Theses (KEV)

Permanent URI for this collection

http://hdl.handle.net/11025/39728

Browse

Showing 1 - 20 out of 41 results

Vliv uspořádáni vinutí na ztráty při vysokých frekvencích
(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Bělík, Martin; Laksar Jan, Ing. Ph.D.; Hruška Karel, Doc. Ing. Ph.D.
Práce se zabývá zkoumáním vlivu konstrukce vinutí na velikost ztrát generovaných vinutím elektrických strojů. V práci jsou popsány 2D modely zkoumající možnosti redukce ztrát pomocí odsunutí vinutí od otevření statorové drážky, změnou materiálu vinutí, změnou počtu paralelních větví, použitím Litz wire, tvarem závitu a vlivem pozice závitů na velikosti ztrát. K jednotlivým modelům je uvedena diskuse obdržených výsledků. Dále se práce zabývá měřením vzorků vinutí, metodou stanovení koeficientů Steinmetzovy rovnice statorového paketu z neznámého materiálu. V závěru se věnuje diskusi výsledů měření a modelů. Modely byly vytvořeny v programu Ansys.
Rekonstrukce el.lokomotivy na hybridní vozidlo trolej+baterie
(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Novotný, Radim; Pittermann Martin, Doc. Ing. Ph.D.; Blahník Vojtěch, Ing. Ph.D.
Práce se zabývá možnostmi rekonstrukce vozidla s častými rozjezdy na hybrid trolej-baterie. Na příkladu posunovací lokomotivy jsou zhodnoceny požadavky kladené na části lokomotivy nasazením i specifiky rekonstrukce, je odvozena pravděpodobná topologie výsledného vozidla. Dále je proveden výpočet některých parametrů výkonového obvodu vstupní části pro stejnosměrnou trolej 3 kV a střídavou trolej 25 kV/50 Hz, jehož výsledky jsou ověřeny simulací. V poslední kapitole je odvozen zjednodušený model jízdy vozidla a provedeno několik simulací s proměnnými parametry jízdy s určením spotřeby energie a času jízdy.
Konstrukce elektrického stroje s permanentními magnety v Halbachově uspořádání
(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Paveza, Tomáš; Dražan Jiří, Ing.; Čermák Radek, Ing.
Předkládaná diplomová práce se zabývá konstrukcí elektrického točivého stroje s permanentními magnety v Halbachově uspořádání. Konstrukce vychází z elektromagnetického návrhu z předchozí bakalářské práce. Cílem této práce je vytvořit 3D model stroje, pomocí simulací MKP ověřit navrženou konstrukci z mechanického hlediska a následně jej vyrobit za pomoci aditivních technologií a změřit jeho charakteristické parametry.
Implementace řízení vícefázového elektrického pohonu
(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Kraft, Matěj; Komrska Tomáš, Doc. Ing. Ph.D.; Laksar Jan, Ing. Ph.D.
Předkládaná diplomová práce se zabývá návrhem a praktickou realizací zdvojeného vektorového řízení devítifázového asynchronního motoru s oddělenou regulací složek proudu první a třetí harmonické pomocí digitálního signálového procesoru. Implementovaný regulační algoritmus byl otestován sérií měření na laboratorním prototypu devítifázového elektrického pohonu v ustálených stavech a dynamických dějích.
Řízení laboratorního prototypu střídače
(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Hazuka, Ondřej; Janouš Štěpán, Ing. Ph.D.; Košan Tomáš, Ing. Ph.D.
Cílem této práce je simulace vektorového řízení a vytvoření sestavy realizující toto řízení s rozšířením o skalární řízení. Zároveň také vytvořit uživatelské rozhraní pro ovládání pohonu, popsat funkčnost vytvořeného kódu a provést jeho testování. Účelem práce je vytvoření funkční sestavy pro účely výuky. Práce popisuje komponenty moderního pohonu a jejich vlastnosti, algoritmy řízení a potřebné prostředky pro realizaci tohoto řízení společně s odvozováním a definováním potřebných rovnic, především pak matematického modelu asynchronního motoru. Součástí praktické práce je, kromě popisu funkčnosti vlastního kódu, také popis postupu implementace jednotlivých funkcí a využití periferií použitého kontroléru včetně procesu kalibrace regulátorů a otestování funkčnosti včetně zkoumání přesnosti a rychlosti regulace. Je zde také sepsán přístup s jakým se sestavou pracovat a jak jí ovládat pro dosažení požadovaných stavů.
Trakční napájecí stanice pro systém 25 kV / 50 Hz využívající topologii SFC
(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Janoch, Kamil; Blahník Vojtěch, Ing. Ph.D.; Pittermann Martin, Doc. Ing. Ph.D.
Tato práce se zabývá problematikou trakčního napájení tratí elektrizovaných střídavým systémem 25 kV / 50 Hz, zejména pomocí moderních metod, jako je napájení pomocí SFC. Práce dále řeší stávající metody napájení tratí se systémem 25 kV / 50 Hz a také o historii a rozložení napájecích systémů v České republice. Na tyto části navazují kapitoly vytvořeného modelu TNS pro výše zmíněný systém, který je detailně popsán jak z části výkonové, tak i z částí řízení, a to jak softwarového, tak i z pohledu řízení spínání součástek. Na tuto kapitolu navazuje část práce s výsledky simulací, kde je na několika grafech vysvětlen pozitivní dopad použití těchto moderních technologií jako je SFC v rámci napájení traťových úseků elektrizovaných tratí.
Počítačový zdroj s monitorovací funkcí
(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Chlad, Lukáš; Jára Martin, Ing. Ph.D.; Hammerbauer Jiří, Doc. Ing. Ph.D.
Práce se zaměřuje na vývoj ATX počítačových zdrojů a jejich výkonových topologií. Zahrnuje analýzu různých verzí ATX a jejich účinnosti. Hlavním cílem práce je návrh a realizace výkonové části ATX zdroje s důrazem na vysokou účinnost. Té je dosaženo použitím topologií, jako jsou bridgeless PFC, LLC rezonanční měnič se synchronním usměrňovačem, synchronní snižující měnič apod. Zdroj je vybaven mikrokontrolérem pro řízení spouštěcí sekvence a monitorování parametrů výstupních napájecích linek. Součástí práce je také implementace monitorovacího programu pro PC, který umožňuje měření napětí a proudů jednotlivých linek zdroje a monitorování teploty. Všechny tyto hodnoty jsou zobrazovány v grafu, který se mění v čase, což uživatelům umožňuje efektivně sledovat provoz zdroje.
Studie připojitelnosti elektrárny do elektrizační soustavy
(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Kolerus, Josef; Sirový Martin, Ing. Ph.D.; Vinš Martin, Ing. et Ing.
The thesis is focused on simulation and subsequent assessment of grid code tests for a newly connected power production unit to the grid. The issued is solved in Simulink, employing a Phasor-based solution method. The thesis deals with the particular models utilized in the simulation, i.e. Grid, Step-up transformer, Generator, Brushless excitation (type AC7B), Steam turbine and Mass. Custom models are developed either in accordance with standards or by utilizing implementations from the Simulink/Simscape/Power Systems library. In the final stage of the thesis, grid code compliance simulation results are presented.
Lokalizace zemního spojení pomocí odrazu signálu
(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Klíma, Martin; Komrska Tomáš, Doc. Ing. Ph.D.; Talla Jakub, Doc. Ing. Ph.D.
Tato práce se věnuje užití měření odrazu signálu na vedení k lokalizaci místa se zemním spojením. Zabývá se návrhem možného zapojení vazebního členu vhodného pro injektáž signálu do vedení za jeho provozu pomocí výkonového měniče a snímání signálu odraženého. Blíže se pak věnuje měření v laboratorních podmínkách na více navržených zapojeních vazebního členu pro vyhodnocení jejich vhodnosti pro tento účel.
Vývoj a výroba nových ložiskových štítů pro vytipované elektrické stroje, určené pro připojení vodního nebo olejového chlazení
(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Holý, Jiří; Veg Lukáš, Ing. Ph.D.; Skalický Martin, Ing.
Tato práce se zaměřuje na úpravu asynchronního stroje o výkonu 4 kW z klasického chlazení ventilátorem na hřídeli na chlazení pomocí metody spray cooling. Tato problematika zahrnovala vytvoření ústrojí pro rozvod a chlazení chladící kapaliny, vytvoření ložiskových labyrintů pro jejich ochranu, určení umístění a vyvrtání děr pro trysky a také finální otestování stroje. Výsledkem bylo snížení teploty vinutí až o 24,72 °C. Při testování na frekvenčním měniči došlo k poškození stroje a není možné jej nadále provozovat. Byly také navrženy možnosti dalšího výzkumu v oblasti chlazení metodou spray cooling.
Návrh silového obvodu třífázového střídače pro studentský projekt elektrické čtyřkolky
(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Šanda, Jakub; Štěpánek Jan, Ing. Ph.D.; Streit Luboš, Ing. Ph.D.
Cílem této práce bylo vybrat klíčové komponenty pro třífázový střídač, navrhnout schéma a vodní chlazení s ohledem na elektromotor EMRAX 188-MV-LC a zkonstruovat a experimentálně ověřit základní funkce navrženého střídače. Práce začíná stručným úvodem do problematiky řízení třífázových měničů a výpočtem výkonových ztrát MOSFET prvků. Dále je zde na základě vypočítaných proudů a parametrů baterie vybrán výkonový modul CAB450M12XM3, pro který jsou analyticky vypočítány výkonové ztráty při 3 různých spínacích frekvencí. Dále následuje popis vytvořené simulace, jejíž výstupem jsou výkonové ztráty vybraných polovodičových prvků. Simulace je vytvořená tak aby odpovídala předběžné vizi řízení elektrické čtyřkolky a to vektorové řízení motoru se sinusovým PWM řízením měniče s injektovanou třetí harmonickou. Poté je vybráno vodní čerpadlo na základě analytického výpočtu. Následně je provedena simulace již vyrobeného chladiče, na který jsou přivedeny výkonové ztráty získané analytickým a simulačním postupem. Po porovnání výsledků simulací chladiče je ještě provedena optimalizace chladiče z důvodu snahy o zlepšení rozložení teploty pod výkonovými prvky umístěnými na chladiči. Nakonec jsou zde vybrány důležité komponenty měniče a to kondenzátor, budiče výkonových prvků a čidla pro měření proudu. Výsledkem práce je tedy specifikace měniče a chladicího systému pro projekt elektrické čtyřkolky s rozšířením o simulaci regulace a řízení celého systému a simulacemi pro chladič výkonových prvků.
Topologie klíčových komponentů pro studentský projekt elektrické čtyřkolky
(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Procházka, Vojtěch; Štěpánek Jan, Ing. Ph.D.; Streit Luboš, Ing. Ph.D.
Cílem této diplomové práce je navrhnout topologii klíčových komponentů elektrické čtyřkolky splňující bezpečnostní požadavky vycházející z pravidel Formula SAE. Elektrická čtyřkolka je jedním ze studentských projektů, které v současné době probíhají na Fakultě elektrotechnické Západočeské univerzity v Plzni. První kapitola této práce je věnována rešerši stávajících pravidel Formula SAE, kterých je nutné se držet při následných rozvahách a návrhu samotné topologie. Dále jsou na základě znalostí pravidel Formula SAE definovány a vybrány klíčové komponenty, kterými bude čtyřkolka osazena. Je také proveden návrh komunikace těchto komponentů a jednotlivých řídících jednotek v rámci celého systému. Práce obsahuje také základní analýzu poruch a jejich následků, tzv. FMEA analýzu. Uvedeny jsou možné poruchové stavy, které mohou při provozu čtyřkolky nastat, jejich možné důsledky a způsoby, jakými je nutné tyto stavy řešit. Na základě těchto dílčích kroků je v poslední části práce navržena topologie klíčových komponentů elektrické čtyřkolky, která splňuje základní bezpečnostní požadavky dané pravidly Formula SAE a zároveň zohledňuje vlastnosti, jimiž čtyřkolka disponuje, a další specifické nároky, které byly na projekt čtyřkolky kladeny. Předkládaná diplomová práce je jednou z prvních dvou prací, které v rámci projektu elektrické čtyřkolky vznikly. V následujících letech tedy bude nutné na tuto práci dále navázat konkrétními návrhy a realizacemi jednotlivých částí elektrické čtyřkolky.
Konstrukce trakční baterie motokáry
(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Studnička, Jiří; Streit Luboš, Ing. Ph.D.; Košan Tomáš, Ing. Ph.D.
Tato diplomová práce je zaměřena na návrh a realizaci trakční baterie pro elektrickou motokáru. Cílem této práce bylo popsat hlavní návrhová pravidla pro trakční baterie, navrhnout mechanické a elektrické uspořádání příslušných komponent baterie, navrhnout a realizovat komplexní systém správy baterií (BMS), zkonstruovat jeden segment trakční baterie a experimentálně ověřit funkci celého systému. Konstrukce trakční baterie a systému správy baterie vychází z předchozích zkušeností a praktických poznatků. Trakční baterie je rozdělena do tří segmentů. Každý segment obsahuje 189 článků typu li-ion. Navržený systém správy baterií se skládá ze dvou typů řídicích desek. Slave BMS měří napětí a teploty jednotlivých článků, a zároveň provádí balancování článků. Master komunikační BMS tvoří rozhraní mezi Slave BMS a vyšší vrstvou, dále může být využita pro programovou konfiguraci Slave BMS a servisní účely. Pro napájení elektrické motokáry budou využity dvě tyto trakční baterie. Vzhledem k univerzálnosti bude jedna baterie využita i pro napájení elektrické čtyřkolky.
Návrh pomocného elektrického pohonu na solární energii pro kamió- \\novou dopravu
(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Mulák, Tomáš; Komrska Tomáš, Doc. Ing. Ph.D.; Janouš Štěpán, Ing. Ph.D.
Tato práce se zabývá návrhem parametrů solárního zdroje pro střechu návěsu a následným využitím energie pomocným elektrickým pohonem v hnacím ústrojí kamionu. V teoretické části práce je popsána dynamika nákladního vozidla spolu s jednotlivými jízdními odpory. Je provedena analýza spotřeby paliva kamionů a jsou popsána důležitá hnací ústrojí, jejich výhody, nevýhody a vyhlídky do budoucna. Dále jsou popsány technologie a trendy solární energetiky. Teoretická část slouží zejména k bližšímu pochopení problematiky diplomové práce. Praktická část se zabývá zejména návrhem základních parametrů solárního zdroje a pomocného elektrického pohonu. Rovněž je ale rozebrán sestavený matematický model a menší část je věnována porovnání naměřeného souboru dat solárního záření s daty z internetu. Simulace byly prováděny pro případ všech měsíců roku z důvodu dosažení vysoké přesnosti. Pro přínos na celém evropském kontinentě byly posouzeny případy severní, střední a jižní Evropy. Simulací dosažené úspory paliva jsou nejpodstatnější dle očekávání v jižní Evropě, oproti tomu severní Evropa disponuje výrazně nižším potenciálem. Vliv ročních období také nelze zanedbat, zimní měsíce jsou z hlediska úspor paliva velice nevýhodné oproti zbytku roku. Nejvyšších úspor bylo dosaženo v měsících květen až srpen. Ze simulací vyplývá, že nejlepších výsledků lze dosáhnout kombinací s trakční baterií disponující dostatečnou kapacitou, která umožňuje optimalizaci řízení a výrazně vyšší úspory paliva. Navržený systém se jeví jako dobré řešení pro snížení spotřeby paliva a tím i emisí skleníkových plynů, má tedy potenciál přispět k dekarbonizaci nákladní dopravy.
Inteligentní nabíječka pro Formula Student
(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Mathauser, Tomáš; Košan Tomáš, Ing. Ph.D.; Jára Martin, Ing. Ph.D.
Diplomová práce se zabývá návrhem a implementací softwaru inteligentní nabíječky pro Formula Student. V první části je popsán hardware nabíječky zahrnující celkovou topologii, parametry a pravidla Formula Student související s nabíječkou. V další části jsou uvedeny požadavky na chování nabíječky, respektive požadavky na software zahrnující návrh a specifikaci běhu programu, návrh a popis regulační smyčky nabíjení, návrh komunikace s baterií a displayem a návrh stavového automatu nabíjení. Následuje část popisující realizaci softwaru, která ukazuje konfiguraci jednotlivých periferií mikrokontroléru a realizaci uživatelského interface. Poslední část popisuje experimenty, pomocí kterých byla ověřena správnost návrhu a implementace všech funkcí nabíječky.
Dynamické modely elektrických strojů
(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Kadlec, Martin; Pánek David, Doc. Ing. Ph.D.; Kotlan Václav, Doc. Ing. Ph.D.
V této diplomové práci je řešena problematika matematického modelování elektrických strojů. Jejím cílem bylo vytvořit nástroj s využitím vysokoúrovňového programovacího jazyka Python, který bude obsahovat dynamické modely elektrických strojů a na jejich základě bude schopen tyto stroje simulovat. V první části práce je provedeno odvození modelu asynchronního stroje ve stojícím souřadném systému , . Je zde podrobně vysvětleno, jakým způsobem provést odvození matematického modelu a z něj vycházejícího náhradního schématu asynchronního stroje. Z tohoto základního modelu je poté odvozen stavový model tohoto stroje, který je často používán pro počítačové simulace. Tento stavový model byl také implementován do nástroje v jazyce Python, který je výstupem této diplomové práce. Jako základ nástroje pro simulaci elektrických strojů byl použit existující balíček DynSyPy. Úpravami původního balíčku a implementací modelu asynchronního stroje se zabývá další část práce. V závěru práce je provedeno testování vyvinutého balíčku pomocí dvou testovacích příkladů, které byly pro ověření realizovány také pomocí nástroje Matlab Simulink. Těmito testovacími příklady bylo prokázáno, že model asynchronního stroje a další třídy pro realizaci např. skalárního řízení tohoto stroje jsou funkční.
Formula Student - řídicí elektronika trakčního střídače
(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Raichart, David; Streit Luboš, Ing. Ph.D.; Štěpánek Jan, Ing. Ph.D.
Diplomová práce se zabývá návrhem a sestrojením sestavy střídačů pro pohon motorů do elektrické formule. Jedná se první prototyp plně elektrické formule konstruované univerzitním týmem Západočeské univerzity. Sestava obsahuje tranzistorové moduly, budící obvody umístěné na budících deskách, desky propojující budiče modulů schopné měřit různé parametry sestavy, hlavní řízení celé sestavy tvořené řídící deskou a systémem RUMM, kondenzátorové desky měřící proud a připojující kondenzátory do meziobvodu. V práci se nachází definice parametrů jednotlivých komponent sestavy. Podle definovaných parametrů jsou vytvořeny a popsány jednotlivá schémata všech desek plošných spojů, které jsou obsažené v sestavě. Další částí práce je návrh těchto desek ze zhotovených schémat. Práce obsahuje kompletní návrh dohromady šesti typů desek plošných spojů. Předmětem práce je také výroba a osazení všech desek. Postup výroby je v práci detailně popsán. Celá práce je zakončena sestavením celé sestavy a jejím experimentálním otestováním.
Návrh pětifázového trakčního motoru pro použití s injektáží třetí harmonické složky
(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Kreissl, Martin; Laksar Jan, Ing. Ph.D.; Hruška Karel, Doc. Ing. Ph.D.
Tato diplomová práce se zabývá návrhem pětifázového trakčního elektrického motoru se speciální konstrukcí rotoru umožňující využití injektáže třetí harmonické složky proudu. První část práce obsahuje rešerši řešení elektrických motorů uzpůsobených k provozu s injektáží třetí harmonické složky. Druhá část práce obsahuje analytické řešení kompletního elektromagnetického návrhu trakčního motoru. Ve třetí části je analyzována simulace provozu motoru s injektáží třetí harmonické složky proudu. V závěru jsou shrnuty poznatky z analytického návrhu stroje a z jednotlivých simulací provozu.
Návrh statické budící soupravy pro synchronní generátor
(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Rozhon, Ondřej; Skala Bohumil, Doc. Ing. Ph.D.; Šobra Jan, Ing. Ph.D.
Návrh statického buzení synchronního generátoru je důležitou součástí zařízení pro produkci elektrické energie. V této práci byl navržen a otestován statický budící systém pro synchronní generátor s využitím tyristorového usměrňovače. Budící souprava byla navržena tak, aby generovala regulované stejnosměrné napětí pro rotor generátoru pomocí řídícího systému. Systém byl v rámci diplomové práce testován, aby se zajistilo, že může produkovat stabilní napětí a že regulátor buzení funguje správně. Dále byl simulován systém stejnosměrné přepěťové ochrany (crowbar), který chrání rotor generátoru a silovou část budící soupravy v případě přepětí v budícím obvodu. Simulace zahrnovala návrh obvodu, který může rychle a automaticky odpojit budící systém od generátoru v případě poruchy. Simulace také porovnávala vhodnost lineárních a nelineárních rezistorů v obvodu crowbar. Simulace byla požadována zejména kvůli ověření správnosti analytického výpočtu při návrhu a ke zjištění rychlosti odbuzení. Celkově byl návrh, testování a simulace statického budícího systému s ochranou crowbar úspěšný a systém se ukázal jako spolehlivý a efektivní pro buzení synchronního turbogenerátoru.
Trakční měnič pro projekt studentské elektroformule
(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Kadlec, Dominik Karel; Štěpánek Jan, Ing. Ph.D.; Streit Luboš, Ing. Ph.D.
Diplomová práce je zaměřena na návrh výkonového měniče pro projekt studentské e-formule. V teoretické části je popis systému měniče spolu s analytickými výpočty teplotní analýzy. V praktické části jsou simulační výpočty teplotní analýzy a teplotní analýza modelu teplotního výparníku v původním a experimentálním provedení. Praktická část dále obsahuje výsledky z měření na původním modelu teplotního výparníku.

Browse

Recent Submissions