Katedra výkonové elektroniky a strojů

Spojujeme výuku, výzkum a vývoj ve třech oblastech: výkonová elektronika a pohony, přeměny energie a inteligentní systémy a umělá inteligence. Akademickou a vzdělávací činnost zajišťujeme jako Katedra výkonové elektroniky a strojů (KEV) Fakulty elektrotechnické Západočeské univerzity v Plzni. Výzkumné aktivity vedeme v rámci Research and Innovation Centre for Electrical Engineering (RICE) a ve výzkumných projektech, mezinárodní spolupráci a komunikaci s průmyslem vystupujeme pod sjednocenou identitou RICE Power Lab. 

Naše činnost zahrnuje celý výzkumný řetězec – věnujeme se jak základnímu výzkumu, tak především aplikovanému výzkumu a průmyslovému vývoji. Specializujeme se na back-end polovodičového řetězce – konkrétně na výkonové polovodiče, přeměny elektrické energie (zejména pak výkonová elektronika, elektrické stroje, pohony, energetika a elektrické sítě), modelování a komplexní simulace (digitwins), pokročilé řízení a umělou inteligenci. Pro naše partnery vyvíjíme technologie, prototypový HW i SW a zajišťujeme komplexní funkční, systémové i typové zkoušky zařízení do 31kV a výkonu typicky do 10 MW. Věnujeme se především technologiím středního a velkého výkonu. Naše výsledky aplikujeme zejména v dopravě, energetice, průmyslu, robotice a medicíně. Opíráme se o více než 75 let technické tradice a propojujeme špičkový výzkum s průmyslovými aplikacemi prostřednictvím dlouhodobých partnerství s evropským průmyslem. Současně zastáváme aktivní roli v mezinárodních projektech programu Horizont Evropa i v národních strategických výzkumných programech.

Katedra se organizačně dělí na tři oddělení.

Výkonové elektronické technologie a elektrické pohony. Širokopásmové výkonové polovodiče na bázi SiC a GaN. Vícefázové měniče a pohony, modulární vícehladinové topologie. Elektrické pohony, napájecí, nabíjecí a elektronické systémy pro dopravní techniku a dopravní infrastrukturu – trakční systémy (pohony a napájecí systémy), pohony pro kolová vozidla, lodě, letadla, bezdrátový přenos energie, nabíječky. Moderní energetika - nové prvky, modelování a řízení elektrických sítí (přenosová soustava, distribuční a průmyslové sítě, rezidenční systémy). Polovodičové vypínače a jističe, FACTS, HVDC, PDU (power distribution units) a řízení toku výkonu, grid forming, chytré sítě. Průmyslová robotika a automatizace, výrobní zařízení a technologie.

Přeměny elektrické energie na mechanickou práci, teplo, světlo, chemické procesy apod. Elektromechanické přeměny zahrnují elektrické stroje – točivé i lineární, aktuátory, složité mechatronické systémy a roboty. Vícefázové stroje a pohony. Transformátory, včetně elektronických transformátorů (SST). Zdroje a akumulace elektrické energie (baterie, palivové články). Elektrárny – zejména pak obnovitelné zdroje energie, elektrické technologie pro jaderné i nejaderné zdroje elektrické energie a tepla. Technologie pro výrobu elektrické energie a tepla a jejich optimalizace. Generátory, kompenzátory. Nové prvky elektrických sítí. Diagnostika strojů. Chlazení a power management. NVH.

Průmyslová informatika a „AI-supported engineering“. Pokročilé datové analýzy a modelování, optimalizace, moderní řídicí systémy, diagnostika a umělá inteligence. Optimální řízení, strojové učení, bayesovské metody, detekce poruch, pokročilá a prediktivní diagnostika. Digitální dvojčata a stochastické modelování. Aplikace pracující v reálném čase, vývoj HW i SW. Hlavní aplikační oblasti – energetika, doprava, průmysl, medicína.