Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FEKTZkratka: PK-SEEAk. rok: 2011/2012
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.
Práce je zaměřena na vývoj a aplikaci fyzikálních modelů chování palivových elementů lehkovodních jaderných reaktorů při abnormálním a havarijním provozu, zejména při havárii se ztrátou chlazení, při obnažení palivových elementů, při krizi varu a jiných přechodových procesech. Cílem je osvojit si stávající výpočetní metody, aplikovat je na vybrané reaktorové systémy a benchmarkové úlohy a na jejich základě a s použitím fyzikálních a matematických modelů vytvořit a testovat zadané moduly výpočetního kódu.
Školitel: Katovský Karel, doc. Ing., Ph.D.
Cílem práce je výzkum a vývoj představitelů řady motorů jednofázových a třífázových. Zvláštní pozornost bude věnována především výzkumu ve smyslu optimalizace magnetického obvodu z hlediska ztrát. Výsledkem řešení projektu se předpokládá moderní čerpadlo a asynchronní stroj na vysoké technické úrovni, který splňuje v maximální možné míře požadavky výrobců např. obráběcích strojů.
Školitel: Hájek Vítězslav, prof. Ing., CSc.
Jedním z aktuálních témat ve světlené technice v poslední době je otázka měření osvětleností a jasů ve venkovním prostředí v dlouhodobém horizontu, tzv. monitorování. Problematika se týká zejména fenoménu tzv. "světelného znečištění". Jelikož technika k těmto účelům není běžně dostupná, vyvstává zde řada dílčích otázek k řešení. Problematická místa jsou zejména dlouhodobá stabilita měření, automatizovaný sběr dat, autokalibrační procesy, zpracování rozsáhlých souborů měření, zpracování dat v reálném čase, vyhodnocování obrazových dat z digitálních kamer pro účely jasové analýzy apod. V rámci disertační práce by bylo možné dle aktuálních možností pracoviště pracovat na vývoji měřicích systémů, které budou schopny dlouhodobě a s požadovanou přesností snímat různé veličiny a to ve venkovním prostředí, kde je nutné počítat s vlivy jako je teplota a vlhkost a působení extrémního záření - sluneční spektrum, UV a IR záření. Využití přístroje se nabízí např. v monitorování slunečního svitu a nebo již zmíněném monitorování rušivého světla.
Školitel: Baxant Petr, doc. Ing., Ph.D.
Vzhledem k nastupujícímu trendu v oblasti využívání bioplynových stanic pro dodávku energie, je cílem této práce zpracovat ucelenou koncepci zaměřenou na využití odpadních energií vznikajících při procesu výroby biplynu. Úkolem je prověřit a stanovit možnosti optimalizace výrobního procesu bioplynových stanic s využitím matematických modelů tepelných oběhů a ověřit tyto možnosti v praktických provozních podmínkách. Součástí navržené koncepce bude i ekonomické zhodnocení navrhovaných variant a studie jejich využitelnosti v různých provozních podmínkách.
Cílem práce je vytvořit model elektrické stanice (transformovny), která bude monitorována a ovládána centrální jednotkou, komunikující přímo s procesní úrovní řízené stanice prostřednictvím Ethernetu. V uvedeném modelu budou realizovány základní monitorovací funkce pro jednotlivé odbočky rozvodných zařízení obou úrovní napětí a dále ovládání jednotlivých spínacích prvků v odbočkách s využitím blokovacích funkcí definovaných na úrovni celé stanice. Na základě výsledků testovaní uvedeného modelu, bude zhodnocen centralizovaný přístup k řízení a monitoringu elektrické stanice s ohledem na rychlost a kvalitu komunikace a na možnosti současně používaných zařízení.
Školitel: Orságová Jaroslava, doc. Ing., Ph.D.
Vývoj elektromechanických systémů je zejména v současné době spojen s požadavkem vysoké spolehlivosti a definované životnosti, v souvislosti s přechodem na vyšší hladiny výkonů a otáček. Proto téma je zaměřeno na posouzení vlivu poruch jednotlivých částí elektromechanického systému na jeho provozní vlastnosti. Cílem je komplexní studium a diagnostika elektromagnetických a mechanických vlastností na základě generování vibrací a s uplatněním napájecího proudu. Práce sestává z teoretické, experimentální a aplikační části. Problematika je na ÚVEE průběžně řešena v rámci několika grantových projektů.
Školitel: Veselka František, doc. Ing., CSc.
Téma je zaměřeno na specifickou oblast dnešní moderní osvětlovací techniky a to využití systémů dynamického osvětlování. Drtivá většina dnešních osvětlovacích systémů umělého osvětlení je statická, tj. nemění svou intenzitu, a pokud ano, tak spíše na přání uživatele - ruční stmívání. Světový výrobci světelné techniky již ale nabízejí nové technologie inteligentního osvětlení, které zapojuje do osvětlování dynamickou složku. Již dlouhou dobu se obecně ví, že světlo ovlivňuje fyziologické funkce člověka prostřednictvím biorytmů. Ty vyžadují určité úrovně osvětlení a zejména střídání světla a tmy v denních cyklech. Ale nejen intenzita světla ale i barva resp. teploty chromatičnosti světla ovlivňuje vnímání člověka a to nejspíše po psychologické a pravděpodobně i fyziologické stránce. V rámci disertační práce by student řešil právě tyto otázky zaměřené na výzkum dynamického chování přirozených zdrojů světla a jejich simulace pomocí zdrojů umělých.
Cílem práce 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.
Téma je orientováno na měření velmi malých vzdáleností a deformací rotujících částí el. strojů, které mají významný vliv na provozní vlastnosti strojů a zařízení. K měření je využito moderní měřící, záznamové a vyhodnocovací techniky. Cílem je posouzení a optimalizace dílčích vlivů fyzikálních veličin na vlastnosti a parametry elektromechanických soustav. Práce sestává z teoretické, experimentální a aplikační části. Problematika je na ÚVEE průběžně řešena v rámci grantového projektu, připravuje se mezinárodní spolupráce.Výsledky jsou průběžně publikovány.
Téma je zaměřeno na analýzu současných postupů při testování izolace zařízení používaných pro přenos a rozvod elektrické energie v distribučních sítích s napětím 110 kV a 22 kV. Cílem je vytvoření metodik pro měření a zkoušení izolace, které obvykle zahrnuje: měření izolační pevnosti střídavým a stejnosměrným napětím a zkoušky impulsním napětím a to při různých okolních podmínkách (znečištění, vlhkost apod.). Dále jsou to testy namáhání izolace koronou, měření kvality dielektrika, zotaveného napětí nebo částečných výbojů. V úvodu se předpokládá rozsáhlá rešerše současných technických předpisů a norem pro uvedené zkoušky na základě, kterých bude vytvořen projekt pro technickou realizaci testů ve vysokonapěťové laboratoři.
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. - Popis možností využití Kinematické analýzy
Školitel: Kuchyňková Hana, doc. Dr. Ing.
Téma je zaměřeno na analýzu problematiky DC/DC měničů s transformátorem, se standardním vstupním napětím 300V nebo 600V (usměrněná síť), s výstupním napětím v rozsahu cca 1kV-10kV a s výstupním výkonem řádu jednotek kW. V této oblasti se vyskytují specifické problémy s konstrukcí výstupního usměrňovače, s parazitní kapacitou výstupní tlumivky a s transformací parazitních kapacit ze sekundární strany měniče na stranu primární. Existuje několik obvodových topologií umožňujících řešení těchto problémů. Moderní polovodiče na bázi karbidu křemíku (SiC) - diody i spínací tranzistory - umožňují s výhodou použít topologie, které by s klasickými spínacími polovodiči nebyly v této oblasti možné. Měnič s těmito moderními součástkami lze pak realizovat s velkým spínacím kmitočtem, což přispěje nejen k miniaturizaci transformátorů a tlumivek, ale také k eliminaci uvedených problémů s parazitními kapacitami a také k eleminaci problémů s izolací. Nasazení rychlých polovodičů SiC ovšem přináší nutnost řešení nových technických problémů - např. problematika buzení tranzistorů, související problematika ringingu atd. Při řešení tématu budou teoreticky i prakticky zkoumány vhodné topologie uvedených měničů s použitím SiC polovodičů.
Školitel: Vorel Pavel, doc. Ing., Ph.D.
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.
Školitel: Toman Petr, prof. Ing., Ph.D.
Zajištění elektromagnetické kompatibility v distribučních sítích z hlediska deformace a změn velikosti napětí je odvozeno od definovaných úrovní odolnosti spotřebičů a zjednodušeného lineárního jednofázového schématu a jednoduchého pravděpodobnostního modelu (např. IEC 61000-1-4). Výsledkem jsou meze emisí nelineárních/dynamických zátěží (např. IEC 61000-3-2, 3-3, 3-11, 3-12). Jak ale ukazuje praxe, předpoklady těchto modelů se neshodují s reálnými výsledky. Disertační práce je zaměřena na vývoj modelů obecných nelineárních a dynamických zátěží s unifikovanou parametrizací vlastností zahrnující stupeň distribuce v topologicky reprezentativních systémech. Takto vzniklé modely budou verifikovány pomocí simulací a srovnáním s výsledky z reálných sítí. Při řešení je předpokládán analytický a statistický přístup s cílem navrhnout procesy modelování s vyšší spolehlivostí predikce, které mohou být použity namísto doposud používaných.
Školitel: Drápela Jiří, prof. Ing., Ph.D.
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.
Využití rychlostní fotografie pro analýzu a počítačovou rekonstrukci chování spínacího oblouku ve spínacím přístroji za reálných podmínek. Analýza vlivu spektrálního filtru na kvalitu záznamu spínacího oblouku. Zpracování software pro sběr dat z rychlostní kamery a následné zpracování a vyhodnocení digitálního záznamu.
Školitel: Aubrecht Vladimír, prof. RNDr., CSc.
Stále se zvyšující podíl obnovitelných zdrojů (větrné farmy a fotovoltaické elektrárny velkých výkonů) připojovaných do elektrizační soustavy ovlivňuje svými nahodilými změnami dodávky elektrické energie provoz a stabilitu celé elektrizační soustavy. Práce má zhodnotit současný stav a na základě rozboru skladby zdrojů v elektrizační soustavě České republiky a jejich regulačních schopností stanovit podíl jednotlivých typů výrobních zařízení (tepelné, jaderné, vodní, větrné, fotovoltaické) s uvažováním mezinárodní spolupráce.
Školitel: Matoušek Antonín, doc. Ing., CSc.
Problematika věrné simulace poruchových stavů v elektrizační soustavě je stále aktuálním tématem v oblasti modelování elektrických sítí. Cílem práce je vytvoření odpovídajících modelů různých typů transformací a reprezentace přenosu poruchových veličin mezi různými hladinami napětí pro různé typy zapojení transformátorů a uzlu sítě.
Řešení energetické bilance v plazmatu oblouku se zaměřením na stanovení energie vyzářené. Studium vlivu spektrálního intervalu a vliv molekulárních složek na radiační transport energie. Návrh programu pro výpočet koeficientu absorpce vybraného typu termického plazmatu.
Téma zahrnuje problematiku kluzného kontaktu ve speciálních aplikacích elektromechanických systémů, provozovaných v dynamických provozních podmínkách ( spouštění, regulace, apod.) s vysokými jmenovitými hodnotami proudu, napětí, otáček, rychlosti a definovanými parametry okolního prostředí. Vzhledem k tomu, že vývoj elektromechanických systémů je zejména v současné době spojen s požadavkem vysoké spolehlivosti a definované životnosti, mělo by být cílem práce prodloužení životnosti kluzného kontaktu, snížení degradace stacionární i pohybující se části kluzného kontaktu, eliminace vlivu okolí na vedení proudu mezi stacionární a pohyblivou částí kluzného kontaktu.
Současně používané principy ochranných funkcí digitálních ochran vycházejí zpravidla z vyhodnocení analogových signálů proudů a napětí chráněného objektu. Zdrojem těchto vstupních analogových signálů byly od počátku vzniku elektrického chránění zpravidla přístrojové transformátory proudu a napětí. S nástupem senzorů, které stále častěji nahrazují především klasické přístrojové transformátory proudu, je třeba počítat s kvalitativně i kvantitativně jiným typem signálu na vstupu digitální ochrany. Na základě toho může dojít i k přehodnocení řady ochraných funkcí, jejichž koncepce byla postavena na právě na základě spolupráce s klasickými přístrojovými transformátory proudu. Tato práce by se měla zabývat vlivem použitého měniče (Rogowského cívky nebo přístrojového transformátoru proudu) na jednotlivé ochranné funkce a to nejen s ohledem na jejich parametrizaci, ale i na principy používané pro vyhodnocení poruchového stavu chráněného systému
Zvyšující se podíl obnovitelných zdrojů připojovaných do elektrizační soustavy a prudké změny jimi dodávaného činného výkonu, způsobené kolísáním dodávky primární energie, mají jistý vliv na kvalitu elektrické energie dodávané spotřebitelům (velikost napětí, změna kmitočtu, vyšší harmonické apod.). Práce má zhodnotit současný stav, způsoby výpočtu ustáleného stavu sítě (vhodné iterační metody) pro připojení nových zdrojů, kolísání napětí a kmitočtu v místě připojení a nastínit další postupy a možnosti připojování v souladu s legislativou Evropské unie, Pravidly pro paralelní provoz zdrojů a toky energií v propojených soustavách.
Z důvodu nárůstu výskytu mezních provozních stavů při provozu přenosové soustavy (PS) je třeba kvalifikovaněji na tyto stavy reagovat. Kvalita výpočetních nástrojů EMS je dána zejména použitým modelem PS. Cílem disertační práce bude návrh konzistentního modelu pro dispečerské řízení PS ČEPS, a.s. v reálném čase, který bude obsahovat jak online data ze sledované soustavy (PS ČR a části sousedních PS), tak připojený model kontinentální Evropy založený na krátkodobých predikčních modelech.
Téma je zaměřeno na aplikaci nanotechnologií u elektrických strojů, zejména s kluzným kontaktem. Práce navazuje na rozsáhlé znalosti a dovednosti v této oblasti, které byly získány na ÚVEE FEKT VUT v Brně při aplikaci moderních technologií v konstrukci elektrických strojů. Cílem je zjištění závislostí a vazeb mezi jednotlivými komponenty, v různém konstrukčním a technologickém provedení s vazbou např. na EMC.. Problematika je na ÚVEE řešena průběžně a je dosahováno zajímavých výsledků publikovaných na mezinárodní úrovni. Ústav disponuje speciálními měřicími pracovišťi pro praktické ověřování teoretických předpokladů a spolupracuje se špičkovými firmami.
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 energetická analýza navrženého systému spojená s ekonomickou stránkou.