Start - Oferta badawcza
Oferta badawcza
kompetencje zespołów badawczych
– kompleksowe podejście do analizy, modelowania, projektowania, konstruowania i badań laboratoryjnych dowolnych pod względem mocy, napięć i częstotliwości przekształtników energoelektronicznych oraz ich układów sterowania z wykorzystaniem nowoczesnych podzespołów (w tym technologii SiC i GaN). Ich przykładowe zastosowania to: zasilacze AC i DC, flirtacja harmonicznych i kompensacja mocy biernej – poprawa parametrów jakości energii elektrycznej, układy napędowe i sterowanie maszyn prądu przemiennego, zapewnienie współpracy systemów o różnych parametrach energii elektrycznej, w tym współpracy z odnawialnymi źródłami energii. Aktualnie możliwości konstruowania prototypowych przekształtników energoelektronicznych ograniczone są do napięcia 1 kV i mocy 35 kVA, ze względu na parametry dostępnych w laboratoriach systemów zasilania. Wszechstronne doświadczenie i kompetencje zespołu zostały uzyskane na bazie zrealizowanych projektów i prac naukowo-badawczych.
Zespół Z1: Z. Kaczmarczyk, M. Kasprzak, M. Stępień, A. Domoracki, K. Frania, J. Hetmańczyk, G. Jarek, M. Jeleń, P. Lasek, P. Legutko, D. Makieła, J. Michalak, K. Przybyła, M. Zygmanowski.


– projektowanie i kompletna realizacja układów nagrzewania indukcyjnego metali, w tym hartowania powierzchniowego elementów i realizacji całych procesów technologicznych –nagrzewanie jedno- i dwuczęstotliwościowe. Projektowanie generatorów zasilających, obwodów rezonansowych i wzbudników. Optymalizacja parametrów ze względu na zadane kryteria.
Zespół Z2: M. Kasprzak, Z. Kaczmarczyk, M. Stępień, K. Frania, K. Przybyła, P. Lasek.
– rozwój systemów jednoprzewodowego przesyłu energii elektrycznej o podwyższonym napięciu i zwiększonej częstotliwości z wykorzystaniem uziemienia jako przewodu powrotnego lub pojedynczego kabla koncentrycznego. Zrealizowano m.in. kompleksowe badania tego typu systemu o mocy 50 kW, na bazie opracowanego prototypu – główne przekształtniki wejściowy i wyjściowy, transformatorowo-rezonansowe obwody dopasowujące, linia przesyłowa, wymagane algorytmy i układy sterowania.
Zespół Z3: M. Kasprzak, Z. Kaczmarczyk, A. Bodora K. Bodzek, A. Domoracki, K. Frania
J. Hetmańczyk, G. Jarek, M. Jeleń, P. Lasek, P. Legutko, J. Michalak, K. Przybyła, M. Zygmanowski.
– realizacje różnego typu układów bezprzewodowego przesyłu energii elektrycznej metodami indukcyjnymi i pojemnościowymi, spełniającymi zakładane kryteria. Obejmują one opracowanie rezonansowych falowników zasilających, analizę i projektowanie cewek i kondensatorów sprzęgających, ich dedykowane cyfrowe układy sterowania, pomiary i identyfikację istotnych parametrów.
Zespół Z4: M. Kasprzak, Z. Kaczmarczyk, K. Bodzek, K. Frania, P. Lasek.
– analizy i opracowania szeregu komponentów niezbędnych do efektywnego pozyskiwania, magazynowania i przesyłania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych – optymizery mocy, kontrolery ładowania, magazyny energii, falowniki sieciowe oraz systemy monitorowania, zabezpieczeń i sterowania.
Zespół Z5: Z. Kaczmarczyk, M. Kasprzak, A. Bodora, K. Bodzek, A. Domoracki, M. Hyla, G. Jarek, M. Jeleń, P. Lasek, J. Michalak, M. Zygmanowski.
– analizy i badania silników elektrycznych z magnesami trwałymi, w szczególności w zakresie wyznaczenia ich parametrów oraz właściwości ruchowych.
Zespół Z6: J. Hetmańczyk, A. Domoracki, A. Bodora, D. Makieła.
– projektowanie zaawansowanych układów sterowania na bazie mikroprocesorów, mikrokontrolerów oraz systemów DSP i FPGA. Związany z tym rozwój algorytmów sterujących, w tym algorytmów optymalizacyjnych z wykorzystaniem metod uczenia maszynowego.
Zespół Z7: K. Frania, M. Hyla, G. Jarek, M. Jeleń, P. Lasek, J. Michalak, K. Przybyła, M. Zygmanowski.
– wieloaspektowa automatyzacja procesów przemysłowych, zgodna z koncepcją przemysłu 4.0 i z wykorzystaniem sterowników PLC.
Zespół Z8: A. Bodora, K. Bodzek, A. Domoracki.
– zaawansowane analizy numeryczne z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES) pól elektromagnetycznych, w szczególności dotyczące układów energoelektroniki i ich komponentów.
Zespół Z9: M. Stępień, P. Lasek, P. Legutko.
– badania nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego w zastosowaniach do przekształcania i dystrybucji energii, w tym układy magnetyzacji nadprzewodników masywnych, maszyny elektryczne z nadprzewodnikami oraz kable nadprzewodnikowe.
Zespół Z10:
M. Stępień, K, P. Lasek, K. Habelok.
– systemy zarządzania energią elektryczną w pojazdach elektrycznych, w tym magazynowanie energii, układy napędowe i układy ładowania bezprzewodowego i przewodowego pojazdów.
Zespół Z11: M. Stępień, K, P. Lasek.
-
aparatura badawcza
W dyspozycji Katedry znajduje się niezbędne wyposażenie i aparatura do prowadzenie badań i prac badawczo-rozwojowych, w szczególności są to:
– precyzyjny analizator impedancji typu 4294A (40 Hz do 110 MHz) do zaawansowanej identyfikacji parametrów impedancyjnych przekształtników energoelektronicznych i ich podzespołów,
– analizator mocy Yokogawa WT5000 przeznaczony do dokładnych pomiarów mocy, strat mocy i sprawności energetycznej,
– drukarka 3D RAISE Pro2 umożliwiająca prototypowanie niezbędnych komponentów mechanicznych,
– kamera termowizyjna FLIR E8xt służąca do dokładnej oceny procesów termicznych urządzeń i procesów technologicznych,
– komora kriogeniczna próżniowa PREVAC 30K z osprzętem (kompresor, chłodnica, pompy próżniowe).
Istotnym uzupełnieniem bazy laboratoryjnej są m.in.: zestawy oscyloskopów cyfrowych firm Keysight i Tektronix, dedykowane sondy oscyloskopowe (różnicowo napięciowe Keysight typu N2791A, prądowe typu PINTEK PA-699 i Keysight N2782B oraz prądowe typu cewki Rogowskiego o prądach do 1 kA), zestawy zasilaczy DC 3 kW/300 V, programowalne źródła napięcia DC typu ITECH 200V/60A/1,8kW z oprogramowaniem do symulowania charakterystyk produkcji ze źródeł energii odnawialnej, programowalne obciążenia DC typu RND 320-KEL103 i TENMA 72-13210 300W/120V/30A, karty szybkiego prototypowania DSpace DS1104, system rejestracji temperatury i napięć firmy National Instruments z kartą pomiarową PCI-6052, 330 kS/s.
Dodatkowo na etapie analiz, badań i projektowania wykorzystywane jest dedykowane oprogramowanie: ANSYS, Solid Works, Altium Designer, Matlab i Matlab/Simulink, PLECS, GeckoCIRCUITS i wspomagające projektowanie elementów indukcyjnych Gecko MAGNETICS, a także oprogramowanie do tworzenia algorytmów sterowania z procesorami Texas Instruments i STMicroelectronics (Code Composer Studio, STM32CubeIDE).
-
zaplecze projektowo-badawcze / laboratoria
Katedra ma dostosowaną infrastrukturę do prowadzenia badań naukowych i prac badawczo-rozwojowych. Oprócz laboratoriów o charakterze badawczo-dydaktycznym i typowo dydaktycznym znajdują się trzy laboratoria kierunkowo na prowadzenie przez pracowników i doktorantów przede wszystkim badań – Laboratorium Badawcze (ok. 85 m2), Laboratorium Energoelektroniki (ok. 100 m2), Laboratorium Nadprzewodnictwa (ok. 50 m2). Szczególnie istotne jest przeznaczone wyłącznie dla pracowników i doktorantów Laboratorium Badawcze, mające dostosowane miejsca i zróżnicowany system zasilania do prowadzenia ciągłych badań w klimatyzowanych warunkach.
W pliku „Prezentacja_Katedry_RE5” załączono dodatkowe zdjęcia ilustrujące działalność Katedry.