Prezenční studium

4 roky

prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.

Předseda :
prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc.
Člen interní :
doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.
prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D.
doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.
doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D.
prof. Ing. Petr Toman, Ph.D.
Člen externí :
prof. Ing. Radomír Goňo, Ph.D.
Ing. Petr Modlitba, CSc.
prof. Ing. Aleš Richter, CSc.
Ing. Zdeněk Wolf

Studijní program doktorského studia je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů v nejrůznějších oblastech výkonové elektrotechniky, řídicí techniky, návrhu elektrických strojů, výroby a rozvodu elektrické energie, a užití elektrické energie.
Cílem je poskytnout ve všech těchto dílčích zaměřeních doktorské vzdělání absolventům vysokoškolského magisterského studia, prohloubit jejich teoretické znalosti, dát jím též potřebné speciální vědomosti i praktické dovednosti a naučit je metodám vědecké práce.

Cílem postgraduálního doktorského studia programu "Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika" je výchova k vědecké práci v oboru silnoproudé elektrotechniky a elektroenergetiky. Absolventi se uplatní jednak ve výzkumu a vývoji, včetně průmyslového vývoje, jednak jako vědecko-pedagogičtí pracovníci na vysokých školách a rovněž ve vyšších manažerských funkcích.

Absolvent doktorského studijního programu "Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika" získá hluboké 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.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu, který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. V individuálním studijním plánu jsou specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění.
Student si zapíše a vykoná zkoušku z povinného kurzu Zkouška z angličtiny před státní doktorskou zkouškou, z povinně volitelných předmětů ohledem na zaměření jeho disertační práce, přičemž alespoň dva jsou voleny z: Matematické modelování v elektroenergetice, Vybrané problémy z výroby elektrické energie, Vybrané statě z výkonové elektroniky a elektrických pohonů, Vybrané statě z elektrických strojů a přístrojů, a dále minimálně dvou volitelných předmětů (Angličtiny pro doktorandy; Citování ve vědecké praxi; Řešení inovačních zadání; Vědecké publikování od A do Z).
Ke státní doktorské zkoušce se může student přihlásit až po vykonání všech zkoušek předepsaných jeho individuálním studijním plánem. Před státní doktorskou zkouškou student vypracuje pojednání k disertační práci, v němž detailně popíše cíle práce, důkladné zhodnocení stavu poznání v oblasti řešené disertace, případně charakteristiku metod, které hodlá při řešení uplatňovat.
Obhajoba pojednání, které je oponováno, je součástí státní doktorské zkoušky. V další části zkoušky musí student prokázat hluboké teoretické i praktické znalosti v oblasti elektrotechniky, elektroniky, elektrických strojů a elektrických přístrojů. Státní doktorská zkouška probíhá ústní formou a kromě diskuze nad pojednáním k disertačním práce se také skládá z tematických okruhů týkajících se povinných a povinně volitelných předmětů.
K obhajobě disertační práce se student hlásí po vykonání státní doktorské zkoušky a po splnění podmínek pro ukončení, jakými jsou účast na výuce, vědecká a odborná činnost (tvůrčí činnost), a minimálně měsíční studijní nebo pracovní stáž na zahraniční instituci anebo účasti na mezinárodním tvůrčím projektu.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Během prvních čtyř semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných anebo volitelných předmětů pro splnění bodových limitů ze Studijní oblasti, a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce.
Do konce druhého roku studia skládá doktorand státní doktorskou zkoušku, kterou prokazuje široký rozhled a hluboké znalosti v oboru, souvisejícím s tématem disertační práce. K této zkoušce se musí přihlásit nejpozději do 30. dubna ve druhém roce svého studia. Státní doktorské zkoušce předchází zkouška z anglického jazyka.
Ve třetím a čtvrtém roce svého studia provádí doktorand potřebnou výzkumnou činnost, publikuje dosažené výsledky a zpracovává svoji disertační práci. Součástí studijních povinností v doktorském studijním programu je absolvování části studia na zahraniční instituci nebo účast na mezinárodním tvůrčím projektu s výsledky publikovanými nebo prezentovanými v zahraničí nebo jiná forma přímé účasti studenta na mezinárodní spolupráci, což je nutné doložit nejpozději při odevzdání disertační práce.
Doktorandi ve čtvrtém roce studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci, který ji ohodnotí. Disertační práci doktorand odevzdává do konce 4. roku studia.
Student prezenční formy doktorského studia je v průběhu studia povinen absolvovat pedagogickou praxi, tj. působit v procesu výuky. Zapojení doktoranda do pedagogické činnosti je součástí jeho vědecké přípravy. Pedagogickou praxí doktorand získává zkušenosti v předávání poznatků a zdokonaluje prezentační dovednosti. Skladbu pedagogických aktivit (cvičení, laboratorní cvičení, vedení projektů apod.) určí doktorandovi vedoucí daného ústavu po dohodě se školitelem. Povinnost pedagogické praxe se nevztahuje na doktorandy-samoplátce a na doktorandy v kombinované formě studia. Zapojení do výuky v rámci pedagogické praxe potvrdí po jejím splnění školitel v IS VUT.

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2022 do 15.05.2022)

1. Adaptivní zemní ochrana pro kompenzované sítě

   V současné době se v kompenzovaných sítích používají zemní směrové ochrany k určení vývodu postiženého zemním spojením. Jejich činnost je zpravidla navázána na automatiku připínání pomocného odporníku a spočívá pouze v signalizaci vývodu s poruchou, po které se obvykle přistoupí k vymezení úseku vedení s poruchou v signalizovaném vývodu. Uvedený postup vychází z předpokladu, že zbytkový proud zemního spojení v místě poruchy nepřekračuje dovolenou hodnotu a nemůže způsobit v tomto místě výskyt nedovolených dotykových/krokových napětí. Tím je také splněna podmínka bezpečného provozu kompenzované sítě. S rostoucím podílem kabelových vedení v současných kompenzovaných sítích může být ovšem dodržení uvedené podmínky bezpečnosti – tedy dovoleného zbytkového proudu zemního spojení – velmi problematické a to zvláště v situacích, kdy je pro zachování plynulosti dodávky elektrické energie nutné zasahovat do topologie sítě a měnit tím její celkový zemní kapacitní proud. Pokud v těchto situacích dojde k zemnímu spojení nelze spolehlivě garantovat dodržení dovolené meze zbytkového proudu zemního spojení, ani bezpečnost v místě poruchy. V těchto případech je nutné zajistit rychlé vypnutí zemního spojení. Práce se tedy bude zabývat výzkumem, návrhem a ověřením zcela nové koncepce zemní ochrany, která bude schopna adaptace na změny v upořádání a topologii distribuční sítě vedoucí ke změně hodnoty zbytkového proudu zemního spojení. Na základě zjištěných změn soustavy či na základě estimace zbytkového proudu soustavy bude přizpůsobovat své nastavení tak, aby vyloučila ohrožení osob a zvířat nacházejících se v okolí poruchy a tedy v místě s nebezpečným zemním potenciálem.

   Školitel: Orságová Jaroslava, doc. Ing., Ph.D.

2. Optimalizace DC/DC měničů pro dosažení maximální účinnosti

   Cílem teoretické části práce bude odvození analytických matematických vztahů umožňujících co nejpřesnější výpočet jednotlivých ztrát ve vybraném perspektivním DC/DC měniči s transformátorem v závislosti na parametrech jako spínací kmitočet, zvlnění proudu, sycení transformátoru, geometrie jádra a vinutí transformátoru, tlumivky atd. se zohledněním jevů skinefektu a proximity efektu. Některé z těchto vztahů lze odvodit přímo, jiné bude nutno získat jako analytické aproximační funkce simulovaných nebo měřených závislostí. Tato měření a simulace budou tedy také součástí práce. Po nalezení všech vztahů bude prováděno analytické hledání lokálního minima součtu všech ztrát za zvolených kriteriálních podmínek. Tyto analytické výpočty budou konfrontovány s numerickým řešením. V praktické části proběhne ověřování výsledků stavbou vybraného měniče.

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

3. Vývoj pokročilých modelů pro rychlou analýzu a multidisciplinární optimalizaci asynchronních strojů

   V dnešním průmyslu se uplatňuje celá řada elektrických strojů, a zdaleka nejvíce používány jsou asynchronní stroje s klecí nakrátko. Optimalizace a další zdokonalování těchto typů strojů má tedy velký potenciál pro realizaci významných energetických úspor. Na tuto skutečnost reaguje navržené téma, které cílí na vývoj a implementaci pokročilých modelů redukovaného řádu pro asynchronní stroje s klecí nakrátko pro jejich rychlý výpočet a optimalizaci. Očekává se, že vyvinuté metody výpočtu budou v rámci tématu využity pro výzkum a vývoj optimálních provedení těchto typů strojů a metod jejich chlazení. Předpokládá se, že výsledky budou pravidelně publikovány na konferencích a v impaktovaných časopisech. Při řešení tohoto tématu bude zajištěna možnost konzultovat výzkumné a vývojové výsledky také s pracovníky JKU – Johannes Kepler Universität Linz, Institut für Elektrische Antriebe und Leistungselektronik, kde se rovněž očekává absolvování povinné zahraniční stáže doktoranda.

   Školitel: Vítek Ondřej, doc. Ing., Ph.D.