Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FEKTZkratka: PP-SEEAk. rok: 2009/2010
Program: Elektrotechnika a komunikační technologie
Délka studia: 4 roky
Profil
Cílem postgraduálního doktorského studia je výchova k vědecké práci v oboru silnoproudé elektrotechniky a elektroenergetiky. Absolventi se uplatní jednak na vědecké a výzkumné dráze, včetně průmyslového vývoje, jednak jako vědecko-pedagogičtí pracovníci na vysokých školách a rovněž ve vyšších manažerských funkcích
Klíčové výsledky učení
Absolvent získá vysoké teoretické znalosti a naučí se samostatně řešit složité vědecké a technické úkoly Absolvent je připraven k dalšímu odbornému růstu s vysokou mírou adaptibility Absolventi se uplatní jednak na vědecké a výzkumné dráze, včetně průmyslového vývoje, jednak jako vědecko-pedagogičtí pracovníci na vysokých školách a rovněž ve vyšších manažerských funkcích
Profesní profil absolventů s příklady
Absolvent získá vysoké teoretické znalosti, osvojí si základy vědecké práce a naučí se samostatně řešit složité problémy z oblasti vědy a techniky, s využitím celosvětových informačních zdrojů v daném oboru. Absolvent je připraven k dalšímu vědeckému a odbornému růstu s vysokou mírou adaptibility a najde široké společenské uplatnění jednak v oblasti vědy a výzkumu, včetně výzkumu a vývoje v průmyslových společnostech, a to i jako perspektivní pracovník pro vyšší manažerské funkce, jednak i jako vědecko-pedagogický pracovník na technických univerzitách.
Garant
doc. Dr. Ing. Miroslav Patočka
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Vzhledem k dynamickému rozvoji nasazování obnovitelných zdrojů energie je často kladenou otázkou možnost vzájemné spolupráce těchto zdrojů. Cílem práce je navrhnout energetický systém sestávající z více kooperujících obnovitelných zdrojů s důrazem na optimalizaci energetické a ekonomické bilance. Pro ověření hypotéz se předpokládá využití některého ze simulačních programů a následné sestavení fyzikálního modelu zařízení.
Školitel: Mastný Petr, doc. Ing., Ph.D.
Cíle DP: - analýza ztrát, účinnosti a hlavních parametrů jednotlivých skupin strojů - výzkum některých málo prozkoumaných oblastí ztrát - hlavním cílem práce je výzkum a vývoj nové generace malých strojů s vyšší účinností a zlepšenými charakteristikami.
Školitel: Hájek Vítězslav, prof. Ing., CSc.
Účelem práce je provedení anylýzy spolupráce palivových článků a obnovitelných zdrojů energie z technického i ekonomického hlediska. Na základě provedené analýzy provést návrh stacionárního energetického zdroje, včetně vyvedení jeho výkonu do soustavy.
Školitel: Matoušek Antonín, doc. Ing., CSc.
x
Školitel: Skalický Jiří, prof. Ing., CSc.
Konstrukce el. strojů s axiálním magnetickým tokem se jeví jako perspektivní pro pohon v elektomobilech. Cílem je návrh a optimalizace stroje. Téma je vypsáno v rámci výzkumného záměru MSM 0021630516.
Školitel: Ondrůšek Čestmír, doc. Ing., CSc.
Porucha přerušení vodiče v neúčinně uzemněné síti vn pro případ, že nedojde ke spojení ani jednoho z konců se zemí i pro případ, že dojde ke spojení přeřušeného vodiče se zemí ze strany transformátoru vn/nn je v současné době velmi obtížně identifikovatelná. Cílem práce je analýza elektrických veličin při přerušení vodiče a návrh metodiky identifikace přerušení fáze v reálné síti.
Školitel: Toman Petr, prof. Ing., Ph.D.
Cíle DP: - cílem DP je výzkum a vývoj stejnosměrných elektromotorů, které by měly dosáhnout lepších, příznivějších technických a ekonomických parametrů, - předpokládá se řešení magnetického obvodu, možnosti použití nových materiálů a dílů, analytické řešení systémů, příprava prototypů, - výsledkem by mělo být zvýšení životnosti, spolehlivosti, lepší možnosti regulace a dynamických vlastností, zvýšení účinnosti.
Koordinací izolace se rozumí nalezení přípustné úrovně rizika přeskoku nebo průrazu izolace zařízení vlivem přepětí. Návrh izolačního systému z hlediska elektrické pevnosti jeho jednotlivých částí je díky různorodosti přepětí a jejich náhodnému charakteru poměrně komplikovanou úlohou, která vychází z četnosti velikosti a výskytu přepětí, odolnosti izolací jednotlivých částí systému a parametrů a rozmístění svodičů přepětí. Cílem disertační práce je přinést komplexní pohled na výpočetní metody, které v projektech koordinace izolace používají a aplikovat je na systém distribuční sítě.
Školitel: Orságová Jaroslava, doc. Ing., Ph.D.
V elektromobilu je vhodné využít všech možností prodloužení dojezdu. Jednou z možností je využití energie v tlumičích. Cílem DP je návrh lineárního generátoru včetně řízení, který by byl schopen plnit funkci tlumiče a zároveň generovat elektrickou energii. Téma je vypsáno v rámci výzkumného záměru MSM 0021630516.
Hlavní náplní tématu je pojednání o současném a budoucím vývoji v oblasti modelování dynamických systémů a jejich následné počítačové simulace v energetických sítích. Jedná se zejména o zdokumentování možností dnešních simulačních programů, které se v energetice používají pro modelování dynamických jevů a možnosti tvorby modelů pro tyto systémy. Dále by měly být rozšířeny poznatky v oblasti tvorby dynamických modelů různých elektromechanických systémů, jako jsou dieselagregáty použité pro kogenerační jednotky, modely větrných turbín, spotřebiče typu oblouková zátěž, obloukové světelné zdroje. Až z vlastního řešení vyplyne, jak složité modely bude možné do současných systémů zahrnout a jaké zjednodušení je třeba připustit, aby byla simulace realizovatelná v reálných časech. Práce by měla vytvořit podklady pro rozsáhlejší výzkum v oblasti regulace a spolupráce rozptýlených zdrojů elektrické energie.
Školitel: Baxant Petr, doc. Ing., Ph.D.
Problematika velkých systémových poruch, které se v poslední době vyskytují stále častěji souvisí se způsobem provozování elektrizační soustavy, zejména s provozováním zařízení na hranici přenosových schopností. Při tomto způsobu provozu může i poměrně malá dynamická změna způsobit rozpad soustavy. Cílem práce je analýza současných metod dynamického modelování elektroenergetických systémů a vytvoření modelu elektrizační soustavy, který bude umožňovat simulace přechodových jevů a na základě provedených simulací umožní stanovení kritických provozních stavů.
Současné modely používané pro výpočet sítí uvažují většinou souměrné parametry třífázového vedení i zátěže, což se ukazuje z hlediska možnosti vyhledání poruchy v kompenzované síti vn jako poměrně nepřesný způsob, který vnáší do lokalizačních metod značnou chybu a často vede k mylným závěrům. Navíc do reálné sítě často vstupuje řada faktorů ovlivňujících její parametry - např. změny počasí nebo okolního terénu, kolísající hodnoty odporu uzemnění, změna frekvence. Pokud má být vytvořen model, který bude odpovídat realitě, je potřeba podrobit současný způsob náhrady distribuční sítě vn důkladné analýze a najít způsob umožňující co možná nejvíce se přiblížit realitě.
Výroba „ekologické“ elektrické energie z obnovitelných zdrojů a pokud možno v místě její spotřeby je jistě způsob jakým může člověk uspokojit vrůstající potřebu ochrany životní prostředí. Nicméně provoz takovýchto výrobních jednotek přináší řadu fyzikálně-technicko-ekonomických problémů, jako jsou těžko specifikovatelná spolehlivost dodávky, velké časové nerovnoměrnosti dodávky v závislosti například na rychle vyvíjejících se klimatických podmínkách, generování neharmonických napětí, atd. Téma je zaměřeno na sestavení dynamických modelů výrobních jednotek typu spalovací motor – generátor, větrná turbína – generátor a provedení numerických simulací jejich chodu v reprezentativní síti, s vyhodnocením jejich vlivu na charakteristiky napětí v jednotlivých uzlech reprezentativní sítě. Jedním z cílů je i vyhodnocení kumulativních účinků při různých stupních distribuce výrobních jednotek těchto typů v rozvodné síti. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.
Školitel: Drápela Jiří, prof. Ing., Ph.D.
Cíle DP: - Studie kompatibility výměnných datových formátů. - Popis možností spolupráce CADsystémů s externími databázemi. - Zhodnocení využití parametrů v Autodesk Inventoru pro tvorbu databází prvků a součástí. - Vytvoření Obsahového centra v Autodesk Inventoru.
Školitel: Kuchyňková Hana, doc. Dr. Ing.
Disertační práce je zaměřena na návrh a optimalizaci elektrického stroje pro pohon lehkého vrtulového letadla. Elektrický stroj bude napájen pomocí měniče z vodíkových palivových článků. Disertační práce je vypsána v návaznosti na projekt MPO "Aplikace letounu VUT 001 Marabu pro pohon vodíkovými palivovými články", podaný do soutěže v roce 2009.
Téma je zaměřeno na konstrukci výkonových DC/DC měničů s pulsním transformátorem s využitím nově vyvíjených extrémně rychlých spínacích polovodičů na bázi karbidu křemíku.
Školitel: Vorel Pavel, doc. Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na hledání nových komplexnějších metod pro posuzování kvality osvětlení s využitím dnešních moderních měřicích systémů, zejména na bázi digitálních analyzátorů jasu, digitální fotografie a digitální spektroradiometrie. Díky dostupné výpočetní technice by bylo možné provádět mnohem komplexnější analýzu osvětlovaných prostorů a tím pádem objektivněji hodnotit kvalitu osvětlovacích soustav. V rámci studia by student měl za úkol seznámit se detailně s jasovými analyzátory a pracovat na problematice získávání indikačních informací z digitálních dat, jako jsou např. kontrasty, oslnění, časová proměnnost osvětlení, velikosti detailů apod. Z těchto dílčích informací se poté bude syntetizovat výsledný indikátor kvality osvětlení, např. pomocí multikriteriální analýzy.
Téma je zaměřeno na analýzu proudových a napěťových poměrů v třífázové síti typu TN, která je zatížena obecně nesymetrickou nelineární zátěží zapojenou do hvězdy. Tento případ je typický pro velkou většinu spotřebitelských sítí na napěťové hladině nn s jednofázovými nelineárními zátěžemi. Nelineární jednofázové zátěže zapojené do třífázové sítě mohou způsobovat za určitých, avšak zcela běžných podmínek přetěžování středního vodiče, které může vést až k jeho přerušení. Vysoká impedance středního vodiče, v případě nesymetrické zátěže, vede ke změně potenciálu uzlu zátěže a tedy i ke změně velikostí napětí na jednotlivých fázích vůči uzlu až na hodnotu sdruženého napětí. Důsledkem zvýšení a současně snížení velikosti napětí v ostatních fázích je dočasná či trvalá změna funkce připojených spotřebičů. Dosud však neexistuje jednoznačně definovaný a účinný prostředek pro chránění spotřebitelských sítí proti proudovému přetížení a rozpojení středního vodiče. Cílem práce je tedy na základě analýzy navrhnout princip funkce ochrany proti proudovému přetížení a rozpojení středního vodiče a realizovat její prototyp. Informace: drapela@feec.vutbr.cz.
On-line identifikace parametrů asynchronního motoru v pohonu s frekvenčním měničem a vektorovým řízením
Účelem práce je navrhnout optimální řešení obnovení provozu jaderné elektrárny po vážné havárii spojené s únikem radioaktivity, která způsobí black-out elektrizační soustavy. Jedná se o optimalizaci činnosti vedoucího reaktorového bloku nebo směnového inženýra při obnovování provozu jaderné elektrárny v prostředí zamořeném radioaktivními látkami. Řešení bude požadováno pro několik modelových situací intenzity zamoření.
Práce je orientována na oblast vinutí a kluzný kontakt el. strojů. Předpokládá se využití dosavadních zkušeností s aplikací tenkých vrstev na kartáče el. strojů. Téma je vysoce aktuální v průmyslové praxi.
Školitel: Veselka František, doc. Ing., CSc.
Práce je zaměřena na možnosti připojování malých zdrojů do distribuční soustavy a vyhodnocování jejich vlivu na spolehlivost dodávky elektrické energie s ohledem na nekontinuitu dodávky. Výsledkem bude návrh systémových opatření a podmínek pro provoz malých zdrojů v distribuční soustavě.
Práce je orientována na prodloužení životnosti zejména kluzného kontaktu synchronního stroje, eliminaci tzv "stínování" a vlivu napájecí soustavy na kluzný kontakt. S využitím TRIZ spolu s inovacemi třecího uzlu. Téma je vysoce aktuální v průmyslové praxi.
Cíle DP: - Rešeršní studie problematiky ventilace a chlazení elektrických strojů s radiálními kanály - Modelování ventilace s využitím CFD a metody náhradní ventilační sítě - Modelování tepelných poměrů s využitím MKP a porovnání výsledků s metodou náhradní tepelné sítě - Optimalizace rozmístění radiálních kanálů k zajištění rovnoměrného odvodu ztrát z vinutí
Školitel: Aubrecht Vladimír, prof. RNDr., CSc.
Téma je zaměřeno na problematiku zkoumání vlivu opotřebení světelných zdrojů vlivem jejich běžného používání. Jakékoliv stárnutí je parametrickou záležitostí a odráží vždy řadu jevů, které jej přímo či nepřímo ovlivňují. U světelných zdrojů je největším problémem degradace účinnosti přeměny a pokles funkční spolehlivosti. Přes existenci určitých obecných charakteristik neexistuje dostatečně seriózní metodika, podle které by bylo možné určit aktuální parametry zdroje v libovolném časovém okamžiku při libovolných simulovaných podmínkách. Doktorand by v tomto případě měl možnost alespoň některé klíčové faktory zhodnotit a např. popsat matematickým modelem. Nabízí se zkoumání vlivu teploty, polohy zdroje, počtu spínání, krátkodobých přepětí, nadproudů apod.
Tangenciální, axiální a radiální kmity kluzného kontaktu významně ovlivňují jeho práci. Tento stav je zpravidla podmíněn celkovým stavem stroje a to zejména třecího uzlu, ložisek a komutátoru, případně kroužku. Při řešení se předpokládá modelování základních variant kmitů kartáče a jejich praktické ověření v laboratoři s využitím nejmodernější měřicí a výpočetní techniky. Téma je vysoce aktuální v průmyslové praxi.
Standardní metody výpočtu zkratových proudů vycházejí z předpokladu symetrických zdrojů a symetrických vedení. Reálné sítě zejména vn však nejsou provozovány jako transponované, tedy je při přesných výpočtech nelze považovat za symetrické. Cílem práce je analýza elektrických veličin během různých typů poruch v obecně nesymetrických trojfázových sítích a zhodnocení vlivu nesymetrie na přesnost výpočtu podle norem.
Cílem práce je provést podrobný rozbor možných způsobů připojení včetně zhodnocení nepříznivých vlivů na kvalitu elektrické energie v distribuční síti. Dále pak zhodnotit jednotlivé varianty vyvedení elektrického výkonu a to i v závislosti na charakteristikách distribuční soustavy a celkové rozptýlené výrobě.
V elektrických sítích se vyskytují kombinované poruchy. Simultání zkraty v ruzných mistech a případně doprovázené přerušením vodičů. Úkolem je vypracovat výpočtu simultáních poruch.
Školitel: Haluzík Evžen, doc. Ing., CSc.
V souvislosti s realizací solárních systémů se objevuje problém s přebytkem tepelné energie v období letních měsíců. Cílem práce je sestavení a optimalizace modelu solárního systému s využitím tepelné energie pro chlazení. Součástí práce bude také enegetická analýza navrženého systému spojená s ekonomickou stránkou.
Cíle DP: - cílem DP je výzkum a vývoj nového typu stejnosměrného stroje s buzením permanentními magnety, který by byl použit jako víceúčelový s rozšířením o nový druh převodovky, - předpokládá se řešení magnetického obvodu, magnetického pole, indukce ve vzduchové mezeře stroje a optimalizace pomocí moderních numerických metod (FEM), ověření analytickou metodou, řešení a celkové snížení hmotnosti stroje, snížení ztrát a zvýšení účinnosti, - návrhy a výpočty budou ověřeny měřením a zkouškami vzorků a prototypů.
Řešení energetické bilance v plazmatu oblouku se zaměřením na stanovení energie vyzářené. Aplikace metody parciálních charakteristik na různé typy plazmatu elektrického oblouku. Výstupem práce bude stanovení intenzity záření plazmatu elektrického oblouku s daným teplotním profilem a analýza vlivu záření na výměnu energie v plazmatu oblouku. Dalšími výstupy budou vypočítané radiální průběhy teploty a E-I charakteristiky ve válcově stabilizovaném oblouku hořícím v různých typech plazmatu.
Téma je zaměřeno na problematiku ukládání různorodých informací především z oblasti světelné techniky do strukturované databáze, která bude použitelná jako zdroj informací pro případný expertní systém. Cílem práce je vytvořit jednotnou metodiku dekompozice znalostí a faktů, které jsou součástí nejrůznějších datových zdrojů (internet, katalogy, knihy, zákony, normy, apod.) a jejich efektivní uložení v databázích (relačních, objektových, postrelačních apod.). Databáze by byla využita pro návrhy a hodnocení osvětlovacích soustav. Problematika je rozpracovaná a vysoce aktuální zejména v souvislosti se vzrůstajícím objemem zpracovávaných dat, která už není možné jiným způsobem efektivně spravovat. Vyřešení cíle by pomohlo k efektivnímu využívání komponent světelných systémů pro úsporné využívání elektrické energie v osvětlování a zlepšení jakosti osvětlovacích soustav.