Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FEKTZkratka: PP-SEEAk. rok: 2013/2014
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
S výrobou elektrické energie z obnovitelných zdrojů (především z větrných a fotovoltaických elektráren) je úzce spojen pojem stabilita dodávky elektrické energie. Výzkum bude zaměřen na možnosti akumulace elektrické energie vyrobené z obnovitelných zdrojů pomocí moderních technologií, se zaměřením na využití vodíku (VRB systémy) a přečerpávacích vodních elektráren pro její akumulaci. Výsledkem práce bude návrh opatření v energetické soustavě, který bude řešit časovou disproporci mezi dodávkou a odběrem elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Řešení je spojeno s modelováním na PC a experimentálním měřením na funkčním modelu.
Školitel: Mastný Petr, doc. Ing., Ph.D.
Cílem práce je vytvoření databáze záznamů poruch a měřených dat během experimentů provedených v reálné distribuční síti. Prostřednictvím kvalitní databáze bude možno vyhodnocovat jak ustálené hodnoty měřených proudů a napětí, tak jednotlivé přechodné děje během vzniku poruch nebo změnách parametrů poruchového obvodu. Jedná se především o vyhodnocení frekvence, max. hodnoty nebo časové konstanty přechodného děje. Předpokádá se práce v dostupném databázovém programu.
Školitel: Orságová Jaroslava, doc. Ing., Ph.D.
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.
Předmětem tématu je studium a vypracování metodik pro návrh, vývoj a schvalování elektrických pohonů v aplikacích s vysokými požadavky na bezpešnost např. v letectví, drážních a automobilových aplikacích. Zaměření práce bude na vývoj hardware řídicích systémů pohonů a na vývoj software pro řízení pohonů s vysokou spolehlivostí.
Školitel: Klíma Bohumil, 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 projektů.
Školitel: Veselka František, doc. Ing., CSc.
Téma je zaměřeno na měření a analýzu vibrací elektrických strojů. Konkrétně na diagnostiku frekvenčního spektra měřených amplitud a zrychlení chvění asynchroních motorů. Hlavním cílem je vytvoření metody založené na neuronových sítích, která má rozpoznávat různé typy poruch elektrických strojů a umožní jejich predikci.
Školitel: Janda Marcel, Ing., Ph.D.
Téma je zaměřeno na výzkum elektrických strojů s vysokou účinností, analýzu jednotlivých druhů ztrát a možnosti jejich omezení. Analýza jednotlivých typů vinutí, vliv prostorových harmonických, potlačení nežádoucích prostorových harmonických při zachování vysokého činitele vinutí, speciální konstrukce rotoru, aplikaci moderních materiálů permanentních magnetů. Analytický návrh, také s použitím programu Ansoft-RMxprt, simulace pomocí metody konečných prvků v programu Ansoft-Maxwell 2D/3D. Předpokládá se výroba vzorků a experimentální ověřování výsledků výzkumu.
Školitel: Vítek Ondřej, doc. Ing., Ph.D.
Elektrojaderné reaktorové systémy jsou perspektivní hybridní systémy, které spojují technologii jaderného reaktoru s technologií urychlovače a spalačního terče, alternativně též fúzního zdroje neutronů. Nabízejí vysokou bezpečnost a možnost transmutace vyhořelého jaderného paliva nebo světových zásob thorie. Jejich návrh však zatím naráží na technologické, finanční ale i fyzikální problémy. Problematiku fyzikálních výpočtů a měření by se měla zabývat navrhovaná disertační práce. Elektrojaderné reaktorové systémy jsou perspektivní hybridní systémy, které spojují technologii jaderného reaktoru s technologií urychlovače a spalačního terče, alternativně též fúzního zdroje neutronů. Nabízejí vysokou bezpečnost a možnost
Školitel: Katovský Karel, doc. Ing., Ph.D.
Problematika lokalizace místa zemního spojení v sítích vn je přes řadu publikovaných či patentovaných metod stále nevyřešeným problémem při provozu sítí vn. Jednou z možných metod je využití krátkodobého zvýšení poruchového proudu pomocí přizemnění zdravé fáze v napájecí rozvodně. Cílem práce je analýza dostupných metod, rozpracování uvedené metody a návrh způsobu lokalizace jednopólových poruch v sítích vn včetně posouzení možných negativních vlivů na bezpečnost sítí.
Školitel: Toman Petr, prof. Ing., Ph.D.
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.
Nízkoteplotní plazma nachází mnohostranné technologické využití. Jedním z jeho možných zdrojů je generátor plazmatu (plazmatron), který k produkci plazmatu využívá elektrický oblouk. Cílem práce je vytvořit matematicko-fyzikální model oblouku a provést srovnání se zjednodušeným modelem. K ověření modelu budou využity hodnoty naměřené na plazmatronu.
Školitel: Lázničková Ilona, doc. Ing., Ph.D.
Cílem práce je výzkum v oblasti monitorování a vyhodnocování stavu akumulátorů se zaměřením na nezávislou elektrickou trakci. Předpokládá se zejména oriantace na moderní lithiové akumulátory. Práce bude zaměřena na nalezení vhodných modelů a vyhodncování parametrů akumulátorů během živitního cyklu a metody kvantitativní reprezentace stavu akumulátoru.
Problematika chránění energetických sítí patří dlouhodobě k aktuálním. V současné době dochází v praxi v rozvodnách k implementaci digitální komunikace podle IEC61850. Součástí této komunikace může být i přenos měřených veličin z měničů napětí a proudu v digitální formě. Cílem práce je návrh ochranné funkce distanční ochrany pracující využívající vstupní data v digitální podobně a optimalizace této funkce z hlediska vytížení jednotlivých prvků systému.
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.
Cílem je navrhnout a ověřit nové metody hodnocení kvality napětí se zaměření na dílčí parametry a souhrnný parametr umožňující evaluaci lokální i globální evaluaci kvality napětí s využitím pro měřící účely, tj. on-line monitoring, pro optimalizaci prostředků pro zlepšení kvality napětí, atd.
Téma je zaměřeno na syntézu náhradních zapojení asynchronních strojů za účelem přesnějšího modelování jednotlivých typů ztrát strojů pracujících v širokém rozsahu momentů a otáček. Součástí tématu je i tvorba nových řídicích algoritmů s použitím uvedených modelů. Algoritmy budou zaměřeny na dosažení maximální účinnosti soustavy DC/AC střídač + asynchronní stroj.
Školitel: Vorel Pavel, doc. Ing., Ph.D.
Poruchy svodičů přepětí v provozovaných fotovoltaických elektrárnách (FVE) připojených do sítí vn ukazují na potřebu posouzení a ev. přehodnocení současné praxe v projektování ochrany před přepětím těchto zařízení, jejichž provoz se liší od dosavadních převažujících odběrných zařízení. Charakter provozu FVE je specifický v tom, že v čase kdy nevyrábějí k síti zůstávají připojeny poměrně velké transformátory prakticky naprázdno, navíc s kabelovým rozvodem vn a jím způsobenou dodávkou jalového výkonu do sítě, příp. i s tzv. dekompenzačním zařízením, který má této dodávce jalové energie zabránit, ale které může být příčinou přepětí při přechodových stavech v síti, především při zemních poruchách a jejich vypínání. Cílem práce je návrh konceptu chránění, který bude zahrnovat jak ochranu proti atmosférickým, tak i proti spínacím přepětím. Chránění by mělo být specifikováno zejména pro generátory, motory, transformátory, dekompenzační tlumivky a zaměřeno zejména na úroveň vysokého napětí.
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.
Cílem je formulace algoritmů pro návrh elektrických strojů s maximální účinností při optimálním využití materiálových možností. Téma je podporováno firmou Siemens.
Školitel: Ondrůšek Čestmír, doc. Ing., CSc.
Disertační práce je zaměřena na optimalizaci provozu energetického systému - bude využit multivalentní energetický systém zabezpečující tepelnou i elektrickou energii. Součástí systému je také akumulační systém. Cílem práce je navrhnout a optimalizovat provoz hybridního systému s ohledem na korektní energetickou a ekonomickou bilanci provozu. Optimalizační procesy budou vycházet z reálných měření na energetickém systému a z matematického modelování provozních stavů.
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.
S rozvojem a transformací distribučních sítí od pasivních k aktivním zahrnujícím distribuované zdroje elektrické energie s rozšířenými možnostmi regulace spotřeby vzrůstá z důvodu nezbytnosti zajištění elektromagnetické kompatibility i nutnost regulace napětí z hlediska různých parametrů.
Téma je zaměřeno na oblast zejména dlouhodobých zkoušek 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 nejen v konstrukci elektrických strojů, ale i kluzného kontaktu. Cílem je zjištění závislostí a vazeb mezi jednotlivými komponenty, parametry v různém konstrukčním a technologickém provedení strojů s vazbou např. na EMC.. Problematika je na ÚVEE řešena průběžně a je dosahováno zajímavých výsledků publikovaných na mezinárodní úrovni. Ústav disponuje speciálními měřicími pracovišti pro praktické ověřování teoretických předpokladů a spolupracuje se špičkovými firmami nejen v ČR, ale i v zahraničí .
Téma zahrnuje problematiku kluzného kontaktu ve špičkových aplikacích elektromechanických systémů, provozovaných v dynamických provozních podmínkách ( spouštění, regulace, apod.) s vysokými jmenovitými hodnotami proudu, napětí, otáček, výkonu, 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. Dílčí informace budou získávány i analýzou průběhu budicího proudu.
Cílem doktorské práce je návrh systému chránění využívajícího digitálních procesních dat (senzory s komunikací IEC61850). Jednotlivé ochranné funkce systému budou testovány prostřednictvím simulačního modelu části soustavy, který bude chráněn vybranou ochrannou funkcí. Součástí práce bude tedy i vypracování metodiky pro testování pro ověření korektní funkce ochrany v kombinaci se senzorickým měřením proudu a napětí pomocí digitálního výstupu IEC 61850-9-2. Na základě této metodiky bude možno optimalizovat algoritmus ochranné funkce přijímající procesní data z proudových senzorů a vyhodnotit její přínos oproti řešení s klasickými přístrojovými transformátory s analogovým výstupem.
Téma je zaměřeno na výzkum vysokootáčkových elektrických strojů, zejména asynchronních motorů a synchronních motorů s permanentními magnety. Analýzu vinutí, využití zvláštních konstrukcí rotoru, aplikaci moderních materiálů permanentních magnetů, minimalizaci ztrát. Simulace navržených strojů pomocí metody konečných prvků v programu Ansoft-Maxwell 2D/3D. Předpokládá se výroba vzorků a experimentální ověřování výsledků výzkumu, s ohledem na dostupné vybavení především v rozsahu výkonu do 12 kW a otáček do 45000 1/min.
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.
Spolehlivost dodávky elektrické energie patří k dlouhodobým prioritám vyspělé společnosti. S tím souvisí potřeba rychlé a spolehlivé lokalizace poruch vznikajících na prvcích elektrizační soustavy. V řadě případů je možné poruchu identifikovat v začátečním stadiu a předejít tak jejímu rozšíření a následným výpadkům. Cílem práce je analýza současných metod využívajících analýzu částečných výbojů pro hodnocení stavu jednotlivých zařízení a následně využití získaných poznatků pro detekci vznikajících poruch v distribuční soustavě. Příkladem může být zhoršený izolační stav transformátorů, průchodek, jednopólová porucha na vedení s izolovanými vodiči, atd.
Hlavní funkcí elektroměrů je měřit elektrickou energii v definovaném místě elektrické sítě. Kromě toho však mohou elektroměry plnit řadu dalších funkcí. Například mohou být využity pro měření dalších elektrických veličin vypovídajících o stavu elektrické sítě a následně použitelných, v rámci konceptu Smart Grids, pro její řízení. Cílem je definovat potřebné funkce měřidel a jejich začlenění do jednotlivých bezpečnostně-technických vrstev řízení distribučních sítí. Dále optimalizovat měřící funkce a koncentraci dat pro jednotlivé úlohy.
Cílem je využít vlastností zlomkových derivací a integrálů pro přesnější popis chování elektrických strojů v přechodových režimech zejména v případě dynamických změn parametrů.