλεγχου στροφών σε κινητήρα συνεχούς ρεύτος με χρήση του Hardware της SR4 και PID controllers.(hk1). 3.3 Συστη αυτομάτου έλεγχου στροφών σε κινητήρα AC με δακτυλιοφόρο δρομέα μέσω του hardware του Chopper SR3 και PID controllers.(hk2) 3.4 Σύστη αυτομάτου έλεγχου στροφών σε κινητήρα AC με δακτυλιοφόρο δρομέα μέσω διάταξης υποσυγχρονισμου εγκιβωτισμού (Cascade) μέσω του hardware της ελεγχόμενης γέφυρας SR5 και του Αντιστροφεα SR6, PID controllers.(hk3).
4. 0 ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ Α. Ολοκληρωμένα set εργαστηριακών ασκήσεων HARDWARE για: 1. Χαρακτηριστικών Thyristor (SR1Χ2) 2. Ρύθμιση στροφών κινητήρα Σ.Ρ μέσω ανορθωτικής γέφυρας με thyristor SR1-Q 2. Ελεγχόμενος Διακόπτης A.C (SR2Χ2) 3. Chopper (SR3) 4. Ελεγχόμενος Ανορθωτής (SR4Χ2) 5. Τριφασικός Ανορθωτής ή Γέφυρας 6 Παλμών (SR5Χ2) 6. Inverter (SR6Χ2). 7. Αυτό-μεταγωμενος μετατροπέας (chopper) ενός τέταρτου με IGBT και οδήγηση με PC. (IGBT-1) 8. Αυτό-μεταγωμενος μετατροπέας (chopper) τεσσάρων τέταρτων με IGBT και οδήγηση με software PC (IGBT-2). Κάθε άσκηση περιλαμβάνει: Ένα παλμογράφο Χ.Σ, Ένα ηλεκτρονικό βολτόμετρο και αμπερόμετρο. Η μέτρηση ισχύος πραγτοποιείται με τέσσερα αναλογικά βαττομετρα και έξη ψηφιακά. Το εργαστήριο επι πλέον διαθέτει: Ένα spectrum analyser, μια Γέφυρα μέτρησης R,L,C, και σταθμό κόλλησης και αποκόλλησης εξαρτημάτων. Β. Λοιπός εξοπλισμός Αμπερόμετρα ηλεκτρονικά (10) Βολτόμετρα ηλεκτρονικά. (10) Πολυμετρα (14) Βαττόμετρα Αναλογικά (4) Βαττόμετρα ψηφιακά (5) Παλμογράφοι (15) Spectrum Analyser (1) Γέφυρα μέτρησης R.L.C (1) 3 PC Συνδεδεμένα στις εργαστηριακές ασκήσεις Δύο Εκτυπωτές Minolta QMS-1200w 1 PC Server για το MATLAB.
1 PC για χρήση εκπαιδευτών Τροφοδοτικά (2) Κόλληση Αποκόλληση εξαρτημάτων (1) Κινητήρας-γενητρια για την SR1 και IGBT-1. PID controllers (2) Ηλεκτρονικοί Πάγκοι Εργασίας 1Φ & 3Φ (13) Βιβλιοθήκες (2) Γραφεία (2) (2+2) Αναλώσι για επιδιόρθωση των εργαστηριακών ασκήσεων 5. ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΣΤΙΣ 13 ΕΒΔΟΜΑΔΕΣ a / a OM AD A 1o 2o 3o 4o 5o 6o 7o 8o 9o 10o 11o 12o 1 Α SR1 SR1 SR2 SR2 SR3 SR3 SR4 SR4 SR5 SR5 SR6 SIM 2 Β SR2 SR2 SR3 SR3 SR4 SR4 SR5 SR5 SR6 SIM SR1 SR1 3 Γ SR3 SR3 SR4 SR4 SR5 SR5 SR6 SIM SR1 SR1 SR2 SR2 4 Δ SR4 SR4 SR5 SR5 SR6 SIM SR1 SR1 SR2 SR2 SR3 SR3 5 Ε SR5 SR5 SR6 SIM SR1 SR1 SR2 SR2 SR3 SR3 SR4 SR4 6 ΣΤ SR6 SIM SR1 SR1 SR2 SR2 SR3 SR3 SR4 SR4 SR5 SR5 7 Ζ SIM SR1 SR1 SR2 SR2 SR3 SR3 SR4 SR4 SR5 SR5 SR6 Την πρώτη εβδομάδα πραγτοποιείται η ενημέρωση του εργαστηρίου, όπου οι σπουδαστές μελετούν τις ασκήσεις που θα πραγτοποιήσουν κατά την διάρκεια του εξαμήνου. Επι πλέον πραγτοποιείται διάλεξη όπου αναλύονται οι απαιτήσεις του εργαστήριου, οι κίνδυνοι από ηλεκτροπληξία λογω κακής χρήσης των συσκευών και τέλος εξηγείται κάθε άσκηση. Η 14 εβδομάδα είναι για την αναπλήρωση των εργαστηριακών ασκήσεων και test
6. FINAL YEAR PROJECTS- ΠΤΥΧΙΑΚΕΣ Α. Μερικές τυπικές πτυχιακές εργασίες που έχουν δοθεί απο τους καθηγητές του εργαστηρίου σε σπουδαστές του ΤΕΙ-Χ. Κατασκευή Ρυθμιστή Στροφών κινητήρα συνεχούς ρεύτος. Τριφασική γέφυρα με θυριστορ για μηχανή συνεχούς ρεύτος Κύκλω έλεγχου κινητήρων Σχεδίαση οργάνου έλεγχου Linear I.C, TTL,CMOS,FLIP-FLOP Μετατροπή σημάτων A/D. Σχεδίαση κατασκευή Σχεδίαση και κατασκευή ενεργών φίλτρων Μελέτη οργάνωση Τηλεοπτικού σταθμού Δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας μέσω κυμάτων Παλίρροια Μέτρηση στροφών κινητήρα DC με Optical switches Modem Modulator- Demodulator Μελέτη και σχεδιασμός Αντλιοστασίου αποχέτευσης λυμάτων Μονοφασική γέφυρα με θυριστορ Μηχανικός βραχίονας Ελεγχόμενος από Ζ-80 και PC Μελέτη ηλεκτρονικού Ζυγού- ρυθμίσεις- ακρίβεια Μελέτη και σχεδίαση ρυθμιζόμενου διακόπτη Εναλλασσόμενου ρεύτος Τριφασικός μετατροπέας ισχύος μεταβλητής συχνότητας Μελέτη και κατασκευή κυκλωμάτων πυροδότησης τριφασικής γέφυρας ανόρθωσης Κερτιστής με GTO Αυτότος και ηλεκτρονικός περιελικτης πηνίων Μ/Σ Ηλεκτρονικός φορτιστής μπαταριών Ni Cad με microcontroller Μελέτη και υπολογισμός μετασχητιστή 50 KVA Voice Synthesizer Ηλεκτρικά και Ηλεκτρονικά συστήτα ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου Μελέτη,κατασκευή και εγκατάσταση συστήτος ασφαλείας εσωτερικού χώρου Νευρωνικά δίκτυα και εφαρμογή στα ιατρικά δεδομένα Μελέτη γεννήτριας DC ισχύος 5ΚW σύνθετης διέγερσης Μελέτη εγκατάστασης φυσικού Αερίου Σχεδίαση και υλοποίηση πομπού FM Κεραιες Μέτρηση αποστάσεων με Υπέρηχους Προγραμτισμός πλακέτας μικρο-υπολογιστικού συστήτος ως Συλλέκτης δεδομένων με σύνδεση USB
Μετασχητιστές 1:4 με χρήση toroids σε Ενισχυτές υψηλών συχνοτήτων Κατασκευή και προγραμτισμός συστήτος έλεγχου φαρκοβιομηχανίας με PIC16c57 Μονοφασικός αντιστροφέας με τρανζίστορ ισχύος 200W Παραγωγή και εξοικονόμηση ενέργειας μέσω συστημάτων διαχείρισης απορριμμάτων Β. Προτεινόμενες πτυχιακές Ψηφιακή Επεξεργασία εικόνας Χρήση του Matlab MatLab και σχεδίαση ΣΑΕ Simulink και SAE Σχεδιασμός νευρωνικών δικτύων με την βοήθεια προγραμμάτων προσομοίωσης. Εισαγωγή στα νευρωνικά δίκτυα Μικρό Αυτόνομο φωτοβολταικο σύστη (Μελέτη κατασκευή και λειτουργιά) Ιατρικές εικόνες και επεξεργασία με το matlab 7. ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ Κάθε Άσκηση πρέπει να περιέχει τα παρακάτω μέρη: 7.1 Τίτλος του πειράτος Περιέχεται στην πρώτη σελίδα της έκθεσης. Η σελίδα αυτή περιλαμβάνει επίσης το όνο, το τμή και την ομάδα αυτού που τη έγραψε, καθώς και την ημερομηνία πραγτοποίησης και την ημερομηνία παράδοσης. 7.2 Σκοπός του πειράτος Σε μια ή δυο προτάσεις εξηγήστε ποιος ήταν κατά τη γνώμη σας ο σκοπός του πειράτος. 7.3 Όργανα και εξαρτήτα Η επιτυχία ενός πειράτος εξαρτάται και από το είδος των οργάνων που χρησιμοποιήθηκαν. Θα πρέπει λοιπόν να αναφέρετε τους τύπους των οργάνων που χρησιμοποιήσατε. Θα πρέπει επίσης να αναφέρετε τα διάφορα
εξαρτήτα που χρησιμοποιήθηκαν στο πείρα ζί με τα χαρακτηριστικά τους πχ αντίσταση 1 kω-1/2 W, 2 τρανζίστορς 2Ν2219 κ.λ.π. 7.4 Περιγραφή του πειράτος Στο μέρος αυτό της έκθεσής σας περιγράφετε ένα-ένα τα βήτα που χρησιμοποιήσατε κατά τη διάρκεια του πειράτος. Η περιγραφή σας πρέπει να είναι τέτοια που να δίνει τη δυνατότητα σε έναν αναγνώστη με τις δικές σας γνώσεις, για να κατανοήσει τι ακριβώς κάνατε. Μην αναφέρετε περιττές λεπτομέρειες. Έτσι για παράδειγ αντί να γράψετε "ο κόκκινος ακροδέκτης του βολτομέτρου συνδέθηκε στον θετικό ακροδέκτη του τροφοδοτικού και ο ύρος ακροδέκτης συνδέθηκε στον αρνητικό ακροδέκτη", μπορείτε να γράψετε απλά "συνδέσαμε το κύκλω στο τροφοδοτικό". Εδώ θα σχεδιάσετε το κύκλω ή τα κυκλώτα του πειράτος με τις τιμές των εξαρτημάτων. Τα κυκλώτα πρέπει να έχουν αριθμό πχ Κύκλ. 1, Κύκλ. 2 κλπ 7.5 Αποτελέστα μετρήσεων-υπολογισμοί-διαγράμτα Εδώ περιέχονται όλες οι μετρήσεις που έγιναν κατά τη διάρκεια του πειράτος. Οι μετρήσεις αυτές πρέπει να παρουσιάζονται με τη μορφή πινάκων στους οποίους πρέπει να φαίνονται τα μεγέθη και οι μονάδες τους. Κάθε πίνακας θα πρέπει να έχει και τον αντίστοιχο αριθμό πχ Πίν. 1, Πίν. 2 κλπ Στο μέρος αυτό της έκθεσης πρέπει να φαίνονται και οι υπολογισμοί που κάνατε. Αποτελέστα χωρίς να φαίνονται οι υπολογισμοί δεν λαμβάνονται υπόψη κατά τη βαθμολογία. Υπογραμμίστε τα αποτελέστά σας. Αναφέρετε το μέγεθος στο οποίο αναφέρεται ο υπολογισμός που κάνατε. Ακολουθείστε το παρακάτω παράδειγ: Υπολογισμός της αντίστασης εισόδου Rin είναι : άρα Rin=50 kω, Στο μέρος αυτό της έκθεσής σας πρέπει να παρουσιάσετε και τα διαγράμτα που σας ζητούνται. Είναι προτιμότερο να χρησιμοποιήστε τον υπολογιστή για τα διαγράμτά σας. Γενικά η παρουσίαση της όλης έκθεσής σας με χρήση υπολογιστή εκτιμάται πολύ κατά τη βαθμολογία. Αν δεν έχετε τη δυνατότητα χρήσης υπολογιστή, σχεδιάστε τα διαγράμτά σας σε μιλλιμετρέ χαρτί. Οι άξονες πρέπει να δείχνουν τα μεγέθη και τις αντίστοιχες μονάδες. Τα σημεία της καμπύλης πρέπει να φαίνονται καθαρά. Καμπύλες στις οποίες τα σημεία δεν φαίνονται καθαρά δεν θεωρούνται σωστές. Για τα σημεία χρησιμοποιείστε τα σύμβολα:, ή o. Εάν στο ίδιο σύστη αξόνων σχεδιάσετε πολλές καμπύλες, χρησιμοποιείστε διαφορετικό χρώ για κάθε μια. Κάθε διάγραμ
πρέπει να έχει τίτλο, πχ " Σχ. 4. Μεταβολή του ρεύτος εξόδου Ιout, σε συνάρτηση με το ρεύ εισόδου Iin". Χρησιμοποιείστε κλίκες που να διαβάζονται εύκολα, πχ 1 V=1 cm ή 2 cm και όχι 1 V=0,7 cm ή 0,9 cm. Πολλοί σπουδαστές στις καμπύλες που σχεδιάζουν προσπαθούν να ενώσουν τα διάφορα σημεία με ευθείες "ζιγκ-ζαγκ". Αυτό είναι λάθος. Οι καμπύλες πρέπει να είναι χωρίς γωνίες και να πλησιάζουν τη θεωρητική τους μορφή. Τα παρακάτω σχήτα δίνουν παραδείγτα λανθασμένων και σωστών καμπυλών. 7.6 Σχόλια και συμπεράστα Το μέρος αυτό είναι το βασικότερο της έκθεσης σας και έχει μεγάλη βαρύτητα στη βαθμολογία. Εδώ πρέπει να αναφέρετε μερικά σχόλια για τα αποτελέστά σας. Αν νομίζετε ότι υπάρχουν πηγές σφαλμάτων αναφέρετέ τις με λεπτομέρειες. Ανάμεσα στις πηγές αυτές μπορεί να είναι η μη ακρίβεια των οργάνων, η ανοχή των εξαρτημάτων (πχ αντιστάσεων, πυκνωτών κ.λ.π) και ο ανθρώπινος παράγων. Αποφεύγετε γενικότητες του είδους "το σφάλ οφείλετε στην ανοχή των αντιστάσεων". Εάν οι ανοχές των αντιστάσεων είναι πηγή σφάλτος, εξηγήστε γιατί είναι και πόσο είναι. Αν υπήρξαν αντικειμενικές δυσκολίες που δεν σας άφησαν να ολοκληρώσετε το πείρα, αναφέρετέ τις με λεπτομέρειες. Εξηγήστε γιατί δεν ξεπεράσατε τις δυσκολίες αυτές με τη βοήθεια του υπεύθυνου του εργαστηρίου. Κριτικάρετε τον τρόπο εκτέλεσης του πειράτος (κανένα σύστη δεν είναι τέλειο) Σχολιάστε κατά πόσο συμφωνούν τα αποτελέστα σας με τη θεωρία και δικαιολογήστε τυχόν διαφορές. Τα συμπεράστά σας πρέπει να αναφέρονται στους σκοπούς του πειράτος
που διατυπώσατε στην αρχή της έκθεσης σας. Μην αναφέρετε συμπεράστα που δεν απορρέουν από τη διαδικασία του πειράτος. Αναφερθείτε στα αποτελέστά σας για να δικαιολογήστε τα συμπεράστά σας. Στις επόμενες σελίδες σας δίνεται ένα δείγ εργαστηριακής έκθεσης στο οποίο τονίζονται όλα τα παραπάνω σημεία. Όταν σας ζητηθεί να γράψετε και να παραδώσετε έκθεση στο εργαστήριο θα πρέπει και εσείς να κινηθείτε στο ίδιο ακριβώς πλαίσιο. Δηλ. θα πρέπει η έκθεσής σας να έχει την ίδια δομή ακριβώς όπως και το δείγ που σας δίνεται. 8. ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ Κάθε άσκηση πραγτοποιείται σε δυο δίωρα. Οι σπουδαστές κατά από την επίβλεψη του καθηγητού τους πραγτοποιούν τις μετρήσεις που απαιτεί η κάθε άσκηση. Στο τέλος κάθε εργαστηριακής άσκησης ετοιμάζουν (οι σπουδαστες) και παραδίδουν στον καθηγητή τους ένα τετράδιο στο οποίο περιγράφουν: τον σκοπό της άσκησης, τα όργανα που χρησιμοποιηθήκαν, τις μετρήσεις που πραγτοποίησαν και τις παραγόμενες από αυτές καμπύλες. Για κάθε καμπύλη γράφονται συμπεράστα και σχόλια. Ο επιβλέπων καθηγητής διορθώνει τα εργαστηριακά τετράδια των σπουδαστών (παρατηρήσεις, ελλείψεις, υποδείξεις) βάζοντας και την σχετική βαθμολογία και τα επιστρέφει στους σπουδαστές. Όχι πάντοτε, αφού ολοκληρωθούν όλες οι εργαστηριακές ασκήσεις οι σπουδαστές καλούνται σε γραπτό test η ακόμη καλούνται σε πραγτοποίηση της εργαστηριακής άσκησης χωρίς την βοήθεια του επιβλέποντος καθηγητού. Η βαθμολογία σε αυτή την περίπτωση προτίθεται με την βαθμολογία των εργαστηριακών ασκήσεων του τετραδίου. 9. ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ Υπάρχει μια συγκεκριμένη μεθοδολογία την οποία πρέπει να ακολουθήσετε για να περάσετε επιτυχώς το μάθη του εργαστηρίου. Θα πρέπει: 1. Να προσέρχεστε την κανονική ώρα στο εργαστήριο. Σπουδαστής που έρχεται καθυστερημένος στο εργαστήριο δεν μπορεί να παρακολουθήσει την άσκηση. 2. Κάθε φορά που προσέρχεστε στο εργαστήριο πρέπει να ενημερώνεστε ποια θα είναι η επόμενη άσκηση. Στο αντίστοιχο φυλλάδιο σημειώσεις αναφέρεται η θεωρεία της άσκησης και η εργασία που θα πραγτοποιήσετε
στο εργαστήριο. 3. Να προσέρχεστε στο εργαστήριο έχοντας μελετήσει προηγουμένως το πείρα. Πρέπει να γνωρίζετε τη θεωρεία της άσκησης από τις σημειώσεις του εργαστηρίου. 4. Πρέπει να είστε κατατοπισμένοι πάνω στην εργασία που θα σας ζητηθεί να πραγτοποιήσετε στο εργαστήριο. 5. Στην αρχή κάθε άσκησης θα γίνεται προφορική ή γραπτή εξέταση πάνω στη θεωρεία και στην εργασία που αναφέρεται στην Άσκηση. Τυχόν απορίες πρέπει να διατυπώνονται πριν από την εξέταση. Σπουδαστής που δεν θα ανταποκριθεί θετικά στην εξέταση δεν μπορεί να περάσει με επιτυχία την άσκηση. 6. Κατά τη διάρκεια του πειράτος θα χρειαστεί να γίνουν υπολογισμοί και διαγράμτα. Για τον λόγο αυτόν θα πρέπει να είστε εφοδιασμένοι με υπολογιστή τσέπης, χάρακα και μιλλιμετρέ χαρτί απλό και ημιλογαριθμικό με πέντε τουλάχιστον πίνακες. Σπουδαστής που έρχεται στο εργαστήριο χωρίς τα παραπάνω βαθμολογείται με χαμηλό βαθμό. 7. Μετά το τέλος του πειράτος και εφόσον εκτελέσατε την άσκηση επιτυχώς, θα πρέπει να ετοιμάσετε την εργαστηριακή άσκηση στο σπίτι σας και να την προσκομίσετε στο αμέσως επόμενο μάθη. Η δομή της παρουσίασης περιγράφεται αναλυτικά σε άλλη παρουσίαση του εργαστηριού 8. Κατά τη διάρκεια πραγτοποίησης της άσκησης θα πρέπει να συνεργάζεστε αρμονικά με τους συμθητές σας της ίδιας ομάδας. Σκοπός του εργαστηρίου είναι να ενισχύσει τη συνεργασία αυτή. 9. Αν κάποιος από την ομάδα δεν έχει αντιληφθεί τι ακριβώς γίνεται στην άσκηση ή δεν είναι σε θέση να πραγτοποιήσει το κύκλω, θα πρέπει να ζητήσει τη βοήθεια των άλλων μελών της αμάδας ή του υπεύθυνου του εργαστηρίου. Σε περίπτωση που δεν το κάνει εκθέτει και τα άλλα μέλη της ομάδας τα οποία θεωρούνται υπεύθυνα με ανάλογη μείωση της βαθμολογίας. 10. Αν νομίζετε ότι έχετε τελειώσει την άσκηση πρέπει να ειδοποιήσετε τον υπεύθυνο του εργαστηρίου, χωρίς να αποσυνδέσετε το κύκλωμά σας και να είστε σε θέση να απαντήσετε στις ερωτήσεις που αναφέρονται στο πείρα. Σε διαφορετική περίπτωση η βαθμολογία σας μειώνεται και σε μερικές περιπτώσεις κινδυνεύετε να χάσετε την άσκηση. 11. Αν παρόλη την προετοισία που έχετε κάνει, σε κάποιο σημείο της άσκησης έχετε δυσκολίες ή δεν είστε σίγουροι ότι αυτό που κάνετε είναι σωστό, ζητήστε χωρίς κανέναν ενδοιασμό τη βοήθεια των υπευθύνων του εργαστηρίου και διατυπώστε καθαρά την απορία σας. 12. Μετά από κάθε μέτρηση ελέγξετε τα αποτελέστά σας με τους
υπεύθυνους του εργαστηρίου. Μην περιμένετε στο τέλος της άσκησης να ελέγξετε τα αποτελέστά σας όταν πιθανόν το κύκλω έχει αλλάξει μορφή και η ώρα έχει πλέον λήξει. Όλα αυτά σας δημιουργούν προβλήτα στη βαθμολογία. 13. Να υπολογίζετε ότι η άσκηση στο εργαστήριο πρέπει να έχει τελειώσει 10-15 λεπτά πριν τη λήξη της περιόδου. Μη σπαταλάτε πολύτιμο χρόνο στην αρχή συζητώντας για άλλου είδους δραστηριότητες και επιδόσεις σας εκτός αυτές του εργαστηρίου. 14. Αν δεν προλάβετε να τελειώσετε την άσκηση λόγω αντικειμενικών δυσκολιών (πχ ελλειμτική λειτουργία οργάνων) είσαστε απόλυτα δικαιολογημένοι. 15. Αν όμως η άσκηση δεν έχει τελειώσει λόγω δικών σας αδυναμιών η βαθμολογία σας θα είναι μικρή. 16. Για να περάσετε επιτυχώς το εργαστήριο θα πρέπει το άθροισ των βαθμολογίων των ασκήσεων και πιθανού test που θα πραγτοποιηθεί κατά την διάρκεια του εξαμήνου να συγκεντρώνει βαθμολογία ιση με το πέντε η μεγαλύτερη. 10. Lay-out Εργαστηριακών Ασκήσεων - Χώρος Το εργαστήριο Ηλεκτρονικών Ισχύος καλύπτει μια επιφάνεια περίπου 150 τ.μ, χωρισμένη στον αμιγώς χώρο του εργαστηρίου, στο χώρο των γραφείων (2 ανεξάρτητοι χώροι και τέλος τον χώρο της αποθήκης των αναλωσίμων εξαρτημάτων, στον χώρο αυτό πραγτοποιείται και το Service όλων των εργαστηριακών Ασκήσεων. Το εργαστήριο επί πλέον τροφοδοτείται με μονοφασική και τριφασική τάση απαραίτητη για τις ανάγκες των ασκήσεων ισχύος. Η παροχή νερού εξυπηρετεί στην απαραίτητο καθαρισμό των χώρων, των εκπαιδευόμενων και των καθηγητών. Επισυνάπτεται το lay-out του χώρου.
11. ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΣΧΥΟΣ. Εργαστήριο ηλεκτρονικών ισχύος και βιομηχανικών ηλεκτρονικών Σημειώσεις : Νικ. Τσολιγκας Power Electronics: Circuits, Devices and Applications, by: Muhammad Rashid. Power Electronics:, by Kjeld Thorborg Ηλεκτρονικά Ισχύος:, Στεφανος Μανιας Ηλεκτρονικά Ισχύος και Βιομηχανικά Ηλεκτρονικά by Χατζηπροκοπιου Μάριος