1DA1665 - Contactless Energy Transfer

Nazwa w drugim języku: 

-

Przedmiot realizowany w planach wzorcowych:

Obieralny dla katalogów:

Znalazłem 3 pozycji. (Pokaż szczegóły)

• EE I,D,EN - Group 2 - Industrial Electronics podstawowy Etap: Model 2, inżynierskie I-go stopnia, stacjonarne, angielski , sem.: 6 - 6 (WPS2021Z/2022L)
• EE I,D,EN - Group 2 - Industrial Electronics podstawowy Etap: Model 2, inżynierskie I-go stopnia, stacjonarne, angielski , sem.: 6 - 6 (WPS2022Z/2023L)
• EE I,D,EN - Group 2 - Industrial Electronics podstawowy Etap: Model 2, inżynierskie I-go stopnia, stacjonarne, angielski , sem.: 6 - 6 (WPS2023Z/2024L)

Cel przedmiotu: 

The main goal of the course is to familiarize participants with the basics of modern contactless energy transfer systems and their application for the construction of power supply systems, in particular for Electromobility. The main focus is on Inductive Power Transfer (IPT) and Wireless Power Transfer (WPT) systems. The following issues will be discussed: classification, basic parameters describing wireless power transfer systems, components and topologies of power electronic converters used in inductive transfer systems, coupling windings and HF transformers, energy flow control systems in resonant converters, selection of components and multi-criteria optimization of IPT systems, examples of design and implementation issues in stationary, on-board and dynamic battery chargers.

Treści kształcenia: 

1, Contactless power transfer (CPT) systems - introduction, classification, achieved parameters, application areas
2. Acoustic CET systems
3. Light CET systems
4. Capacitive CET systems
5. Inductive CET systems
6. Inductive power transfer (IPT) versus Wireless Power Transfer (WPT) systems
7. Improvement of the energy efficiency of IPT systems - resonant compensation
8. Induction power systems in Electromobility
9. Power electronic converters for induction power transfer systems
10. Coupling windings and HF transformers in induction systems
11. Principles of energy flow control:
- in resonant converters with tunable frequency
- in fixed frequency resonant converters
12. Optimization and selection of elements of IPT systems
13. Multi-criteria Pareto optimization of efficiency and power density of IPT coils
14. Examples of design and implementation of induction systems in stationary and on-board chargers
15. Completion and discussion of final projects for students.

Bibliografia: 

[1] R.M. Miśkiewicz P. Anczewski A.J. Moradewicz, “Analysis and investigations of inductive power transfer (IPT) systems in terms of efficiency and magnetic field distribution properties”, Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences, Vol. 67, No. 4, 2019, pp. 789-798.
[2] M. P. Kazmierkowski, A. J. Moradewicz, “Unplugged but Connected – Review of Contactless Energy Transfer Systems”, IEEE Industrial Electronics Magazine, vol. 6, no. 4, 2012, pp. 47 - 55.
[3] A. J. Moradewicz, M. P. Kazmierkowski: „High efficiency contactless energy transfer system with Power electronic resonant converter”, Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences, Vol. 57, No. 4, Dec. 2009, pp. 375-382.
[4] A. J. Moradewicz, M. P. Kazmierkowski: „Contactless Energy Transfer System With FPGA-Controlled Resonant Converter”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 57, No. 9, Sept. 2010, pp. 3181-3190.

Metody oceny: 

Individual project (50 points) and final credit (50 points).

Uwagi: 

-

Przedmioty na których bazuje dany przedmiot (prerekwizyty):

• [1DA1212] Circuits and Systems 1
• [1DA1663] Control in Power Electronics
• [1DA1313] Circuits and Systems 2

• Efekty Kształcenia dla kierunku Electrical Engineering:
• Wiedza

  Kod	Efekt Kształcenia dla kierunku	Procent	Efekt kształcenia dla przedmiotu	Sposób sprawdzania
  M2_W02	w zaawansowanym stopniu zagadnienia modelowania matematycznego procesów związanych przekształcaniem i przetwarzaniem energii elektrycznej, w tym metody i algorytmy sztucznej inteligencji, uczenia maszynowego, predykcji oraz przetwarzania danych	+ (33%)	Zna podstawy systemów bezstykowego transferu energii,parametry i obszary zastosowań w Elektromobilności. Zna strukturę systemów indukcyjnych, topologii przekształtników energoelektronicznych systemów zasilania jedno- i dwu-kierunkowych.	Indywidualne zadanie projektowe domowe
  M2_W03	w zaawansowanym stopniu zasady wykorzystywania metod i narzędzi informatycznych niezbędnych w działalności inżynierskiej, naukowej i badawczej, do symulacji i analizy procesów występujących w elektromobilności	+ (33%)	Zna metody projektowania i modelowania systemów sterowania przekształtników energoelektronicznych dla ładowarek indukcyjnych stacjonarnych i pokładowych.	Indywidualne zadanie projektowe domowe
  M2_W04	wybrane, złożone zjawiska, metody ich opisu, zasady działania elementów i urządzeń w obszarach działalności inżynierskiej stanowiących podstawę dla zagadnień występujących w elektromobilności, z uwzględnieniem trendów rozwojowych w dyscyplinie naukowej automatyka, elektronika i elektrotechnika	+ (33%)	Zna złożone problemy projektowania systemów transferu energii tranzystorowo - magnetycznych.	Indywidualne zadanie projektowe domowe
  M2_W06	w rozszerzonym stopniu zasady działania systemów przetwarzania, przesyłania, bezpiecznego użytkowania oraz poszanowania energii elektrycznej	+ (33%)	Zna działanie i stosowanie przekształtników z jednostkowym współczynnikiem mocy dla układów poszanowania energii i ich wpływ na konstrukcję ładowarek indukcyjnych.	Indywidualne zadanie projektowe domowe
  M2_W09	zaawansowane problemy kompatybilności elektromagnetycznej i odziaływania na środowisko infrastruktury wykorzystywanej w elektromobilności	+ (33%)	Zna problemy projektowania obwodów magnetycznych ładowarek indukcyjnych spełniające normy kompatybilności elektromagnetycznej.	Indywidualne zadanie projektowe domowe

• Umiejętności

  Kod	Efekt Kształcenia dla kierunku	Procent	Efekt kształcenia dla przedmiotu	Sposób sprawdzania
  M2_U02	stosować i wykorzystywać zaawansowane algorytmy i metody modelowania matematycznego do analizy procesów, rozwiązywania problemów, badania zjawisk występujących w elektromobilności	+ (33%)	Potrafii sformułować kryteria do optymalizacji projektowania złożonych systemów tranzystorowo-magnetycznych w ładowarkach indukcyjnych dla pojazdów elektrycznych w zakresie mocy 1-100 kW.	Indywidualne zadanie domowe
  M2_U03	wykorzystywać zaawansowane narzędzia informatyczne w działalności inżynierskiej, w tym do projektowania, symulacji i analizy funkcjonowania urządzeń i procesów występujących w elektromobilności	+ (33%)	Potrafii dokonać wyboru i przeprowadzić symulację komputrową przekształtnika energoelektronicznego dla ładowarek indukcyjnych.	Indywidualne zadanie domowe
  M2_U07	projektować złożone energoelektroniczne przekształtnikowe układy napędowe oraz układy przekształcania i magazynowania energii elektrycznej oraz przeprowadzać badania takich układów	+ (33%)	Potrafi zaprojektować strukturę ładowarki dwukierunkowej do współpracy z systemem (Vehicle to Grid V2G) zwrotu energii z akumulatora do sieci zasilającej.	Indywidualne zadanie domowe
  M2_U15	przygotować opracowanie o charakterze naukowych, spełniające wymagania adekwatne do publikacji w czasopiśmie naukowym, zawierające udokumentowane wyniki badań i analiz		Jest przygotowany do studiowania najnowszej literatury przedmiotu jak również oceny nowych rozwiązań, co jest podstawą przygotowania publikacji.

• Kompetencje społeczne

  Kod	Efekt Kształcenia dla kierunku	Procent	Efekt kształcenia dla przedmiotu	Sposób sprawdzania
  M2_K01	przeprowadzenia weryfikacji i krytycznej oceny własnej wiedzy i umiejętności, analizowania informacji związanych z elektromobilnością, w tym informacji prasowych i publikowanych w mediach elektronicznych		Student rozumie i śledzi postęp technologiczny i nabywa potrzebe nadążania za najnowszymi rozwiązaniami w zakresie Elektromobilności.	Prezentacja, dyskusja i obrona indywidualnego zadania projektowego.
  M2_K04	podjęcia kreatywnych i innowacyjnych działań oraz inicjatyw w zakresie promowania elektromobilności oraz inspirowania innych do podejmowania takich działań		Systemy zasilania indukcyjnego mają szerokie możliwości, ale są skomplikowane do projektowania, aby spełniały wszystkie parametry i wymagania. To stanowi ciekawe wyzwanie, którym może zachęcać innych studentów do propagowania i podejmowania tej tematyki	Prezentacja i obrona projektu oraz dyskusja o dalszych planach studenta (podjęcie pracy dyplomowej czy/i zawodowej w tej tematyce).

• • Punkty ECTS za zajęcia kontaktowe z nauczycielem: 1 
  • Punkty ECTS za zajęcia praktyczne łącznie; kontaktowe i bez kontaktu z nauczycielem: 0 
• • Uzasadnienie punktów ECTS:

  • Zajęcia kontaktowe z nauczycielem: 

    Wykład (prezentacje) 24 h
    Konsultacje 6 h

  • Zajęcia bez kontaktu z nauczycielem: 

    Praca indywidualna projektowa 6 h
    Przygotowanie do zaliczenia 4 h

  • • Sumaryczna liczba godzin pracy studenta: 40 
  • Łączna liczba punktów ECTS wynika z sumarycznej liczby godzin pracy studenta.