VÝKONOVÉ ELEKTRONICKÉ SYSTÉMY. STUPEŇ ZÁKLADNÉ TÉZY NA ŠTÁTNE SKÚŠKY Všeobecný základ názov otázky predmet 1 Výkonové polovodičové diódy, špeciálne typy diód - statické a dynamické vlastnosti, charakteristické parametre a črty, aplikačná oblasť PIN dióda Schottkyho dióda Zenerove diódy FRED a mäkko komutujúce diódy Výkonové tranzistorové štruktúry, usporiadanie štruktúry, princíp činnosti, poruchové mechanizmy, operačné oblasti, statické a dynamické vlastnosti, aplikačné využitie P-BJT tranzistory - paralelné radenie a darlingtonove zapojenie MOSFET tranzistor, SIT tranzistor IGBT tranzistor, BiMOS spínač Výkonové tyristorové štruktúry, usporiadanie štruktúry, princíp činnosti, statické a dynamické charakteristiky, aplikačné využitie SCR tyristor GATT tyristor GTO tyristor Vznik tepla v polovodičovej štruktúre a jeho odvod, odľahčovacie siete VPS Chladiace systémy - rozdelenie, vlastnosti a návrh Funkcia a typy odľahčovacích sietí pre diódy Funkcia a odľahčovacích sietí pre tranzistory Budiace obvody výkonových polovodičových tranzistorov, funkcia a všeobecný opis, schémy zapojenia, základné charakteristiky a priebehy, dimenzovanie súčiastok Budiaci obvod s unipolárnym budiacim signálom Budiaci obvod s bipolárnym budiacim signálom VE VE VE VE, NVPS NVPS
Usmerňovače, principiálne schémy zapojenia, opis činnosti vo vodivostných intervaloch, Interval komutácie, časové priebehy elektrických veličín na prvkoch Neriadený usmerňovač Poloriadený usmerňovač Riadený usmerňovač 9 Komutácia prúdu a komutačný úbytok napätia v usmerňovači - vonkajšia charakteristika Usmerňovač s kapacitným filtrom Spätný vplyv usmerňovačov na napájaciu sieť DC/DC meniče Princíp činnosti a rozdelenie Základné spôsoby riadenia výstupného napätia a prúdu DC/DC meniče bez galvanického oddelenia Rozdelenie Základné obvodové zapojenia Principiálne schémy a priebehy elektrických veličín DC/DC meniče s galvanickým oddelením Rozdelenie Základné obvodové zapojenia Principiálne schémy a priebehy elektrických veličín Základné zákony elektromagnetizmu, magnetické materiály a ich vlastnosti Skineffect vo vodičoch a v jadrách Striedače Základné obvodové princípy Rozdelenie podľa charakteru napájacieho zdroja Striedače s tranzistorovými spínačmi Vytvorenie trojfázovej sústavy napätí Cyklokonvertory a striedavé regulátory (Principiálne schémy a priebehy elektrických veličín ) Jednofázový obálkovo a fázovo riadený cyklokonvertor Elektromagnetická kompatibilita VPS Vznik rušivých signálov Väzby a ich eliminácia Spôsoby znižovania vplyvu meničov na napájaciu a záťažovú sieť, NVPS EMKE 1 Účinník 1. harmonickej, celkový účinník, faktor výkonu, harmonické a tvarové skreslenie, obmedzovacie a vyhladzovacie členy Stabilita lineárnych dynamických systémov Pojem stability lineárneho dynamického systému Podmienky vzniku nestability
1 1 1 Matematická formulácia stability Vybrané kritériá stability a ich aplikácie Kvalita regulácie Intuitívne formulovanie kvality regulácie Základné kritériá hodnotenia kvality regulácie Typy regulátorov a požadovaná funkcia regulátora Metódy vytvorenia požadovanej funkcie regulátora Inštrukčný súbor a inštrukčný cyklus mikropočítača, pamäťový podsystém, funkcia čítača a časovača Rozdelenie inštrukcií podľa druhu operácie, matematický opis Štruktúra strojového kódu, vykonanie inštrukcie procesora Rozdelenie pamäťového priestoru, pamäť dát a programu, základné dynamické parametre Vysvetlenie funkcie čítača a časovača, príklad aplikácie, spôsoby konfigurácie, ovládanie, prerušenie Sériová a paralelná komunikácia, prepojenie mikropočítača s okolím Pripojenie prídavných zariadení k mikropočítaču Rozdiel medzi paralelným a sériovým prenosom dát Štandardy sériových prepojení Funkcia master/slave Programové riadenie a časový rámec sériovej komunikácie MDSP MDSP Výkonová elektronika 1. Modelovanie výkonových polovodičových súčiastok Prostriedky, rozdelenie modelov, vlastnosti Modelovanie výkonových polovodičových súčiastok Kvázidynamické a dynamické modely tranzistorov pre výkonové aplikácie Teória automatického riadenia Regulačný obvod ako systém. Statické a dynamické vlastnosti systému a ich matematická reprezentácia Teória automatického riadenia Obrazový prenos lineárneho dynamického systému Výhody a nevýhody spojitého analógového a diskrétneho a číslicového riadenia Porovnanie výpočtovej rýchlosti a presnosti riadenia Voľba vzorkovacej frekvencie, technologické požiadavky na dobu vzorkovania ASVO ASVO
9 1 1 1 1 Obmedzenia a realizovateľnosť diskrétnych riadiacich algoritmov Diskrétny charakter výkonových polovodičových meničov, menič ako člen regulačného obvodu Prevod čísla na časový Interval, ŠIM modulátory Prúdová ŠIM Napäťová ŠIM Prevod čísla na časový Interval, ŠIM modulátory Integrované ŠIM modulátory, ŠIM modulátor ako periférne zariadenie DSP SVM modulácia Vplyv spínacej frekvencie na spínacie straty výkonového meniča a na kvalitu výstupnej riadenej veličiny, skreslenie striedavých výstupných veličín Princíp riadenia statického VAR kompenzátora (SVC). Výpočet inštalovaného výkonu SVC Riadenie PAF, bloková schéma, metódy výpočtu referenčného prúdu Riadenie SAF, bloková schéma riadenia, výpočet referenčného napätia a prúdu, Možnosť kompenzácie základnej harmonickej Riadenie dynamického reštaurátora napätia, bloková schéma, metóda energetickej náročnosti Univerzálny regulátor toku výkonu - UPFC Bloková schéma riadenia Výhody a nevýhody rozdielnych zapojení UPFC Výmena poradia PAF a SAF
1 Mechatronický systém a jeho charakteristika, vývoj teórie mechatronických systémov, súčasný a predpokladaný vývoj Hlavné prvky, periférne prvky, vzájomná kompatibilita Technické prostriedky mechatronických sústav Charakteristiky prvkov sústavy Snímače, meniče, pohony, DSP, mikropočítače Riadenie mechatronických systémov, spôsoby a technické prostriedky Vertikálny model informačného systému podniku Význam, funkcie a prepojenia vrstiev Technológia, procesná, operátorská, manažérska úroveň Control, SCADA, MES a ERP Modelovanie, simulácia a optimalizácia mechatronických sústav Definícia a zložky virtuálnej inštrumentácie (VI) Definícia a koncepcie virtuálnej inštrumentácie Základné zložky a prostriedky virtuálnej inštrumentácie (hardvérové i softvérové) Aplikačná oblasť virtuálnej inštrumentácie VI Základné prvky virtuálneho inštrumentu - blokový diagram, predný panel (LabVIEW) Meranie signálov a veličín prostredníctvom VI Základný reťazec merania a spracovania elektrického signálu prostriedkami VI Princípy snímania základných elektrických a neelektrických veličín - napätie, prúd, odpor, teplota,... Konfigurácia meracieho kanála: diferenciálne meranie, meranie voči zemi VI Potreba úpravy signálov pre meranie Úprava meraných signálov (signal conditioning) Aliasing, antialisingový filter, zosilnenie a filtrovanie signálov, optické oddelenie Vzorkovací teorém a jeho dôsledky 9 Kombinačné logické obvody a ich aplikácie VI
Charakteristika kombinačného logického obvodu, základné hradlá Vyjadrenie logickej funkcie, spôsoby jej minimalizácie a normalizácie (tvar NAND a NOR) Aplikácie s kombinačnými logickými obvodmi: kodér / dekodér, multiplexor, demultiplexor Kombinačné logické obvody a ich aplikácie 1 1 1 1 Obvody na aritmetické operácie, polosčítačka, úplná sčítačka Aritmetická a logická jednotka Pravidlá Booleovej algebry a číselné sústavy Sekvenčné logické obvody Charakteristika sekvenčných logických obvodov Základné sekvenčné logické obvody - bistabilné preklápacie obvody (synchrónne / asynchrónne, R-S, D, J-K, Master - Slave) Aplikácie so sekvenčnými logickými obvodmi Počítadlá impulzov (čítače) - synchrónne a asynchrónne Aplikácie počítadiel Analýza a syntéza počítadiel Posuvné registre, rozdelenie Syntéza a analýza posuvných registrov Aplikácie so sekvenčnými logickými obvodmi Sériový a paralelný vstup / výstup, posuvný register v úlohe sériovo-paralelného prevodníka Vizuálne systémy v mechatronických aplikáciách Definícia počítačového videnia a jeho úlohy v mechatronických aplikáciách (kognitívna zložka) Vizuálny systém a jeho základná štruktúra Senzory CCD a CMOS Vizuálne systémy - porozumenie scény Vyhľadávanie objektu v obraze, Pattern matching, Geometrical matching, Houghova transformácia PPA PPA
1 9 1 1 1 1 Autotronika a elektromobilita Rozdelenie trakčných batérií, vnútorná štruktúra, vlastnosti Energia batérie, porovnanie s konvenčnými palivami, faktory ovplyvňujúce výkon batérie Statické a dynamické charakteristiky batérií, matematický model batérie Primárne a sekundárne články, špeciálne typy akumulačných prvkov - typy, vlastnosti, použitie Nabíjacie stanice, koncepty, určenie parametrov, základné charakteristiky Spätný vplyv nabíjacej infraštruktúry na rozvodnú sieť a ich eliminácia Dynamika EV a HEV, pohybové rovnice, faktory vplývajúce na pohyb EV a HEV, energetická bilancia Architektúra EV a HEV, usporiadanie, zásobníky a spotrebiče energie DC-DC meniče pre EV a HEV - zvyšujúci, znižujúci, obojsmerný, DC-AC meniče pre EV a HEV Elektrické motory pre EV a HEV, typy, vlastnosti, porovnanie Riadiace systémy EV a HEV - riadenie toku výkonu zo zásobníka energie do motorov, rekuperácia Riadiace a komunikačné zbernice v automotívnych aplikáciách, komunikačné protokoly Zbernica CAN, účel, vlastnosti, vrstvy, CAN zbernica - štruktúra správ, rámce, adresovanie, priorita Procesory pre CAN zbernicu, CAN modul v CPU