Master's Thesis

Hard-soldering apparatus with induction heating principle

Final Thesis 4.5 MB

Author of thesis: Ing. Radek Paloš

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jan Martiš, Ph.D.

Abstract:

This thesis deals with the development of a prototype device for an induction heating of sheet metal parts using a resonant circuit with a ferrite core coil. There is a description of the resonant LC circuit design, power converter for driving this circuit and its control. The thesis also includes the implementation of the entire device, including its commissioning, which is described in the end, along with an evaluation of its usability.

Keywords:

Induction heating, LC circuit, resonant circuit, ferrite core coil, power converter, LLC circuit, hard soldering

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval diplomovou práci na téma Aparát pro tvrdé pájení na principu indukčního ohřevu. Popsal navržený LC obvod a prezentoval výsledky dosažené metodou konečných prvků. Dále popsal LLC obvod. Vysvětlil způsob regulace a jeho realizaci. Prezentoval průběh oživování navržených obvodů a komentoval průběhy naměřených proudů. Shrnul celkové parametry realizovaného zařízení. Student odpověděl na otázky oponenta. Odpověděl na doplňkové otázky komise.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power Electrical and Electronic Engineering (MPC-SVE)

Composition of Committee

doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Bohuslav Bušov, CSc. (člen)
Ing. Petr Huták, Ph.D. (člen)
Ing. Dalibor Červinka, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D. (místopředseda)

Supervisor’s report
doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Student přistupoval k práci velmi zodpovědně, pravidelně docházel na konzultace a věnoval velké úsilí také úspěšnému dokončení praktické realizace. Zadání práce bylo poměrně obtížné, jednalo se v podstatě o vývoj nového zařízení neobvyklé koncepce. Oceňuji množství různorodé práce, které student odvedl. V teoretické rovině byly sice zpočátku jeho znalosti v dané problematice trochu menší, přesto se mu podařilo úspěšně oživit vyvíjený funkční vzorek a splnit náročné zadání. Points proposed by supervisor: 91

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jan Martiš, Ph.D.

Z předložené práce je sice patrno velké množství zejména konstrukčních a realizačních prací, což je nutno ocenit, v textu se bohužel vyskytují určité nedostatky. Práce není příliš systematicky členěna, jsou tam např. teoretické pasáže, do kterých je náhle prolnut návrh nebo i realizace. Naopak v částech, věnujících se realizaci a oživení zařízení, najdeme i kousky textu věnující se teorii, které měly být uvedeny dříve a v ucelenější podobě. Některé detaily, jako např. NTC nabíjecí termistor, jsou velmi rozvedeny, ale jiné důležitější věci, např. simulace měniče, chybí (z této simulace vyplývají některé volené parametry). Není detailněji rozebrána topologie použitého měniče s obvodem typu LLC - řídicí charakteristiky pro různou zátěž, průběhy, z čeho vycházet při návrhu/výpočtu komponent apod. Často jsou uváděné návrhové parametry bez předchozího zdůvodnění výběru hodnoty. Napětí na cívce se volí podle napětí v meziobvodu a není uvedeno proč. U simulací různých geometrií cívek jsou řešeny ztráty ve vinutí a sycení jádra, ale není už uveden ohřívací výkon. Tyto dvě hodnoty je nutné dát do poměru a některé geometrie pak mohou reálné být mnohem lepší. Bylo by také vhodné diskutovat tvar ohřívaného místa. Je uvedena spousta naměřených průběhů při nízkém napětí v meziobvodu, ale pouze jeden při plném napětí. Průběhy při nižším napětí ale nemají příliš velkou vypovídající hodnotu, protože režim spínání tranzistorů (kapacitní/induktivní) výrazně závisí na napětí v meziobvodu. V textu se občas vyskytují nepřesnosti či nepříliš vhodně formulovaná vysvětlení. Obrázek 40 není teoretický průběh proudu vazební indukčností, ale průběh napětí, což zneplatňuje přidruženou diskusi. Z důvodu většího množství určitých nedokonalostí bohužel nemohu udělit nejvyšší hodnocení, ale celkově se jedná o smysluplnou a prakticky přínosnou práci, přičemž je také nutné přihlédnout k úsilí, které student věnoval plnění práce. Topics for thesis defence:
  1. Proč nelze paralelně-rezonanční obvod napájet napěťovým zdrojem?
  2. Proč nebylo použito řešení se sériově-rezonančním obvodem, kterému by byl předřazen snižující transformátor, nebo řešení s proudovým meziobvodem, pro omezení komplikací s řízením LLC obvodu?
  3. Zdůvodněte volbu špičkového napětí na cívce 300 V - proč souvisí s napětím v meziobvodu.
  4. Zdůvodněte volbu frekvence 70-80 kHz.
Points proposed by reviewer: 82

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová