Dissertations (KEV)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Identifikace modelu elektrotechnických aplikací(Západočeská univerzita v Plzni, 2024-10-25) Ševčík, Jakub; Blaha Petr, doc. Ing. Ph.D.; Wallscheid Oliver, prof. Dr. Ing.Tradiční metody identifikace v oblasti elektrických pohonů často spoléhají na jednoduché techniky, jako je metoda obyčejných nebo rekurzivních nejmenších čtverců, jejichž použití může způsobit nadměrné zprůměrování modelu, a tím vést ke snížení jeho kvality, což je patrné například při predikcích na delším časovém horizontu. Tato disertace se snaží propojit teoreticky pokročilé techniky vyvinuté v oblasti identifikace systémů s jejich možným praktickým využitím v elektrických pohonech. Ačkoliv pokročilé metody identifikace přinášejí dodatečnou výpočetní složitost, jejich použití výrazně zvyšuje stabilitu a přesnost identifikovaných modelů, které se tak stávají vhodnějšími pro praktické aplikace. Tato disertační práce se zaměřuje na dvě konkrétní aplikace: teplotní modelování výkonových polovodičových modulů a modelování magnetického toku v synchronních strojích. Zkoumá různé přístupy k modelování, včetně autoregresivních modelů typu "black-box", neuronových sítí a pravděpodobnostních kompartmentových modelů, a navrhuje využití moderních metod učení, jako je hluboké učení (deep learning), metoda neuronových obyčejných diferenciálních rovnic (Neural ODE) a v oblasti identifikace systémů dobře známý algoritmus Expectation-Maximization. Tato práce dále zkoumá přístupy začleňující fyzikální znalost systému (physics-informed approach) do klasických metod učení modelů z dat. Tento přístup umožňuje přesnější identifikaci parametrů a přináší modely, které jsou spolehlivější, interpretovatelné a mají potenciál extrapolace. Modely identifikované představenými přístupy jsou navíc schopné zachytit individuální vlastnosti zkoumaných zařízení a přizpůsobit se specifickým provozním podmínkám. Díky vyšší přesnosti, výpočetní efektivitě a interpretovatelnosti jsou tyto identifikované modely vhodné pro řízení a diagnostiku elektrických pohonů v reálném čase.
Item Vícefázové elektrické stroje(Západočeská univerzita v Plzni, 2024-09-27) Čermák, Radek; Bárta Jan, doc. Ing. Ph.D.; Gašpar Gabriel, doc. Ing. Ph.D.; Makyš Pavol, doc. Ing. PhD.Předkládaná disertační práce s názvem "Vyšší časové harmonické složky a jejich využití ve vícefázových elektrických strojích" se zabývá vlastnostmi vícefázových elektrických strojů s lichým počtem fází. V první části práce je uvedena rešerše aktuální problematiky vícefázových strojů a předpokládané výhody vícefázových strojů oproti běžně používaným třífázovým strojům. Ve druhé části je popsána problematika vícefázového vinutí, dostupné metody analýzy a rozbor vícefázových vinutí. Třetí část práce se zaměřuje na porovnání třífázového a devítifázového asynchronního motoru z hlediska přetížitelnosti. Na devítifázovém stroji je dále ukázána metoda harmonické injektáže, která je ověřena měřením na prototypu. V závěrečné části práce je provedeno zhodnocení celé práce.Item Řízení výkonových měničů určených pro použití ve smartgrid a microgrid aplikacích(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-06-30) Dragoun, Jaroslav; Palacký Petr, prof. Ing. Ph.D.; Valouch Viktor, prof. Ing. CSc.Tato disertační práce se zaměřuje na řízení měničů připojených k síti pro aplikace chytrých sítí a mikrosítí. Identifikuje aktuální výzvy v této oblasti a navrhuje řešení. Tato konkrétní řešení jsou nasazena v řadě rozmanitých aplikací, aby se ověřil jejich provoz a demonstrovala jejich užitečnost. Disertační práce představuje tři hlavní aplikace:
Zaprvé, pro pokročilý kolejnicový balancer (ARB) v trakčních rozvodnách je představena nová forma diskrétního PR regulátoru. Tato navrhovaná forma PR regulátoru výrazně zlepšuje stabilitu řízení, zejména pro frekvence vyšší než jmenovitá frekvence sítě.
Zadruhé, pro ostrovní mikrosítě, konkrétně centrální zdroje energie pro železniční vozy, jsou vyvinuty řídicí algoritmy pro distribuci energie mezi více zdrojů. Tyto algoritmy jsou kombinovány s technikou řízení omezujícího proud, která chrání zdroje během poruch sítě.
Nakonec je představen systém bateriového ukládání energie (BESS). Kromě svých schopností ukládání energie poskytuje ochranu generátoru tepelné elektrárny před přechodovými změnami napětí v síti. Tento BESS využívá technologii víceúrovňového měniče a jeho návrh vyžadoval vývoj komplexního řídicího algoritmu, který je podrobně popsán v této práci.Item Řízení a regulace nových topologií vysokonapěťových výkonových měničů(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-02-28) Kehl, Zdeněk; Palacký Petr, doc. Ing. Ph.D.; Valouch Viktor, prof. Ing. CSc.Tato práce se zabývá návrhem třífázového aktivního filtru založeného na víceúrovňové topologii kaskádně spojených měničů, včetně nových algoritmů řízení, které jsou navrženy tak, aby byla zajištěna jeho snadná škálovatelnosti dle jmenovitého napětí sítě s ohledem na blokovací napětí výkonových polovodičových součástek měniče. V první části práce je provedena podrobná analýza současného stavu poznání. Zde jsou popsány nejčastější varianty systémů, které slouží k udržení stanovené kvality elektrické energie v distribučních sítích (tzv. FACTS). Dále je provedena analýza v současnosti nejčastěji používaných víceúrovňových topologií výkonových měničů a způsobů jejich řízení. Na základě této analýzy byla identifikována vhodná topologie řešení výkonového obvodu filtru a navrženy algoritmy jeho řízení. Navržené řízení vychází z množiny prediktivního řízení s konečným počtem zásahů (FCS-MPC). Pro řízení finální varianty aktivního filtru s devíti-úrovňovými kaskádně řazenými H-můstky byly navrženy dva způsoby řízení pracujících ve dvou úrovních. První úroveň se zabývá analýzou okamžitého stavu sítě. Výstupem první úrovně řízení jsou požadované kompenzační proudy, které musejí být generovány aktivním filtrem do sítě. Druhou úrovní je řízení jednotlivých měničů aktivního filtru. To je realizováno dvěma způsoby, prvním z nich je využití konvenčního FCS-MPC s kompletní množinou akčních zásahů, druhá varianta řízení využívá navrženého dvoukrokového FCS-MPC, který významným způsobem redukuje výpočetní náročnost prediktivního algoritmu. Práce dále obsahuje návrh výkonového obvodu aktivního filtru, který je sestaven z vyvinutých univerzálních modulárních měničů SHRack. Navržené algoritmy byly otestovány jak pomocí simulačního modelu, tak pomocí experimentů vybraných stavů na laboratorním prototypu aktivního filtru.Item Algoritmy řízení střídavých trakčních pohonů nové generace(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-02-27) Glac, Antonín; Kuchař Martin, Ing. Ph.D.; Makyš Pavol, doc. Ing. PhD.Vektorové řízení pro pohony se synchronními stroji je obecně známé. Přidání algoritmů optimálního řízení může zvýšit účinnost nebo zlepšit vlastnosti pohonu. Čtyři témata jsou zkoumána v rámci této disertace v závislosti na zvoleném kritériu optimalizace. Generování optimální proudové reference slouží k převodu požadované hodnoty momentu na požadované složky proudu za účelem zvýšení účinnosti pohonu. Řídicí algoritmus založený na řešení rovnic 4. řádu, který zahrnuje všechny parametry stroje byl rozšířen pro použití časově proměnných parametrů. Pro aplikace s požadavkem na vysokou dynamiku byl navržen algoritmus časově optimálního řízení. Nový blok řízení nahrazuje původní PI regulátory, aby byl požadovaný proud dosažen v nejkratším možném čase. Existující přístupy které zanedbávaly statorový odpor byly upraveny tak, aby zahrnovaly vliv statorového odporu i rozdílných indukčností v jednotlivých osách. Optimální řízení je závislé na parametrech stroje. Několik algoritmů pro offline i online identifikaci parametrů bylo implementováno a testováno na experimentálním pohonu. Metoda pro minimalizaci zvlnění momentu stroje byla představena. Hlavním úkolem bylo vhodné filtrování měřeného signálu a generování požadavku na kompenzační proud. Metoda je založena na zpětné vazbě od čidla momentu nebo polohy.
