Tehoelektroniikan laitos

7801000 Tehoelektroniikan perusteet, 2 ov
Introduction to Power Electronics, 2 cu

Professori HEIKKI TUUSA
Luentoja 14 h. Lasku- ja laboratorioharjoituksia 14 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Torstai 12-14, sali S3.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	2	-	-
Harjoitukset (h)	-	-	2	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Johdanto tehoelektroniikkaan. Puolijohdekomponenttien, tasasuuntaajien, hakkuriteholähteiden ja vaihtosuuntaajien perusteet. Tehoelektroniikan sovellutusesimerkkejä.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen, lasku- ja laboratorioharjoitusten sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Luentomoniste.
HUOMAUTUKSIA: Suositellaan sähkötekniikan opiskelijoille, varsinkin tehoelektroniikkaan ja elektroniikkaan suuntautuville.

7801150 Tasasuuntaajat, 3 ov
Rectifier Circuits, 3 cu

Professori JUHANI KÄRNÄ
Luentoja 28 h. Harjoituksia 14 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Keskiviikko ja torstai 8-10, sali SE217.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	4	-	-	-
Harjoitukset (h)	-	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Katsaus tehoelektroniikkaan. Verkkokommutoitujen tasa- ja vaihtosuuntaajien toiminta. Sovellutus- ja simulointiesimerkkejä. Laskuharjoituksia.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen ja harjoitusten sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Mohan, Undeland and Robbins, Power Elec-tronics: Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, Second Edition, 1995, luvut 1-6.

7801300 Tehoelektroniikan sovellutukset, 3 ov
Power Electronics Applications, 3 cu

Professori JUHANI KÄRNÄ
Luentoja 28 h. Harjoituksia 14 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Keskiviikko ja torstai 8-10, sali SE217

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	-	4	-
Harjoitukset (h)	-	-	-	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Esimerkkejä tehoelektroniikan sovellutuksista ja niihin liittyvistä erikoiskysymyksistä. Teollisuus (moottorikäytöt, induktio- ja vastuskuumennus, hitsaus). Sähkönjakelutekniikka (dc-voimansiirto, loistehon kompensointi, yliaaltojen suodatus). Kotitalous (valaistuksen ohjaus- ja säätö, pienmoottorikäytöt). Uusiutuvat energialähteet (aurinko- ja tuulienergia). Liikenne (sähköautot ja -junat, liikenteen ohjaus). Varavoimajärjestelmät (UPS). Ilman laadun parantaminen (sähkösuodattimet). Lasku- ja simulointiharjoituksia.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen ja harjoitusten sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Luentomoniste.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 7801150 Tasasuuntaajat, 78110 Tehoelektroniikan komponentit, 78120 Vaihtosuutaajat.
HUOMAUTUKSIA: Korvaa opintojakson 78130 Teollisuuskäyttöjen tehoelektroniikka

7801350 Tehoelektroniikan ja sähkönkäyttötekniikan erikoistyö, 1-4 ov
Project Work in Power Electronics and
Power Utilization, 1-4 cu

Professori HEIKKI TUUSA,
professori JUHANI KÄRNÄ,
yliassistentti MIKA SALO
Harjoituksia 28-112 h.
TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Pienimuotoinen tutkimustyö tai tuotekehitysprojekti erikseen ohjaajan kanssa sovittavasta tehoelekroniikkaan tai sähkönkäyttötekniikkaan liittyvästä aiheesta, kirjallinen raportti ja suullinen esitys.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytty kirjallinen ja suullinen esitys, osallistuminen seminaaritilaisuuksiin.

7801450 Sähkömoottorit, 4 ov
Electrical Machines, 4 cu

Professori HEIKKI TUUSA
Luentoja 28 h. Harjoituksia 14 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Tiistai ja keskiviikko 10-12, sali SE217.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	4	-	-
Harjoitukset (h)	-	-	2	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Tasavirta-, epätahti- ja tahtikoneet, kestomagneetti- ja reluktanssimoottorit, askelmoottorit. Laboratoriotyö aiheesta: Tahtikone. Laskuharjoituksia.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen ja harjoitusten sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Luentomoniste.

7801550 Sähkömoottorikäyttöjen laboratoriotyöt, 2 ov
Laboratory Cource in Motor Drives, 2 cu

Assistentti PASI PUTTONEN
Harjoituksia 14 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	-	-	-
Harjoitukset (h)	2	-	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Perehtyminen käytännössä erilaisiin moottorikäyttöihin. Laboratoriotyöt: Moottorin suojarele, oikosulkumoottorin pehmeäkäynnistin, tasavirtamoottorikäyttö, oikosulkumoottorikäyttö, servokäyttö.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritetut laboratoriotyöt ja työselostukset.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 7801150 Tasasuuntaajat, 78120 Vaihtosuuntaajat, 7801450 Sähkömoottorit, 78151 Sähkömoottorikäytöt.
HUOMAUTUKSIA: Opintojakson voi suorittaa vain samanaikaisesti opintojakson 78151 Sähkömoottorikäytöt kanssa.

7801600 Valaistustekniikan perusteet, 3 ov
Introduction to Illumination Engineering, 3 cu

DI TAPANI NURMI
Luentoja 28 h. Laskuharjoituksia 14 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Tiistai ja perjantai 8-10, sali SE217.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	4	-	-
Harjoitukset (h)	-	-	2	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Valaistuksen historia. Suureet, yksiköt ja peruskäsitteet. Peruslakeja ja -laskelmia. Näkemisen perusteet, väri ja värintoisto. Valonlähteet ja valaisimet (myös valoputket ja valokuidut). Valaistusvoimakkuuden ja häikäisyn laskennan perusteet. Valaistuksen mittaaminen ja arvosteleminen sekä sisä- ja ulkovalaistuksen arvostelumenetelmät. Työturvallisuus. Julkisivu- ja maisemavalaistus. Energian tarkoituksenmukainen käyttö valaistuksessa. Kenttämittaukset (valaistusvoimakkuus, luminanssi). Demonstraatioita ja laskuharjoituksia.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen ja harjoitusten sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Luentomoniste.
HUOMAUTUKSIA: Korvaa opintojakson 78160 Valotekniikka. Luennoidaan joka toinen vuosi, ensimmäisen kerran keväällä 2001. Opintojakso soveltuu hyvin myös muiden koulutusohjelmien opiskelijoille.

7801650 Erikoisvalotekniikka, 3 ov
Special Topics of Illumination Engineering, 3 cu

DI TAPANI NURMI
Luentoja 28 h. Harjoituksia 14 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Tiistai ja perjantai 8-10, sali SE217.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	4	-	-
Harjoitukset (h)	-	-	2	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Valaistusvoimakkuuden ja häikäisyindeksin laskenta (BZ-, NB- ja pistemenetelmä). Tievalaistus, liikenteen valo-ohjaus (tie-, meri- ja lentoliikenne). Valaisimien ja niiden optiikan suunnittelun periaatteet. Erikoisvalonlähteet ja -valaisimet (ledit, valokaapelit, valoputket, heijastinkalvot). Laboratorio- ja kenttämittaukset (mm. valovirta, valonjakokäyrät, spektri, heijastumissuhde). Demonstraatioita ja laskuharjoituksia.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen ja harjoitusten sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Luentomoniste.
VAADITTAVAT ESITIEDOT: 7801600 Valaistustekniikan perusteet.
HUOMAUTUKSIA: Luennoidaan joka toinen vuosi, ei luennoida keväällä 2001.

7801700 Sähkökäyttöjen mallintaminen, 3 ov
Modelling of Electrical Drives, 3 cu

Professori HEIKKI TUUSA
Luentoja 28 h. Harjoituksia 14 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Tiistai ja keskiviikko 10-12, sali SE217.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	4	-	-	-
Harjoitukset (h)	-	2	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Perehdytään sähkökoneen analyysin matemaattisiin menetelmiin. Tasavirtakoneen, oikosulkumoottorin ja tahtikoneen dynaamiset mallit. Esimerkkejä sähkökoneiden muutostilojen laskemisesta ja suuntaajien avaruusvektoripohjaisista malleista. Dynaamisten mallien numeerinen ratkaiseminen. Harjoitustyönä sähkömoottorin yksinkertaisten muutostilojen tutkiminen Simulink-ohjelmiston avulla.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen ja harjoitusten sisällöstä sekä hyväksytysti suoritettu harjoitustyö.
KIRJALLISUUS: Ilmoitetaan luentojen yhteydessä.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 7801450 Sähkömoottorit, 78151 Sähkömoottorikäytöt.
HUOMAUTUKSIA: Voi sisällyttää myös jatko-opintoihin.

78110 Tehoelektroniikan komponentit, 3 ov
Power Semiconductor Devices, 3 cu

Professori JUHANI KÄRNÄ
Luentoja 28 h. Harjoituksia 14 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Keskiviikko ja torstai 8-10, sali SE201.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	4	-	-	-	-
Harjoitukset (h)	2	-	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Tehokomponentit (tyristori, GTO, tehodiodi, tehotransistori, FET, IGBT) ja niiden valinta. Tehohä-viöt ja lämpeneminen. Ohjaus- ja suojauspiirit. Toiminta hakkurisovellutuksissa. Pienmuuntajat ja kuristimet. Virran, pyörimisnopeuden ja asentokulman mittausmenetelmät. Passiiviset komponentit. Tutustuminen komponentteihin. Laskuharjoituksia.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen ja harjoitusten sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Ilmoitetaan luentojen yhteydessä.

78120 Vaihtosuuntaajat, 3 ov
Frequency Converters, 3 cu

Professori HEIKKI TUUSA
Luentoja 28 h. Harjoituksia 14 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Tiistai ja keskiviikko 10-12, sali SE217.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	-	4	-
Harjoitukset (h)	-	-	-	2	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Yksi- ja kolmivaiheiset jännitevälipiirilliset vaihtosuuntaajat, PWM-menetelmät, yliaaltojen eli-minointimenetelmät, virtavälipiirilliset ASCI- ja PWM-vaihtosuuntaajat, verkkovaihtosuuntaajat, EMC, suodatukset. Laskuharjoituksia.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen ja harjoitusten sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Mohan, Undeland and Robbins, Power Electronics: Converters, Applicational Design, John Wiley & Sons, Second Edition, 1995, luvut 8, 9, 12, 14 ja 18. Jaettava lisämateriaali.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 7801150 Tasasuuntaajat, 78110 Tehoelektroniikan komponentit.
HUOMAUTUKSIA: Voi sisällyttää myös jatko-opintoihin.

78142 Tehoelektroniikan suunnitteluprojekti, 3-5 ov
Design Project in Power Electronics, 3-5 cu

Yliassistentti MIKA SALO
Laboratorioharjoituksia 42-70 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	-	-	-
Harjoitukset (h)	3+	3+	2	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Pienimuotoisen, tehokomponenteilla toteutetun laitteen suunnittelu, kokoaminen ja testaus.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 78110 Tehoelektroniikan komponentit, 78190 Hakkuriteholähteet.

78151 Sähkömoottorikäytöt, 4 ov
Motor Drives, 4 cu

Professori HEIKKI TUUSA
Luentoja 42 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Tiistai ja keskiviikko 9-12, sali SE217.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	6	-	-	-	-
Harjoitukset (h)	-	-	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Sähkömoottorikäytön rakenne, kuormitusmomentin ja liiketilan laskeminen, moottorin suojaus ja valinta lämpenemän perusteella, tasavirta-, oikosulku-, liukurengas- ja tahtimoottorikäytöt.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Luentomoniste.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 7801150 Tasasuuntaajat, 78120 Vaihtosuuntaajat, 7801450 Sähkömoottorit.

78180 Sähkömoottorikäyttöjen ohjaustekniikka, 3 ov
Control of Electrical Drives, 3 cu

Yliassistentti MIKA SALO
Luentoja 28 h. Harjoituksia 14 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Tiistai ja torstai 12-14, sali SE217.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	4	-	-
Harjoitukset (h)	-	-	2	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Sähkökoneiden säätöön ja ohjaukseen perehtyminen. Tasavirtamoottorin säätö. Oikosulkumoottorin vektorisäätö. Tahtimoottorin vektorisäätö. Sähkökäytön mittaustekniikka ja signaalien suodatus. Säätöalgoritmit. Mikroprosessoripohjainen nopeudensäätöjärjestelmä. Harjoitustyönä vektorisäädetyn oikosulkumoottorikäytön simulointi Simulink-ohjelmiston avulla.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen ja harjoitusten sisällöstä sekä hyväksytysti suoritettu harjoitustyö.
KIRJALLISUUS: Ilmoitetaan myöhemmin.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 78151 Sähkömoottorikäytöt, 7801700 Sähkökäyttöjen mallintaminen, 76400 Säädön suun-nittelu.
HUOMAUTUKSIA: Voi sisällyttää myös jatko-opintoihin.

78190 Hakkuriteholähteet, 3 ov
Switching Power Sources, 3 cu

Professori JUHANI KÄRNÄ
Luentoja 28 h. Harjoituksia 14 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Keskiviikko ja torstai 8-10, SE217.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	-	-	4	-	-
Harjoitukset (h)	-	-	2	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Perehtyminen tavanomaisiin hakkuriteholähdetopologioihin. Resonanssisuuntaajien perusteet. Ohjausperiaatteet, virran ja jännitteen säätö. Hakkurimuuntajan ja kuristimen mitoitusperiaatteet. Stabilisuuskysymykset. Laskuharjoituksia.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen ja harjoitusten sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Mohan, Undeland and Robbins, Power Electronics: Converters, Applications and Design, John Wiley& sons, Second Edition, 1995, luvut 7, 10, 30-1, 30-2, 30-3, 30-7 ja 30-8.
SUOSITELTAVAT ESITIEDOT: 78110 Tehoelektroniikan komponentit.
HUOMAUTUKSIA: Voi sisällyttää myös jatko-opintoihin.

78200 Tehoelektroniikan ja sähkönkäyttötekniikan diplomityöseminaari, 1 ov
Master's Thesis Seminar on Power Electronics and Power Utilization, 1 cu

Professori JUHANI KÄRNÄ,
professori HEIKKI TUUSA
Seminaareja 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	1+	1+	1+	1	-
Harjoitukset (h)	-	-	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Diplomityön tekemiseen liittyvien asioiden selvittely. Henkilökohtaista ohjausta.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Osallistuminen vähintään viiteen seminaaritilaisuuteen, seminaariesitelmän pitäminen, diplomityö.
HUOMAUTUKSIA: Osallistuminen seminaaritilaisuuksiin kannattaa aloittaa jo kolmannen vuosikurssin aikana. Tehoelektro-niikkaan liittyvät seminaarit pidetään yhdessä elektroniikan laitoksen kanssa.

78300 Tehoelektroniikan ja sähkönkäyttötekniikan jatko-opintokurssi, 3-5 ov
Post-Graduate Course in Power Electronics and Power Utilization, 3-5 cu

Professori JUHANI KÄRNÄ,
professori HEIKKI TUUSA,
yliassistentti MIKA SALO
Luentoja 56 h. Harjoituksia 28 h.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	2+	2+	2+	2	-
Harjoitukset (h)	1+	1+	1+	1	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Määräytyy kunkin opintojakson aihepiirin mukaisesti.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen ja harjoitusten sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Määräytyy kunkin opintojakson aihepiirin mukaisesti.

78401 Sähkötekniikan perusteet K, 3 ov
Introduction to Electrical Engineering, 3 cu

DI TAPANI NURMI
Luentoja 28 h. Lasku- ja laboratorioharjoituksia 21 h.
LUENTOPAIKKA JA -AIKA: Torstaisin 8-10 salissa RG202.

VIIKOTTAINEN OPETUS/PERIODI	S1	S2	K1	K2	KESÄ
Luennot (h):	2+	2	-	-	-
Harjoitukset (h)	-	3	-	-	-

TAVOITTEET JA SISÄLTÖ: Käsittää sähkötekniikan perusteet, esimerkkejä tasa- ja vaihtovirtaverkoista. Muuntajat, sähkömoottorityypit ja niiden toimintaperiaatteet. Yleisimpien sähkömoottorikäyttöjen rakenne. Lasku- ja laboratorioharjoituksia.
TUTKINTOVAATIMUKSET: Hyväksytysti suoritettu tentti luentojen, lasku- ja laboratorioharjoitusten sisällöstä.
KIRJALLISUUS: Ilmoitetaan luentojen yhteydessä.