Přejít k obsahu

Výkonová elektronika a pohony

Skupina se zaměřuje na základní i aplikovaný výzkum v oblasti výkonové elektroniky, elektrických pohonů, speciální robotiky a teorie rozhodování. Tým vychází z dlouholeté tradice tohoto oboru na Západočeské univerzitě v Plzni a navazuje na rozsáhlou mezinárodní průmyslovou spolupráci a na historické mezinárodní úspěchy tohoto výzkumného týmu, který v současnosti patří ve svém oboru k největším skupinám v Evropě.


Materiálový výzkum

Hlavním zaměřením skupiny materiálového výzkumu je organická elektronika, inteligentní senzory a multisenzorové systémy. Cíle výzkumu v oblasti senzorů sledují zejména konstrukci levných senzitivních elementů pro určování vybraných plynů, par a přítomnosti látek v kapalinách převážně z materiálů na organické bázi. V oblasti organické elektroniky je vývoj orientován na nové materiály a materiálové struktury pro výrobu organických elektronických součástek, polovodičů a molekulárních elektronických systémů.

Energetika a průmyslové systémy

Skupina se zaměřuje na výzkum nových technologií v oblasti výroby rozvodu a distribuce elektrické energie či tepla, na matematické modelování a optimalizace energeticky náročných průmyslových systémů. V oblasti výroby elektrické energie se věnuje výpočtům, modelování uhelných a plynových elektráren nebo sekundárního okruhu jaderných elektráren z pohledu optimalizace energetické účinnosti, dynamiky a kvality regulace dílčích systémů vlastní spotřeby elektráren. Významnou doménou skupiny je také modelování a optimalizace vodních elektráren se specializací na optimalizaci řízení paralelního chodu turbín.

Dalšími pilíři výzkumného programu jsou simulace a modelování elektrických distribučních a přenosových sítí, zkratové výpočty, spolehlivostní výpočty a bezpečnost především v oblasti jaderné energetiky. Mezi portfolio aktivit skupiny patří i vytváření výpočtových počítačových modelů mechanických a elektromechanických konstrukcí včetně simulace provozních i nežádoucích stavů konstrukcí a rotujících strojů.

Matematicko-fyzikální modelování a výpočty

Výzkum a vývoj nových metod řešení fyzikálních polí a jejich vzájemné interakce. Cílem je vývoj pokročilých metod numerického řešení sdružených úloh s využitím sofistikovaných algoritmů založených na metodě konečných prvků vyššího řádu přesnosti. Využití těchto technologií značně snižuje výpočetní čas potřebný k vyřešení problému a umožňuje tak řešení rozsáhlých úloh z oblasti elektromagnetického pole, teplotního pole, strukturální mechaniky, proudění nebo akustiky.

Hlavním zaměřením skupiny je modelování složitých multifyzikálních úloh. Při řešení projektů využívá komerčních programů (ANSYS, COMSOL Multiphysics, FEMM, MATLAB, SIMULINK) případně vlastní implementaci konečných prvků (Hermes, Agros2D).

Elektronika a testování

Zaměření činnosti týmu lze rozdělit do několika oblastí. Hlavní oblastí zajmu skupiny je návrh specializované elektroniky sloužící pro měřicí a řídicí aplikace. Jedná se především o vývoj modulárního řídicí systému určeného pro nasazení v průmyslový výkonových aplikacích.

Další oblast zájmu týmu je zaměření se na testování elektroniky. V rámci této činnosti je prováděn vývoj z velké části automatizovaných testovacích systémů (standů). Vytváření analýz testovacích procesů, optimalizování testování s ohledem na automatizaci testů nebo vytváření HIL (Hardware In Loop) simulací.

Pro urychlení vlastního výzkumu ostatních týmů poskytuje skupina odbornou pomoc při návrhu často značně specifické elektroniky potřebné při řešení konkrétních vědeckých projektů.

Tým nabízí též své kapacity v oblasti návrhu elektronických systémů při řešení komerčních zakázek a projektů pocházejících od externích subjektů.

Diagnostika a zkušebnictví

Činnost týmu lze z důvodu přehlednosti rozdělit do několika oblastí. První oblastí je diagnostika materiálů a strukturální analýzy. Tato část týmu se zabývá diagnostikou izolačních systémů elektrických strojů a přístrojů z hlediska jejich vlastností v oblasti měření izolačního odporu, ztrátového činitele, kapacity a částečných výbojů. Kromě elektrických zkoušek jsou prováděny i zkoušky mechanické, např. měření pevnosti v tahu, v tlaku nebo v ohybu. Z metod strukturálních analýz, které jsou na pracovišti využívány pro diagnostiku, lze jmenovat termomechanickou analýzu, dynamickomechanickou analýzu, termogravimetrii, diferenční skenovací kalorimetrii a infračervenou spektroskopii s Fourierovou transformací.

Druhá část činností týmu je zaměřena na diagnostiku elektronických součástek, desek plošných spojů a propojovacích struktur. V této oblasti se uplatňuje zejména laboratoř mikroskopie, která kromě běžných optických mikroskopů disponuje laserovým konfokálním mikroskopem s možností měření v 3D nebo možností využití AFM modulu (atomic force microscope) a fluorescenčním mikroskopem. Využití jmenovaných zařízení umožňuje sledovat vliv různých faktorů na vnitřní strukturu materiálů i částí zařízení. Jedním z vlivů může být například vliv prostředí, které je na pracovišti možné simulovat v klimatické komoře. Využití nachází klimatická komora dále i při ověření funkčnosti a posouzení životnosti materiálů a zařízení.

K aktivitám patří i oblast akustiky. Zde se pracovníci věnují měření hluku, elektroakustice, zvukové technice a také stavební a prostorové akustice. Činnosti nejsou zaměřeny pouze na měření a vyhodnocování naměřených dat, ale pozornost je věnována i návrhu měřicích metod. Pracoviště akustiky pro zajištění svých činností disponuje bezodrazovou a dozvukovou laboratoří.

Další činnost je spojena s oblastí elektromagnetické kompatibility. Zde je prováděna zejména diagnostická činnost. Pracovníci se zde věnují jak ověření odolnosti zařízení vůči rušení tak i měřením elektromagnetického rušení, které zařízení vyzařuje. Pro zajištění aktivit v oblasti EMC je k dispozici EMC bezodrazová komora.

Součástí týmu Diagnostika a testování je také Elektrotechnická laboratoř (ETL). Jedná se o akreditovanou zkušební laboratoř č. 1090. Tato laboratoř nabízí akreditované zkoušky v oblasti elektromagnetické kompatibility a zkoušky odolnosti proti vlivům prostředí.

Patička