Göm meny

TSFS11 Energitekniska system, 6hp - VT2 2018

Kursen avser att ge allmänna kunskaper om eltekniska system samt konstruktion och användning av förekommande elkraftteknisk utrustning. Exempel på moment som ingår i kursen:

  • Trefassystem och trefasberäkningar (visardiagram, jw-metoden,synkrongeneratorn)
  • Enfastransformatorn, trefastransformatorn
  • Likströmsmaskinen (motortyper, elektromekaniska samband, reglering, förluster/verkningsgrad)
  • Asynkronmaskinen (uppbyggnad, förluster/verkningsgrad
  • Kraftelektronik (likriktare, dioder, tyristorer, växelriktare)
Med denna grund tittar vi sedan på områden som är relevanta ur ett energitekniskt perspektiv så som
  • Energiomvandling
  • Batterier
  • Laddning
  • "Smart grid"
  • Infrastruktur

Senast uppdaterat

Här kommer information om vad som uppdaterats på sidan att läggas till när något har tillkommit eller förändrats.

Allmän information

  • Examinator och kursansvarig: Christofer Sundström, (christofer.sundstrom@liu.se eller telefon 281315)
  • Föreläsare: Christofer Sundström, Lars Eriksson, Erik Frisk , Mattias Krysander, och Tomas Uno Jonsson
  • Lektionsassistent: Kristoffer Ekberg
  • Laborationsassistent: Kristoffer Ekberg
  • Kurslitteratur:
    • "Elkraft" av Alf Alfredsson, ISBN 978-91-10057-6, Liber
    • OH-material (och nedladdningsbar bredvidläsning)
    • Laborationshandledning.

Kursinfo mm

Denna sida kan komma att uppdateras med mer information under kursens gång.

  • Schema
  • Kursplan enl LiTH:s studiehandbok
  • Exempel på gamla tentor från kursen
  • Formelblad. Detta kommer inte bifogas tentamen. Istället får ni ta med ett egenskrivet formelblad till tentamen (ni får dock om ni så önskar ta med formelbladet till tentan istället för ett egenskrivet formelblad). Se under "tentainfo" nedan.
  • Laborationskompendium för nedladdning
  • Tentamen består av 6 uppgifter varav
    • 4-5 st (antalet kan komma att uppdateras, men ca 4 st) är uppgifter som behandlar materialet från boken och lektionsräkningarna. Dessa uppgifter består alltså av räkningar/kunskapsfrågor av olika svårighetsgrad. Även frågor från laborationsdelen kan förekomma. Målsättningen är att ni ska kunna lösa uppgifter med samma svårighetsgrad som urvalet från boken samt de kompletterande uppgifterna.
    • 1-2 st är uppgifter som behandlar materialet från Fö-1,2,6,8,11 och 13. För dessa föreläsningar är det OH-bilderna, och till viss del boken, som definierar kursinnehållet. Dessa uppgifter kräver svar av diskuterande/beskrivande karaktär baserat på fakta-baserade kunskaper som ni lärt er i kursen i stort.
    • Istället för att ett formelblad delas ut vid tentamenen kommer ni få ta med ett egenskrivet A4 som ni får skriva vad ni vill på. Ni får skriva på båda sidor av pappret. Texten ska vara handskriven. Ett undantag är att ni får i stället för det egenskrivna formelbladet ta med en utskriven kopia av formelbladet som finns på kurshemsidan.

Föreläsningar och lektioner

Nedan finns föreläsningplaneringen samt material som behövs till lektioner. OH-materialet som visas under föreläsningarna kommer läggas upp innan respektive föreläsning.

Föreläsning/Lektion Sidhänvisning Föreläsningens innehåll OH
Fö 1
Kursintro, Översikt Sveriges Elsystem
Kap 12
Sid: 372-378
Bredvidläsning 1 Bredvidläsning 2 (utförlig)
Föreläsare: Christofer Sundström
Kursintro och formalia. Översikt av sveriges elförsörjning och uppdelning på energislag. Svårigheter matchning konsumtion/produktion. Starkt nät, reglerkraft, introduktion till stabilitetsproblem.
OH
Fö 2
Översikt energi och termodynamik
Föreläsare: Lars Eriksson
Olika synsätt på människans energibehov och energikällor.
OH
Fö 3
Trefassystemet
Kap 2
Sid 14-29
Föreläsare: Christofer Sundström
Repetition växelströmslära, trefas växelspänning, huvud- och fas-spänning, Rep. visardiagram och Komplex representation, Y- och D-koppling. Ekvivalens mellan Y- och D-koppling. Symmetrisk och asymmetrisk belastning.
OH
Le 1
Enfas och Trefas växelspänning
Uppgifter: 2.3, 2.8, 2.14, 2.20
Extra: 2.4, 2.5, 2.12, 2.15
Fö 4
Transformatorn, Grunder + Enfastransformator
Kap 4
Sid 47-66
Föreläsare: Christofer Sundström
Ideal transformator. Primär- och sekundär-sida, omsättning, spänningsfall, belastningsgrad, förluster och verkningsgrad. Ekvivalent kretsschema och modellering.
OH
Le 2
Ideal transformator + kretsmodell enfastransformator
Uppgifter: 4.1, 4.5, K2.1, K2.2, 4.12
Extra: 4.4, 4.11, K2.3, 4.13
Kompletterande material
Fö 5
Trefas-transformatorn + elektrisk kraftöverföring
Kap 4
Sid 47-66
Föreläsare: Christofer Sundström
Kopplingsarter för trefastransformatorn och per-fas räkningar med beräkningsexempel. Egenskaper hos ledare, ekvivalent PI-schema och effektförluster samt beräkningsexempel.
OH
Le 3
Trefas-transformatorn och kraftöverföring
Uppgifter: 4.8, 4.9, K3.1, K3.3, K3.5.
Extra: 4.7, 4.10, K3.2, K3.4
Kompletterande material
Förberedelseuppgifter Laboration 1
Trefas-transformatorn och räkningar på kraftöverföring, ekvivalent PI-schema.
Fö 6
Sveriges Elsystem + Smarta nät
Föreläsare: Christofer Sundström
Elbörsen, nordpol, mikroproduktion, elektromobilitet. Möjligheter till effektiv styrning vid införandet av nya tekniker samt deras potential.
OH
Fö 7
Introduktion till roterande maskiner samt likströmsmaskinen
Kap 7
Sid 175-185
Sid 226-233
Föreläsare: Christofer Sundström
Uppbyggnad och arbetssätt. Funktionsbeskrivning och kopplingsarter. Startström och startpådrag. Elektriska och mekaniska samband, varvtalsreglering. Tillförd och avgiven effekt och förluster (verkningsgrad). Beräkningsexempel.
OH
Animeringar
Fö 8
Batterier
Föreläsare: Mattias Krysander
Grunder i batteri-kemi, anod/katod, elektrolyt. Åldringsmekanismer. Exempel på batterikemier samt svagheter och styrkor, vikt-prestanda, spänning. Skillnad mellan energi- och effektoptimerade batterier. Ekvivalent kretsschema och åldringsmodeller.
OH, del 1, OH, del 2
Le 4
Likströmsmaskinen
Uppgifter: 7.1, 7.4, 7.7a, 7.8, 7.9
Extra: 7.3, 7.5, 7.6
Fundamenta, ekvivalent kretsschema och kopplingsarter, Momentekvation, momentkurva och varvtalsstyrning
Fö 9
Intro växelströmsmaskiner + Asynkronmaskinen
Kap 7
Sid 186-205
Sid 226-233
Föreläsare: Christofer Sundström
Uppbyggnad och arbetssätt, funktionsprincip. Ekvivalent kretsschema, momentkurva och varvtalsstyrning. Förluster och verkningsgrad. Beräkningsexempel. Starttid.
OH
Starttid
Animering roterande fält
Le 5
Asynkronmaskinen
Uppgifter: 7.10, 7.12, 7.16, 7.17, 7.21, K5.1
Kompletterande material
Momentekvation, momentkurva och varvtalsstyrning, förluster och verkningsgrad, starttid
Fö 10
Synkronmaskinen
Kap 7
Sid 206-225
Sid 226-233
Föreläsare: Christofer Sundström
Uppbyggnad och arbetssätt, funktionsprincip. Infasning och uppstart, moment och varvtalsstyrning. Förluster och verkningsgrad. Ekvivalent kretsschema. Över- och under-magnetisering. Beräkningsexempel. Borstlös DC-motor.
OH
Le 6
Synkronmaskinen
Uppgifter: 7.23, 7.26, 7.27, 7.28, 7.29 Lastvinkel, magnetisering, infasning
Förberedelser Laboration 3
Fö 11
Kraftkällor
Föreläsare: Christofer Sundström
Uppdelning av energislag. Funktionsprincip Sol, Vind, Vatten, Kol- och kärnkraft. Funktionsprincip Turbiner, Solceller, Styrningprinciper. Tidskonstanter. Maximum-power-styrning.
OH
Fö 12
Lik- och Växelriktning
67-96 (Översiktligt)
96-150 (Översiktligt)
Läshänvisning: Det viktigaste tas upp på OH
Föreläsare: Christofer Sundström
Introduktion till kraftelektriska komponenter, lik- och växel-riktning. Kopplingstyper, step-up och step-down omriktare. Frekvensomriktare.
OH
Le 7
Lik- och växelriktning
Uppgifter: K8.1, K8.4, 5.6a-c, 5.16
Extra: K8.2, K8.3
Kompletterande material
Kopplingar, likriktat medelvärde, dimensionering
Förberedelser Laboration 3
Fö 13
Diagnos, säkerhet
Föreläsare: Erik Frisk, Tomas Jonsson
Reglerkraft och styrning av elnätet. Exempel på haverier när har det gått snett och varför. Timme 2: Kraftöverföring HVDC.

Informationsansvarig: Christofer Sundström
Senast uppdaterad: 2018-05-17