hala_1920x630

Výzkum na Katedře

Výzkumné a vývojové projekty na FEL jsou řešeny pod záštitou R&D centra RICE. Katedry zajišťují propojení mezi naším výzkumem a vzdělávací činností a využívají nejnovější poznatky ve výuce.

Elektrické Stroje

Návrh elektrických strojů

Aby mohl vzniknout stroj, musí být na začátku myšlenka, požadavek, případně dán zástavbový prostor. Návrh je komplexní činností o několika iteracích, kdy se elektromagnetický návrh kontroluje po mechanické a tepelné stránce a upravuje se dle předchozích výsledků. Při návrhu se vybírá i způsob chlazení stroje. Na naší katedře máme zvládnuté chlazení vzduchem a vodou. V současné době se soustřeďujeme na experimentální chlazení nuceným ostřikem kapalinou.

stroje1

Konstrukční návrh elektrických strojů a jejich simulace

Všechny části spolu musí vzájemně spolupracovat, aby mohl vzniknout stroj s dlouhou životností. Především mechanické výpočty a simulace vibrací jsou důležité pro případné včasné odhalení konstrukčních chyb návrhu. Pro konstruktéra nového elektrického stroje je důležité sladit elektromagnetické chování s mechanickým provedením a bezpečným přenosem točivého momentu. Důležité je také nezapomenout na tepelný výpočet stroje, který ověřuje tepelné chování. To má velký vliv na celkovou spolehlivost a životnost stroje. Díky tomu je většinou nutné kombinovat slabě a silně sdružené úlohy konečně prvkových metod. V našem týmu provádíme komplexní simulace a modelování točivých i netočivých strojů v programech ANSYS, MATLAB SOLIDWORKS a COMSOL.neofelis_750_kolaz

 

Elektromagnetický návrh elektrických strojů

Je základním stavebním prvkem elektrických strojů. Žádný stroj by nemohl vzniknout nebýt přesného výpočtu a návrhu. Takto vznikají stroje, které vám v praxi usnadňují život. V pozadí je mnoho odvozených matematických rovnic. Je nutné uvažovat stroj jako dílčí část komplexního pohonu. Proto je na naší katedře výrazná součinnost obou týmů. Bez této vzájemné vazby není možné vyvinout správně odladěný moderní pohon. Elektromagnetický návrh samotný by nebyl proveditelný. Je tedy důležitá součinnost s konstruktéry, technology a výrobci elektrických strojů.

pole_rot_red

 

Tepelně-Ventilační modelování elektrických strojů

Nedílnou součástí návrhových metod je ověřování tepelným výpočtem. Jen tak je možné zdokonalovat návrh stroje až do finální podoby. Tepelný model stroje dokáže predikovat chování stroje pod zatížením. V současné době máme do simulací zahrnuty již neopomíjené modelování proudění a chování chladiva jak ve stroji, tak i kolem stroje, a tím dosahujeme vysoké shody modelů s reálným měřením. Ty umožňují v pokročilých tepelných výpočtech dále zpřesňovat výsledky na základě znalosti chování chladiva ve stroji. Tato důležitá součást tepelného výpočtu mohla vzniknout díky rozvoji simulačních metod. Při použití přesných výpočtů a simulací je pak možné nechat vzniknout dříve nemyslitelné systémy a designy chlazení.

modelovani es a jejich simulace_2

Obr.: Proudění vzduchu na průmyslovém motoru

proudění a analýza návrhu stroje modelovani es a jejich simulace_1

 

Proudění vzduchu na navrhovaném pohonu pro závodní motokáru

navrh elektrických strojů_1 navrh elektrických strojů_2

neofelis

Měření a zkoušky elektrických strojů

Nejoblíbenější činností týmu je vždy testování již hotového nově vzniklého motoru. Než je ovšem možné motory testovat, je nutné mít je přesně vyvážené a ustavené. Z toho důvodu disponujeme nejmodernějšími ustavovacími lasery. Máme k dispozici malou testovací laboratoř s různými zdroji do 40 kW zatěžovacího výkonu a větší halovou laboratoř RICE, kde můžeme zkoušet stroje až do výkonu 2 MW a na různých hladinách napětí. Díky tomu nejsme nikdy omezeni. Disponujeme i nejrůznějšími systémy vodního a olejového chlazení.

Měření a zkoušky es_3

Máme jako jediné pracoviště možnost měřit a zatěžovat stroje až do 12 000 otáček a 160kW výkonu díky soustrojí motorů BRUSA – YASA, které je zajímavé právě kombinací vysokootáčkových strojů dvojí konstrukce, a to radiální a axiální. Díky možnosti nastavení různých osových výšek a neustále vznikajícím dalším novým standům, jsme schopni kombinovat a zatěžovat stroje v unikátně širokém spektru výkonů a otáček