diplomová práce

Zařízení pro indukční ohřev s výkonem 2,5kW

Text práce 3.33 MB

Autor práce: Ing. Petr Krist

Ak. rok: 2013/2014

Vedoucí: doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Oponent: Ing. Adam Vašíček

Abstrakt:

Tato práce se zabývá návrhem zařízení pro indukční ohřev malých železných součástí. Zařízení má být primárně určeno pro podkovářskou praxi nebo umělecké kovářství. S ohledem na využití v praxi je referenčním ohřívaným tělesem podkova. Základem zařízení je výkonový měnič s připojeným sériovým rezonančním obvodem jako zátěží. Obsahem práce je pak návrh a vývoj elektrických i mechanických částí celého zařízení, to znamená řídicích obvodů, rezonančního obvodu, schránky na ohřívané těleso, atd. Výstupem práce je realizace zařízení, jeho oživení, optimalizace a zkouška chodu. Při zkoušce se podařilo podkovu rozehřát téměř na požadovanou teplotu.  

Klíčová slova:

Indukční ohřev; podkova; měnič; rezonanční obvody

Termín obhajoby

10.6.2014

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student obhajoval diplomovou práci na téma Zařízení pro indukční ohřev s výkonem 2,5kW. Prezentace je srozumitelná a diplomant dovede svoji práci představit. Odpověděl uspokojivě na otázky oponenta i v diskuzi. Dále byla provedena praktická ukázka realizovaného zařízení. Komise jej hodnotí výborně.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní obor

Silnoproudá elektrotechnika a výkonová elektronika (M1-SVE)

Složení komise

doc. Dr. Ing. Miroslav Patočka (předseda)
doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Petr Dohnal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D. (člen)
doc. Ing. František Veselka, CSc. (člen)
Ing. Petr Huták, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Procházka, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Skalický, CSc. (člen)

Posudek vedoucího
doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Diplomová práce se zabývá vývojem a realizací zařízení pro vysokofrekvenční indukční ohřev. Jedná o obtížnou úlohu zahrnující problematiku výkonové elektroniky, rezonančních obvodů, řídicí elektroniky a také tepelných výpočtů.  Složitost a rozsah problematiky přesahuje obvyklý rámec pro dnešní diplomovou práci, má-li výsledkem být skutečně funkční zařízení.
Diplomant odvedl velké množství práce. Prokázal dobré teoretické znalosti a zorientoval se dobře v problematice. Prací na daném tématu získával také praktické zkušenosti v oblasti výkonové elektroniky a elektroniky obecně.

Vlastní práce je zpracována kvalitně po odborné i formální stránce. Hodnotím ji jako velmi nadprůměrnou a doporučuji jednoznačně k obhajobě.

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Adam Vašíček

Úkolem bylo navrhnout koncepci, obvodové zapojení a konstrukci měniče pro indukční ohřev podkovy v podkovářské praxi, měnič realizovat a oživit. Předložená diplomová práce dokládá, že student všechny body zadání splnil, přestože nebylo možné dosáhnout požadované teploty podkovy.

Po formální stránce je práce na velmi slušné úrovni, srozumitelná, bez překlepů a logicky členěná. Rozsah práce (přibližně 38 stránek vlastního textu) je dostatečný.

Po obsahové stránce je práce rovněž zdařilá. Obrázky i změřené průběhy jsou dostatečně komentovány a jasně čitelné. Výjimkou je obrázek 2.19 (str. 34), u kterého je čtenář nucen si domyslet, které křivky náleží kladné či záporné změně parametru Rp. Rovněž formulace „± pár hodnot okolo“ (str. 33), popisující právě změnu parametru Rp ve zmíněném obrázku, nepůsobí nikterak erudovaně.
Na straně 14 autor tvrdí, že výkon potřebný pro ohřev podkovy je určen jejím tepelným odporem. Navazující výpočty však odhadují tepelný odpor přestupu tepla z podkovy do okolí a ne její vlastní tepelný odpor.
Na straně 21 dole uvádí autor výpočet napětí na tzv. filtračním kondenzátoru, které je ve skutečnosti na celé sériové kombinaci kondenzátoru oddělujícího ss složku a rezonančního obvodu.
V předposledním odstavci kapitoly 2.7 (str. 35) zmiňuje autor „transformační“ vlastnosti LLC rezonančního obvodu. Ve zmiňovaném rezonančním obvodě (obr. 2.10 na str. 26) však nemají indukčnosti vzájemnou vazbu a jedná se tedy v podstatě o induktivní dělič, ne transformátor.
Výpočet ztrát vedením na str. 48 je značně nepřesný, autor totiž použil z katalogového listu tranzistoru hodnotu Rdson platnou pro 25°C. Při ohřátí čipu na pracovní teplotu bude tato hodnota téměř dvojnásobná, což je v katalogovém listu uvedeno.
Na druhou stranu je třeba ocenit elegantní návrh silových i řídicích obvodů bez zbytečných komplikací.

Celkově je práce na slušné úrovni a rozhodně ji proto doporučuji k obhajobě.

Známka navržená oponentem: A