Önálló laboratórium témák listája

Átírás

1 Villamos Energetika Tanszék Villamos Gépek és Hajtások Csoport Önálló laboratórium témák listája 2013 tavasz 1

2 1. Próbateremben található, a hirtelen rövidzárlati viszonyokat regisztráló hardver által generált kimeneti fájl formátumának standardizálása szoftveresen Témavezető: Dr.Vajda István, egyetemi tanár tel.: 29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V.1.ép. III. em Külső témavezető: CG Electric Systems Hungary Zrt. munkatársa A témát a CG Electric Systems Hungary támogatja! 2. Szoftver fejlesztés, ami a standardizált rövidzárlati fájt fogadja és feldolgozza, majd számítással meghartározza a szubtranziens és a tranziens reaktanciákat, a kapott eredményeket dokumentált formában menti és nyomtatja Témavezető: Dr.Vajda István, egyetemi tanár tel.: 29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V.1.ép. III. em Külső témavezető: CG Electric Systems Hungary Zrt. munkatársa A témát a CG Electric Systems Hungary támogatja! 3. High voltage electric motors in marine applications (IS) Témavezető: Dr.Vajda István, egyetemi tanár tel.: 29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V.1.ép. III. em Külső témavezető: CG Electric Systems Hungary Zrt. munkatársa A témát a CG Electric Systems Hungary támogatja! 4. High voltage synchronous generators in marine applications (IS) Témavezető: Dr.Vajda István, egyetemi tanár tel.: 29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V.1.ép. III. em Külső témavezető: CG Electric Systems Hungary Zrt. munkatársa A témát a CG Electric Systems Hungary támogatja! 5. Challenges and technical solutions in design of high voltage water submersible electric motors (SM) Témavezető: Dr.Vajda István, egyetemi tanár tel.: 29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V.1.ép. III. em Külső témavezető: CG Electric Systems Hungary Zrt. munkatársa A témát a CG Electric Systems Hungary támogatja! 2

3 6. Determination of FEM calculated deformations in reflect to the motor functionality (vibration) (SM) Témavezető: Dr.Vajda István, egyetemi tanár tel.: 29-61, Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V.1.ép. III. em Külső témavezető: CG Electric Systems Hungary Zrt. munkatársa A témát a CG Electric Systems Hungary támogatja! 7. Cooling systems airflow simulation and optimization with air to air heat exchangers (SM) Témavezető: Dr.Vajda István, egyetemi tanár tel.: 29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V.1.ép. III. em Külső témavezető: CG Electric Systems Hungary Zrt. munkatársa A témát a CG Electric Systems Hungary támogatja! 8. Parts design and technologies required for welding cast prefabricates and hot rolled sheet metal (SM) Témavezető: Dr.Vajda István, egyetemi tanár tel.: 29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V.1.ép. III. em Külső témavezető: CG Electric Systems Hungary Zrt. munkatársa A témát a CG Electric Systems Hungary támogatja! 9. High voltage electric motors with ribbed housings: design challenges and solutions (IS) Témavezető: Dr.Vajda István, egyetemi tanár tel.: 29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V.1.ép. III. em Külső témavezető: CG Electric Systems Hungary Zrt. munkatársa A témát a CG Electric Systems Hungary támogatja! 10. Magnetic noise: preliminary estimation in design stage and solving methods (SM) Témavezető: Dr.Vajda István, egyetemi tanár tel.: 29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V.1.ép. III. em Külső témavezető: CG Electric Systems Hungary Zrt. munkatársa A témát a CG Electric Systems Hungary támogatja! 3

4 11. Air to air heat exchangers: application and selection of noise reduction materials with design details (SM) Témavezető: Dr.Vajda István, egyetemi tanár tel.: 29-61, Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V.1.ép. III. em Külső témavezető: CG Electric Systems Hungary Zrt. munkatársa A témát a CG Electric Systems Hungary támogatja! 12. Informative studies (IS) or solving methodology applicable in design process (SM). Témavezető: Dr.Vajda István, egyetemi tanár tel.: 29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V.1.ép. III. em Külső témavezető: CG Electric Systems Hungary Zrt. munkatársa A témát a CG Electric Systems Hungary támogatja! 13. Közvetlen nyomaték szabályzás elektronikus kormányrendszerekben (1-2 fő villamosmérnöki MSc. képzésben résztvevő hallgató részére kiírva) Témavezető: Dr.Veszprémi Károly, egyetemi tanár tel.: 36-03, veszpremi.karoly@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V.1.ép. III. em Külső témavezető: ThyssenKrupp Presta Hungary Kft. munkatársa A ThyssenKrupp Presta budapesti fejlesztési irodájában elektronikus kormányrendszerek elektromos egységeinek HW és SW fejlesztésén dolgoznak. Az elektronikus kormányrendszerekben a motorvezérlés az egyik legkritikusabb feladat. A legfontosabb követelmények a minimális nyomatékhullámosság és generált zaj, kis paraméterérzékenység, és mindezt korlátozott HW és SW erőforrások mellett a termék magas árérzékenysége és nagy sorozatszáma miatt. A feladat a közvetlen nyomatékszabályozás lehetőségének megvizsgálása az adott alkalmazásra. A feladat részletezése. Ismerje meg a ThyssenKrupp Presta-nál fejlesztett kormányrendszerek felépítését különös tekintettel az elektromos vezérlőegységre és a motorra! A szakirodalomban vizsgálja meg a közvetlen nyomatékszabályozás alkalmazásának lehetőségét állandómágneses szinkron motorok (PMSM) esetére alacsony nyomatékhullámosság követelmény esetén. Vizsgálja meg a rotor pozíció szenzor elhagyásának lehetőségét is! Javasoljon struktúrát a fenti feladat megvalósítására! A ThyssenKrupp Presta mérnökei segítségével készítse el a fenti struktúra modelljét Matlab Simulink környezetben és vizsgálja meg működését Rapid Prototyping eszközökkel! A ThyssenKrupp Presta Hungary Kft. támogatásával 4

5 Az önálló laboratóriumban végzett munka alkalmas arra, hogy a résztvevők azt diplomaterv feladatként ill. doktoranduszi kutatási témaként továbbfejlesszék. 14. Puma 560 ipari robot blokkvázlat alapú koordinált mozgatása ipari PC segítségével. (1 2 fő MSc. képzésben résztvevő hallgató részére kiírva) Témavezető: Janka Sándor főtanácsos tel.:29-71, janka.sandor@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép.307. A Tanszékünkön már működő AMC Click & Move Open PLC alapú hajtás szabályozó program rendszert kell az ipari PC sajátosságainak megfelelően telepíteni és konfigurálni. A működő kepeség elérése után meg kell tervezni és létre kell hozni egy térben koordinált összetett mozgást a robottal. Az önálló laboratóriumban végzett munka alkalmas arra, hogy a résztvevők azt diplomaterv feladatként ill. doktoranduszi kutatási témaként továbbfejlesszék. 15. Puma 560 ipari robot blokkvázlat alapú koordinált mozgatása PC segítségével. (1 2 fő BSc. képzésben résztvevő hallgató részére kiírva) Témavezető: Janka Sándor főtanácsos tel.:29-71, janka.sandor@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép.307. A hallgatóknak meg kell ismerkedniük az ipari robotok működésével, az AMC Click & Move Open PLC alapú programjával (ennek felépítése, logikája nagyban hasonlít a LabView program rendszerhez). Illeszteni kell a digitális hajtásokat a robotban lévő egyenáramú motorokhoz, a szabályozó hurkok paramétereinek beállításával. Be kell állítani a koordináta rendszer nulla pozícióját. Az önálló laboratóriumban végzett munka alkalmas arra, hogy a résztvevők azt diplomaterv feladatként ill. doktoranduszi kutatási témaként továbbfejlesszék. 16. Körmös pólusú szinkron gépes hajtás vizsgálata járműgenerátor mérés céljából (5 kw) (1-2 fő BSc/MSc. képzésben résztvevő hallgató számára kiírva) Témavezető: Balázs Gergely György, egyetemi tanársegéd, V1 ép IV. em. 405 tel: balazs.gergely@vet.bme.hu Dr. Kohári Zalán, adjunktus, VET, V1 ép. IV. em. 405 tel: kohari.zalan@vet.bme.hu A belsőégésű motoros járművek villamos energia ellátásáról a beépített generátor gondoskodik. Ez egy különleges, gyakran körmös pólusú kialakítású, akár 25,000/perc fordulatszámmal üzemelő gép. E gép veszteségei a jármű fogyasztásában is számottevő részt 5

6 képviselnek. A modern, takarékos járművek készítése megkívánja, hogy a korábbinál jobb hatásfokú generátorok kerüljenek beépítésre. A generátorok karakterisztikáinak megismerése, a veszteségforrások felderítése, illetve fejlesztés alatt álló konstrukciók ellenőrző méréséhez mérőpadon két járműgenerátort egymással szembe fordítva összekuplungoltunk. Célunk az egyik gépet motoros üzemben hajtani, amely a tengelyén lévő generátort forgatja. A projektmunkára jelentkező hallgató feladata a motoros üzemben működő géphez kapcsolódó feszültséginverter beüzemelése. A téma szakdolgozatként illetve diplomamunkaként is folytatható. Elvégzendő feladatok: járműgenerátorok működésének, felépítésének megismerése feszültséginverteres hajtások működésének, felépítésének megismerése Unidrive hajtások menürendszerének és paraméterehetőségének megismerése Unidrive hajtásrendszer beüzemelése Tesztelés A projektmunkát a Prestolite Co. támogatja! 17. Többszintű feszültség inverterek vizsgálata (1 2 fő részére kiírva) Témavezető: Dr.Halász Sándor, professzor emeritus, tel.: 36-05, halasz.sandor@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép Nagyobb teljesítményeken és feszültségeken olyan nagyteljesítményű inverterek terjedtek el, amelyeknél a motorra jutó feszültség szintje - a szokásos kétszintű inverterekhez képest, ahol a feszültség csak egy pozitív és egy negatív értéket vehet fel - a kettőnél többértékű lehet. A többszintű inverterekkel jó minőségű frekvenciaváltók építhetők viszonylag alacsony kapcsolási frekvenciákkal. Az inverterek vezérlése azonban bonyolultabb és az egyes feszültség szintek állandó értéken tartása általában csak szabályozással oldható meg. Feladatok: 1. A vonatkozó szakirodalom tanulmányozása. 2. Az impulzusszélesség modulációs módszerek tanulmányozása és kidolgozása. 3. Szimulációs rendszer kidolgozása egy háromszintű inverteres hajtásra, a hajtás szimulációs vizsgálata. 4. A szabályozó rendszer tervezése. 5. A hajtás gyakorlati vizsgálata (amennyiben erre lehetőség adódik). Az önálló laboratóriumban végzett munka alkalmas arra, hogy a résztvevők azt diplomaterv feladatként ill. doktoranduszi kutatási témaként továbbfejlesszék. 18. Többfázisú aszinkron gépek elméleti és kísérleti vizsgálata (1 2 fő részére kiírva) Témavezető: Dr.Halász Sándor, professzor emeritus, tel.: 36-05, halasz.sandor@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép Dr. Kohári Zalán, egyetemi adjunktus, VET, V1.ép. IV. em Tel.:36-09, kohari.zalan@vet.bme.hu Az önálló laboratóriumban végzett munka alkalmas arra, hogy a résztvevők azt diplomaterv feladatként ill. doktoranduszi kutatási témaként továbbfejlesszék. 6

7 19. Frekvenciaváltós hajtások hálózatbarát hálózati AC/DC áramirányítójának vektoros áramszabályozása (2 fő részére) Témavezető: Dr. Schmidt István egy. tanár, tel.:27-46, Dr. Veszprémi Károly egy. tanár, tel.: 36-03, Az impulzusszélesség modulációs (ISZM) feszültségséginverteres frekvenciaváltós aszinkron és szinkron motoros hajtások széleskörű elterjedését gyorsíthatja az egy- és háromfázisú táphálózatot kímélő, hálózatbarát AC/DC hálózati áramirányítók alkalmazása. Ezek az áramirányítók mindkét irányú teljesítményáramlásra képesek, hálózati áramuk szinuszos alakú és a hálózati feszültséggel fázisban (cos =+1), vagy ellenfázisban (cos =-1) lévő fázisszögű. E követelmények hálózatról szinkronozott vektoros áramszabályozással működő egyfázisú, illetve háromfázisú ISZM hálózati áramirányítóval teljesíthetők. Ezek az áramirányítók az egy- és háromfázisú feszültséginverterrel megegyező felépítésűek, kis és közepes teljesítményen IGBT, nagy teljesítményen GTO a kapcsoló elem. Feladatok: Szakirodalom áttekintése. Szimulációs programok készítése. Laboratóriumi kísérleti példány megépítése (a teljesítményelektronika rendelkezésre áll, a mikroszámítógépes áramvektor szabályozó elkészítendő) és ellenőrző mérések végzése. Az önálló laboratóriumi téma diplomatervként folytatható és alapját képezheti a PhD képzésnek. Angol nyelvtudás ajánlott. 20. Szinkron szervohajtások áramvektor szabályozásának vizsgálata (2 fő részére kiírva) Témavezető: Dr. Schmidt István egy. tanár, tel.:27-46, schmidt.istvan@vet.bme.hu Dr. Veszprémi Károly egy. tanár, tel.: 36-03, veszpremi.karoly@vet.bme.hu Az áramvektor szabályozás meghatározza a szinkron szervo hajtás tulajdonságait. Sokféle áramvektor szabályozás létezik, amelyeknek a vizsgálata tanszékünkön régóta folyik. Az erre szolgáló szimulációs programok megvannak, ezekben csak esetleges módosítások szükségesek. Feladatok: A különbözõ analóg és digitális megoldású áramszabályozások számítógépes összehasonlítása a követési tulajdonságok, a nyomatéklüktetés, a kapcsolási szám és a maximális kapcsolási frekvencia szempontjából. A Tanszéken mûködõ szinuszmezõs szinkron szervohajtáshoz mikroszámítógépes áramvektor szabályozás készítése és laboratóriumi vizsgálata. Az önálló laboratórium téma diplomatervként folytatható és alapját képezheti a PhD. képzésnek. 7

8 21. Szélerőművek lendítőkerekes energiatároló hajtásának szabályozása (2 fő részére) Témavezető: Dr. Schmidt István egy. tanár, tel.:27-46, Dr. Veszprémi Károly egy. tanár, tel.: 36-03, A lendítőkerék hajtás feladata a szélgenerátor által szolgáltatott, a szélsebesség változásának megfelelően lüktető teljesítmény kiegyenlítése. A mai gyakorlatban frekvenciaváltós, közbülső egyenáramú körös feszültséginverteres rövidrezárt forgórészű aszinkrongépes lendítőkerekes hajtásokat alkalmaznak. Ekkor mind az aszinkrongéphez csatlakozó ÁG, mind a hálózathoz csatlakozó ÁH áramirányító feszültséginverter kapcsolású és mindkettő impulzusszélesség modulációs szabályozású. Feladatok: A lendítőkerekes hajtások megoldási módjainak a tanulmányozása. A lendítőkerekes hajtások szabályozási megoldásainak a tanulmányozása. A fenti aszinkrongépes lendítőkerék hajtás erősáramú körének és teljesítmény szabályozásának a vizsgálata. Az ÁG gépoldali áramirányító közvetlen nyomaték és mezőorientált áramvektor szabályozásának számítógépes szimulációja MATLAB SIMULINK-ben. Az ÁH hálózatoldali áramirányító közvetlen teljesítmény és hálózatorientált áramvektor szabályozásának számítógépes szimulációja MATLAB SIMULINK-ben. A két félévre tervezett önálló laboratóriumi téma diplomatervként is folytatható. 22. Modellreferenciás adaptív szabályozás vizsgálata Témavezető: Dr. Számel László docens, tel.: 29-71, szamel.laszlo@vet.bme.hu A modellreferencias adaptív szabályozás lehetővé teszi a jó minőségű fordulatszámszabályozást erősen változó paraméterű hajtások esetén is. A fő problémát a terhelés igen gyors változása okozza. Az önálló laboratóriumi munka célja a modellreferenciás adaptív szabályozás szimulációs vizsgálata, majd implementálása. A laboratóriumi vizsgálatokhoz egy áramszabályozással ellátott egyenáramú szervohajtás áll rendelkezésre. Az angol nyelv legalább olvasási szintű ismerete ajánlott. Az önálló laboratórium téma diplomatervként folytatható és alapját képezheti a Ph.D. képzésnek. 23. Kapcsolt reluktancia motorok szimulációja Matlab/Simulink rendszerrel Témavezető: Dr. Számel László docens, tel.: 29-71, szamel.laszlo@vet.bme.hu Rácz Árpád 8

9 A közeljövőben a kapcsolt reluktancia motorok (SRM) nagyobb arányú elterjedése várható.ezen motortípus még számos fejlesztési lehetőséget tartogat. A feladat az SRM-ek szimulációjával kapcsolatos szakirodalom áttekintése, ez alapján egy működő Matlab/Simulink modell összeállítása. Az elkészült modellen szimulációk futtatása és ezek összevetése a gyakorlati tapasztalatokkal. Az önálló laboratórium téma diplomatervként folytatható és alapját képezheti a Ph.D. képzésnek. 24. Kapcsolt reluktancia motoros hajtások szimulációja Matlab/Simulink rendszerrel Témavezető: Dr. Számel László docens, tel.: 29-71, szamel.laszlo@vet.bme.hu Rácz Árpád A közeljövőben a kapcsolt reluktancia motorok (SRM) nagyobb arányú elterjedése várható. Ezen motortípus még számos fejlesztési lehetőséget tartogat. A feladat a Matlab/Simulink rendszerben található SRM modell működésének megismerése, majd ezen különböző hajtási stratégiák szimulációja. A feladat részét képezi az idevágó külföldi szakirodalom áttekintése, továbbá az elkészült modellen szimulációk futtatása és ezek összevetése a gyakorlati tapasztalatokkal. Az önálló laboratórium téma diplomatervként folytatható és alapját képezheti a Ph.D. képzésnek. 25. Aszinkron motorok mezőorientált szabályozása. (2 fő részére kiírva) Témavezető: Dr.Halász Sándor, professzor emeritus, tel.: 36-05, halasz.sandor@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép Az aszinkronmotoros villamos hajtások egyik legelterjedtebb szabályozási módszere a mezőorientált szabályozás alkalmazása. A jó minőségű és széles fordulatszám tartományú szabályozáshoz azonban egy sor olyan problémát kell megoldani, mint a motor paramétereinek az identifikációját, a telítés figyelembevételét stb. Feladatok: a) Az ide vonatkozó irodalom tanulmányozása. b) A szimulációs rendszer kidolgozása és megvalósítása, a rendszer számítógépes vizsgálata. c) A rendszer tervezése. A hajtás szabályozási rendszerének mikroprocesszoros megvalósítása. d) A megépített hajtás gyakorlati vizsgálata. A témát két félévre tervezzük és diplomatervként, ill. doktoranduszi témaként tovább folytatható. 9

10 26. Fuzzy irányítás alkalmazása szervohajtásokban (2 fő részére kiírva) Témavezető: Dr. Kádár István docens, tel:36-07, Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép. 310 Szervohajtások jelenleg PI ill. PD jellegû áram, szögsebesség és pozíció szabályozókkal készülnek. Fuzzy jellegû irányítással javítani lehet a hajtás minõségi jellemzõit, elsõsorban ha a hajtás paraméterei nem állandók. A munka során, szimulációs programot kell készíteni a fuzzy irányítással mûködõ egyenáramú vagy váltakozóáramú szervohajtásra. A jelentkezés feltétele a fuzzy logikai módszerek alapfokú ismerete. Az önálló laboratórium téma diplomatervként folytatható és alapját képezheti a PhD. képzésnek. 27. Áramszabályozók alapján működõ impulzusszélesség moduláció (ISZM) alkalmazása szervohajtásokban (2 fő részére kiírva) Témavezető: Dr. Halász Sándor professzor emeritus, tel.: 36-05, halasz.sandor@vet.bme.hu ISZM-et elsõsorban a feszültséginverteres táplálású aszinkron és szinkron motoros hajtásokban alkalmazzák a tápfeszültség és tápfrekvencia egyidejû és folyamatos változtatására. A munka célja az olyan ISZM eljárások vizsgálata és értékelése, amelyek az áramszabályozáson alapulnak, pl. áramkétpont, áram vektoros szabályozás stb. Az értékelés alapja: a hajtás dinamikai viselkedése, valamint az inverter kommutációs frekvenciájának, a felharmonikus áramok okozta járulékos veszteségeknek és a motor lüktetõ nyomatékának az alakulása. Az önálló laboratórium téma diplomatervként folytatható és alapját képezheti a PhD. képzésnek. 28. Szélgenerátor hajtások közvetlen nyomaték és teljesítmény szabályozása (2 fő részére) Témavezető: Dr. Schmidt István egy. tanár, tel.:27-46, schmidt.istvan@vet.bme.hu Dr. Veszprémi Károly egy. tanár, tel.: 36-03, veszpremi.karoly@vet.bme.hu A korszerű változtatható fordulatszámú szinkron és aszinkron gépes szélgenerátorok közbülső egyenáramú körös, feszültséginverteres, impulzusszélesség modulációs (ISZM) frekvenciaváltókkal rendelkeznek. A generátoroldali áramirányító ISZM szabályozása legegyszerűbben közvetlen nyomaték és fluxus szabályozással, a hálózatoldali áramirányító ISZM szabályozása legegyszerűbben közvetlen hatásos és meddő teljesítmény szabályozással valósítható meg. Feladatok: A változtatható fordulatszámú állandómágneses szinkrongépes, kalickás 10

11 aszinkrongépes és kétoldalról táplált aszinkrongépes szélgenerátorok tanulmányozása. A közvetlen szabályozási módszerek tanulmányozása. A fenti szélgenerátor hajtások különböző közvetlen szabályozási megoldásainak számítógépes szimulációja MATLAB SIMULINK-ben. A két félévre tervezett önálló laboratóriumi téma diplomatervként is folytatható. 11

12 29. Szélgenerátor hajtások áramvektor szabályozása (2 fő részére) Témavezető: Dr. Schmidt István egy. tanár, tel.:27-46, Dr. Veszprémi Károly egy. tanár, tel.: 36-03, A korszerű változtatható fordulatszámú szinkron és aszinkron gépes szélgenerátorok közbülső egyenáramú körös, feszültséginverteres, impulzusszélesség modulációs (ISZM) frekvenciaváltókkal rendelkeznek. A generátoroldal optimális üzeme a generátoroldali áramirányító mezőorientált ISZM áramvektor szabályozásával, a hálózatoldal hálózatbarát üzem a hálózatoldali áramirányító hálózati feszültséghez orientált ISZM áramvektor szabályozásával oldható meg. Feladatok: A változtatható fordulatszámú állandómágneses szinkrongépes, kalickás aszinkrongépes és kétoldalról táplált aszinkrongépes szélgenerátorok tanulmányozása. Az áramvektor szabályozási módszerek tanulmányozása. A fenti szélgenerátor hajtások különböző áramvektor szabályozási megoldásainak számítógépes szimulációja MATLAB SIMULINK-ben. A két félévre tervezett önálló laboratóriumi téma diplomatervként is folytatható. 30. Csúszó mód (Sliding mode) alkalmazásának vizsgálata villamos hajtások irányítására Témavezető: Dr. Számel László docens, tel.: 29-71, szamel.laszlo@vet.bme.hu A csúszó mód szabályozás erősen változó paraméterű hajtások esetén is nagy robusztusságot mutat. Az implementálásnál jelentkező fő probléma a csúszó vonal ill.. felület mentén kialakuló nagy frekvenciájú lengés, az ún. csattogás. E probléma kiküszöbölésére az irodalomban számos megoldás ismert. Az önálló laboratóriumi munka célja a csúszó mód szabályozás szimulációs vizsgálata, majd implementálása. A laboratóriumi vizsgálatokhoz egy áramszabályozással ellátott egyenáramú szervohajtás áll rendelkezésre. Az angol nyelv legalább olvasási szintű ismerete ajánlott. Az önálló laboratórium téma diplomatervként folytatható és alapját képezheti a Ph.D. képzésnek. 12

13 31. Digitális fordulatszám és pozíció szabályozó algoritmusok vizsgálata Témavezető: Dr. Számel László docens, tel.: 29-71, A szabályozott villamos hajtások jelentős része fordulatszám, illetve pozíció szabályozott. A feladat különböző digitális szabályozó algoritmusok tesztelése és fejlesztése változó és/vagy bizonytalan paraméterű szabályozott szakaszok esetén. A vizsgálatok a téma irodalmának és elméletének áttekintése után számítógépes szimulációval végezhetők el. Az önálló laboratórium téma szakdolgozatként folytatható. 32. A fordulatszám mérés minőségének hatása villamos hajtások fordulatszámszabályozására Témavezető: Dr. Számel László docens, tel.: 29-71, szamel.laszlo@vet.bme.hu A fordulatszám-szabályozott villamos hajtások minőségére (gyorsaságára, a túllendülés mértékére) jelentős hatást gyakorol a mérés pontossága és a mérési idő. A feladat ezen hatások vizsgálata és javaslatok kidolgozása a szabályozás minőségének javítása érdekében. A vizsgálatok a téma irodalmának és elméletének áttekintése után számítógépes szimulációval végezhetők el. 33. Kapcsolt reluktancia motoros (SRM) hajtások vezérlésének és szabályozásának vizsgálata digitális szimulációval Témavezető: Dr. Számel László docens, tel.: 29-71, szamel.laszlo@vet.bme.hu A kapcsolt reluktancia motor olyan vezérelt léptető motor, amely a kisteljesítményű alkalmazásokon kívül alkalmas igényes, szervo jellegű követelmények teljesítésére is. Az SRM hajtások a nagy indítónyomatéknak és a jó hatásfoknak köszönhetően villamos járművek, villamos autók hajtására is felhasználhatók. Az SRM hajtások elterjedésének jelenleg az jelenti a legnagyobb akadályt, hogy a szokásos egyszerű vezérléssel jelentős áramlengés valamint jelentős nyomatéklüktetés lép fel. Ez nemcsak a jó minőségű (gyors, túllendülés mentes) fordulatszám szabályozás megvalósítását nehezíti meg, hanem erős zajt is okoz. Mindezeket a problémákat csak a hajtás üzemállapotától, vagyis fordulatszámától és nyomatékától függő vezérléssel lehet kiküszöbölni. Az önálló laboratóriumi munka célja egy kapcsolt reluktancia motoros hajtás szimulációs vizsgálata, az optimális vezérlés, vagyis az optimális bekapcsolási- és kikapcsolási szög, az áram alapjel meghatározása a fordulatszám és terhelés függvényében. Az optimális állapot 13

14 keresésénél a célfüggvény a hatásfok és a nyomaték felharmonikus tartalmából képezhető. Ezt követően végezhető el a hajtás fordulatszám szabályozásának vizsgálata. Az önálló laboratórium téma diplomatervként folytatható és alapját képezheti a Ph.D. képzésnek. 34. Fuzzy, neurális, genetikus módszerek szabályozástechnikai alkalmazásának vizsgálata Témavezető: Dr. Számel László docens, tel.: 29-71, szamel.laszlo@vet.bme.hu Az önálló laboratóriumi munka célja a címben megjelölt tématerület egy választott részterületének megismerése után egy választott irányítási feladathoz a szimulációs program elkészítése és a szabályozás tulajdonságainak vizsgálata. Az angol vagy német nyelv legalább olvasási szintű ismerete ajánlott. Az önálló laboratórium téma diplomatervként folytatható és alapját képezheti a Ph.D. képzésnek. 35. Négyszögmezős szinkron szervóhajtás kommutációs folyamatának kísérleti vizsgálata Témavezető: Dr. Számel László docens, tel.: 29-71, szamel.laszlo@vet.bme.hu A témakiírás célja: Villamos hajtásokban széleskörűen elterjedt hajtástípus a szinkronmotoros hajtás (szerszámgépek, szervokormányok stb.). A négyszög alakú pólusmezővel rendelkező hajtások szélesebb körű alkalmazását jelentősen hátráltatja az a tény, hogy magasabb fordulatszámokon a fázisáramok közötti váltás (kommutációs folyamat) nem képes áramszabályozottan lezajlani, ami miatt jelentős nyomatéklüktetés alakul ki. A Tanszéken kidolgozásra került egy eljárás, amely az áramszabályozott kommutációjú fordulatszám tartományt jelentősen kiterjeszti. Az eljárás működőképességét szimulációk is igazolják. A hallgató(k) feladata ezen algoritmus megismerése, és kísérleti berendezésen való tesztelése, ami illesztési (áramkör tervezési) és programozási feladatokat, majd laboratóriumi méréseket foglal magába. A téma akár PhD témakörként is folytatható a későbbiekben. Rendelkezésre álló eszközök: Személyi számítógép, DS1102 DSP kártya, DSPACE ControlDesk programozási felület, Négyszögmezős hajtás, Feszültséginverter. Elvárások a hallgatóval/hallgatókkal szemben: MATLAB/SIMULINK ismerete, C programozási nyelv, Szabályozástechnika, 14

15 Áramkörtervezés, Erősáramú ismeretek (esetleg szakirányú végzettség) előnyt jelent. Fenti témakörökben a konzulensek természetesen szakmai segítséget tudnak nyújtani. 36. Gyakorlatok Hall szondával, mágneses tér mérése kis, közepes, és "nagy" indukciók esetén Témavezető: dr. Erdélyi István adjunktus, tel.: 29-63, erdelyi.istvan@vet.bme.hu A mágneses tér mérésére alkalmas Hall szonda tulajdonságai, mérőáram, null-hiba, érzékenység, térbeli és időbeli felbontóképesség megismerése valóságos mérő Hall szondánál. A célszerű mérőkör kialakítása kis, közepes, és "nagy" indukciók esetén. A mérőkörök tesztelése, ellenőrző mérések végzése. Transzformátortekercsek szórt mágneses terének mérése az elkészített mérőkörrel. 37. Indukciós fogyasztásmérő feszültség tekercs impedancia mérés kidolgozásában való részvétel Témavezető: dr. Erdélyi István adjunktus, tel.: 29-63, erdelyi.istvan@vet.bme.hu A tekercs tulajdonságai, L, R, Z, alfa, és ezek függése a kapocsfeszültségtől. A fogyasztásmérő működés legegyszerűbb modellje. A mérőáram megváltozás lehetséges okai. A mérőáram és az impedancia lehetséges mérési módszerei, az alap-harmonikuson mérhető értékek. 38. Indukciós fogyasztásmérő feszültség tekercsre ható kapcsolási és/vagy légköri eredetű túl feszültség befolyásoló hatása a tekercs impedanciájára Témavezető: dr. Erdélyi István adjunktus, tel.: 29-63, erdelyi.istvan@vet.bme.hu Részvétel a mérőkör kialakításában, a mérések elvégzése és kiértékelése. 39. Csapágyáramok korlátozása inverteres táplálású váltakozóáramú hajtásoknál. (2 fő részére kiírva) Témavezető: Dr.Halász Sándor professzor emeritus, tel.: 36-05, halasz.sandor@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép. 310 Inverteres táplálású hajtásoknál az inverter tranzisztorai jelentős V/ s-ot meghaladó - feszültség változásokat okoznak. Ennek következtében jelentős kapacitív ill. induktív jellegű áramok léphetnek fel, amelyek általában a motor csapágyain keresztül záródnak. Ezek az áramok a csapágyak, és ennek következtében a motorok súlyos károsodását okozhatják. Feladatok: a) megismerkedni az ide vonatkozó irodalommal, 15

16 b) gyakorlati méréssel meghatározni az inverteres hajtások esetén a földelésen átfolyó áramokat, c) helyettesítő kapcsolás levezetése a közös módusú feszültségre fellépő áramok számítására. A témát két félévre tervezzük és diplomatervként is folytatható. 40. Neurofuzzy szabályozó rendszerek összehasonlítása és osztályozása (2 fő részére kiírva) Témavezető: Dr. Kádár István docens, tel:36-07, kadar.istvan@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép. 310 A szakirodalomi közlemények tanúsága szerint eddig még nem alakult ki a téma általánosan elfogadott osztályozási, rendszerezési elve, ezért minden ilyen kísérlet érdekes és fontos próbálkozás. Az önálló laboratórium feladata a szakirodalomban ismertetett neurofuzzy szabályozó típusok megismerése, osztályozási szempontok kialakítása és alkalmazása. A jelentkezés feltétele a neurofuzzy módszerek alapfokú ismerete. 41. Fuzzifikált neurális hálózatból felépített szabályozó rendszerek összehasonlítása és osztályozása (2 fő részére kiírva) Témavezető: Dr. Kádár István docens, tel:36-07, kadar.istvan@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép. 310 A szakirodalomi közlemények tanúsága szerint eddig még nem alakult ki a téma általánosan elfogadott osztályozási, rendszerezési elve, ezért minden ilyen kísérlet érdekes és fontos próbálkozás. Az önálló laboratórium feladata a szakirodalomban ismertetett fuzzifikált neurális szabályozó típusok megismerése, osztályozási szempontok kialakítása és alkalmazása. A jelentkezés feltétele a fuzzifikált neurális hálózati módszerek alapfokú ismerete. 42. Hálózatbarát feszültség inverteres hajtás (2 fő részére) Témavezető: Dr. Veszprémi Károly egy. tanár, Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép. III. em. tel.: veszpremi.karoly@vet.bme.hu Az önálló laboratórium célja egy korszerű, hálózatbarát (visszatápláló) feszültség inverteres hajtás-rendszer üzembe helyezése, paraméterezése (programozása számítógépes felületen), működésének, beállításainak, paramétereinek feltérképezése, vizsgálata. Üzembe helyezés után működésének vizsgálata mérésekkel. A jelentkezés feltétele: a dokumentáció tanulmányozásához olvasási szintű angol nyelvtudás szükséges. Az önálló laboratórium keretében végzett munka szakdolgozat témaként is tovább folytatható. 43. A mérnöki problémamegoldás támogatása szoftver eszközökkel 16

17 Témavezető: Dr. Farkas László, egyetemi docens, HIK, Q.ép.B.fszt.4. tel.: 15-13, A mérnök feladata az iparban felmerülő és megoldandó műszaki fejlesztések magasszintű kivitelezése. Ezen mérnöki problémák megoldása széles látókört, megfelelő ismereteket és kreatív gondolkodást igényel. A vállalat versenyképességének növelése megkívánja a vállalati termékek és technológiák folyamatos fejlesztését és korszerűsítését. Ehhez új metodikák és szemléletmódok elsajátítása és hatékony alkalmazása szükséges. A mérnöki problémamegoldás eszközei és módszerei ezt a munkát támogatják. A feladat a mérnöki problémamegoldást támogató szoftver eszközök (invenciós programok, adatbázisok, modellező rendszerek, döntéstámogató szoftverek, CAD szimulátorok stb.) valós ipari feladat megoldásán alapuló összehasonlítása és a probléma teljes megoldási folyamatának végigkövetése a kiválasztott eszközökkel. Hosszabb távon a cél egy integrált, a mérnöki problémamegoldást segítő szoftverrendszer kialakítása. 44. Állandómágneses szinkron motor/generátor tervezése Témavezető : Dr. Kohári Zalán, egyetemi adjunktus, VET, V1.ép. IV. em Tel.:36-09, kohari.zalan@vet.bme.hu Az állandómágneses szinkrongépek korunk legjobb hatásfokú, legkompaktabb villamos gépei. Széleskörben felhasználhatóak akár motorként (járműhajtások, szervohajtások, léptetőmotorok) vagy generátorként (szélerőművek). A feladat a villamos forgógép tervezés alapelveinek elsajátítása és alkalmazása az önálló labor munka elején specifikált tervezési feladat megoldására. A specifikációt a hallgatóval közösen dolgozzuk ki az érdeklődési körnek megfelelően. (Így pl. a költségek megfelelő vállalása mellett lehetőség van akár villamosított kerékpár, más kisebb jármű vagy eszköz tényleges megépítésére is). Jelenleg gyakorlati feladat egy önjáró kiskocsi motorjának megtervezése és megvalósítása nitrogén tartályok szállításához. A téma diplomatervként, szakdolgozatként folytatható. Elvégzendő feladatok: A villamos géptervezés alapjainak megismerése (mágneses körök, indukált feszültség számítása) Kiválasztott, szabványos állórész lemeztest alapján géptervezés tervezés Ellenőrző számítások végzése, a helyettesítőkép és a hatásfok meghatározása 45. Állandómágneses üzemanyag szivattyú tervezése Témavezető : Dr. Kohári Zalán, egyetemi adjunktus, VET, V1.ép. IV. em Tel.:36-09, kohari.zalan@vet.bme.hu 17

18 Az állandómágneses szinkrongépek korunk legjobb hatásfokú, legkompaktabb villamos gépei. Széleskörben felhasználhatóak akár motorként (járműhajtások, szervohajtások, léptetőmotorok) vagy generátorként (szélerőművek). Az üzemanyagszivattyúk túlnyomó többsége ennek ellenére kommutátoros egyenáramú motor, ami jelentős veszteségekkel, korlátozott élettartammal és felhasználhatósággal jár. A feladat olyan kommutátor nélküli üzemanyag szivattyú kifejlesztése, amelynek hatásfoka, teljesítmény és nyomatéksűrűsége jelentősen jobb mint egy ismert hagyományos kommutátoros gép azonos paraméterei. A gépnek alkalmasnak kell lennie 42 V-os rendszerbeli működésre is. A téma diplomatervként, szakdolgozatként folytatható. Elvégzendő feladatok: A villamos géptervezés alapjainak megismerése (mágneses körök, indukált feszültség számítása) Folyadékgyűrűs szivattyúk működésének megismerése Szivattyúház és járókerék választás Egyedi villamos hajtómotor tervezése a választott mechanikus szivattyúrészhez 46. Elektromágneses anyagalakítás Témavezető: Szalay András, okl. villamosmérnök tel.:59-38, szalay@supertech.vgt.bme.hu Az elektromágneses fémalakítás nagyenergiájú fémmegmunkálási hideg eljárás, melynél az alakítandó fémet elektromágneses impulzus deformálja, mindenféle mechanikus vagy hidraulikus eszköz igénybevétele nélkül. A kondenzátorban tárolt villamos energia egy nagyáramú kapcsolón keresztül sül ki, ennek révén a tekercsben impulzusszerű áram folyik át. Ez az áramimpulzus mágneses teret hoz létre a tekercs körül, amely örvényáramot hoz létre a munkadarabban. Ennek az áramnak a frekvenciája megegyezik a tekercsben folyó kisütő áram frekvenciájával. Ha ez a frekvencia elegendően nagy néhány khz akkor az örvényáram a munkadarab felületére koncentrálódik. Az áramok egymásra hatása eredményeképpen erőhatás jön létre. Ha ez az erő meghaladja az alakítandó anyag alakítási ellenállását, a munkadarab képlékeny alakítása következik be. Ez az eljárás a munkadarabot mechanikai érintkezés nélkül alakítja. A hagyományos, gyakran bonyolult és költséges módszerekkel összehasonlítva az elektromágneses eljárás jelentősen egyszerűsíti a kötések létrehozását és az alakos munkadarabok gyártását. Az önálló laboratórium feladata az eljárás megismerése, kísérletek végzése, tervezési módszerek kidolgozása. Ipari partner: S-Metalltech 98 Kft. 47. Transzformátorokban fő és szórt mágneses mezők mérése virtuális mérőműszerek segítségével Témavezető: dr. Erdélyi István adjunktus tel.: 29-63, erdelyi.istvan@vet.bme.hu Dr. Farkas László, egyetemi docens 18

19 tel.:27-43, Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép. III. em. A virtuális műszerezés eszközeinek megismerése. A megfelelő mérőrendszer kialakítása, kiegészítő jelkondícionáló egységek elkészítése. A mérőrendszer tesztelése kisteljesítményű transzformátor fő és szórt fluxusának mérése esetén. 48. Hibrid villamos haszonjármű koncepciótervének elkészítése (2-3 fő részére kiírva) Témavezető: Dr. Vajda István, egyetemi tanár, VET, V1.ép. III. em tel.:29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu A projekt célja a környezetvédelem átfogó céljainak és követelményeinek megfelelő hibrid hajtású autóbusz vagy méretben hasonló jármű koncepciótervének kidolgozása. A feladat a jármű specifikációjának meghatározása a kor követelményeinek (kibocsátási normák, alacsony üzemanyag fogyasztás, megfelelő hatótáv, élettartam és megbízhatóság) megfelelően, valamint a jármű főbb egységeinek (belsőégésű motor, villamos motor és generátor, áttételek, energiatároló) méretezése, összehangolása és együttes szimulációja. A szimuláció eredményeként meg kell tudni határozni a jármű dinamikus (gyorsítási és fékezési) tulajdonságait valamint adott menetdiagram esetén a jármű várható fogyasztását, és a visszatáplálás hatékonyságát. Adott jármű felépítéshez különböző szabályozási stratégiák is kipróbálhatók és összehasonlíthatóak fogyasztás, szennyezőanyag kibocsátás vagy más szempontok alapján. Ipari partner: Intertanker kft. 49. Különleges tárcsa alakú motor/generátor tervezése közel zérus üresjárási veszteséggel lendkerekes energiatárolás céljára Témavezető : Dr. Kohári Zalán, egyetemi adjunktus, VET, V1.ép. IV. em Tel.:36-09, kohari.zalan@vet.bme.hu Az üresjárási veszteségek egy villamos gép készenléti állapotában is állandóan jelen vannak, és folyamatos költséget jelentenek. Hatásuk igen kellemetlen például szupravezetős csapágyazású lendkereles energiatárolók esetében, amikor -a csapágyveszteségek radikális csökkentése ellenére- a rendszer igen jelentős üresjárási veszteségeket szenved a villamos gép miatt. A téma diplomamunkaként is folytatható. Elvégzendő feladatok: A villamos géptervezés alapjainak megismerése (mágneses körök, indukált feszültség számítása) 8 kw-os állandómágneses szinkron tárcsamotor tervezése, amely vasmentes állórésszel rendelkezik 19

20 Ellenőrző számítások végzése, a helyettesítőkép és a hatásfok meghatározása A várható üresjárási veszteségek közelítő számítása 50. Mindkét oldalán szupravezető tekercselésű generátor tervezése Témavezető: Dr. Vajda István, egyetemi tanár, VET, V1.ép. III. em tel.:29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu A magashőmérsékletű szupravezető huzal alkalmazása szinkron generátorok gerjesztő- és armatúra tekercseként lehetővé teszi, hogy ugyanakkora térfogatban nagyobb teljesítményű és nagyobb hatásfokú generátorok készüljenek, amelyek más technikai paramétereikben is felülmúlják hagyományos versenytársaikat. (Teljes kiírás hamarosan, érdeklődjön a témavezetőnél!) 51. Magashőmérsékletű szupravezető huzal alapú zárlati áramkorlátozó tervezése és kísérleti vizsgálata Témavezető: Dr. Vajda István, egyetemi tanár, VET, V1.ép. III. em tel.:29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu Az MHS ZÁK a hálózatokon fellépő zárlati áramok korlátozásának hatékony eszköze. Általános megítélés szerint az MHS ZÁK ipari alkalmazása, piaci bevezetése a közelebbi jövőre megalapozottan prognosztizálható. E korszerű technológia hazai bevezetésének előkészítése fontos és időszerű feladat. A kidolgozandó feladat a háromfázisú MHS-ZÁK konstrukciós változatainak elemzése és összehasonlítása, a tanszéken elkészített MHS ZÁK konstrukciós továbbfejlesztése. Elvégzendő az MHS ZÁK modell elektromágneses téranalízise, elkészítendő az eszköz áramköri modellje valamint a hálózati szimulációja. A rendszerbeli viselkedés mérési vizsgálata céljából ki kell alakítani egy szinkrongép MHS-ZÁK hálózat kísérleti összeállítást, amelyen el kell végezni a villamos méréseket. További feladatok: villamos hálózat modell kiépítése, ZÁK-hálózat modell vizsgálata. 52. Önkorlátozó transzformátor tervezése Témavezető: Dr. Vajda István, egyetemi tanár, VET, V1.ép. III. em tel.:29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu A magashőmérsékletű szupravezető huzalból készült transzformátor primer ill. szekunder zárlat esetén képes a zárlati áramokat automatikusan, érzékelő és beavatkozó egység nélkül korlátozni. A feladat az ipari partnerek által elkészítendő önkorlátozó transzformátor megoldási alternatíváinak vizsgálata, kisméretű modellek megépítése és tesztelése, végül az optimális variáns kiválasztása és analízise különböző üzemállapotokban. 20

21 53. Szupravezetős reluktancia- és hiszterézismotorok elmélete és tervezése Témavezető: Dr. Vajda István, egyetemi tanár, VET, V1.ép. III. em tel.:29-61, (Kiírás hamarosan, érdeklődjön a témavezetőnél!) 54. Szupravezetős mágneses csapágy hiszterézis vesztesége Témavezető: Dr. Vajda István, egyetemi tanár, VET, V1.ép. III. em tel.:29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu (Kiírás hamarosan, érdeklődjön a témavezetőnél!) 55. Szimulációs programok készítése (1-3 fő részére kiírva) Témavezető: Dr. Farkas László, egyetemi docens, HIK, Q.ép.B.fszt.4. tel.: 15-13, farkas.laszlo@mail.bme.hu A feladat az Elektrotechnika ill. Villamos energetika tárgykörökben megtanult eszközök működésének szemléltetésére alkalmas szimulációs programok készítése (pl. szinkrongép működése, szinkronizálása, tüzelőanyagcella működése stb.) korszerű programozási eszközökkel (Delphi, Labview stb.). 56. Szupravezetők kritikus paramétereinek (kritikus hőmérséklet, kritikus áram) mérése Témavezető: Dr. Kohári Zalán, adjunktus, VET, V1.ép. IV. em tel.:36-09, kohari.zalan@vet.bme.hu A szupravezetők alkalmazhatóságának legfontosabb feltétele a kritikus paramétereinek ismerete. A tanszéken már készültek erre a célra eszközök (kritikus hőmérséklet, kritikus áram mérő), ezek modernizálása, pontosabbá, könnyebben használhatóvá tétele a cél. 57. Állandómágneses folyékony nitrogén szivattyú tervezése Témavezető: Dr. Kohári Zalán, egyetemi adjunktus, VET. V1.ép. IV. em kohari.zalan@vet.bme.hu Az állandómágneses szinkrongépek korunk legjobb hatásfokú, legkompaktabb villamos gépei. Széleskörben felhasználhatóak akár motorként (járműhajtások, szervohajtások, léptetőmotorok) vagy generátorként (szélerőművek). A folyékony nitrogén a magashőmérsékletű szupravezetők legelterjedtebben használt hűtőközege. A hűtés hatásfoka igen fontos tényező, jó hatásfok csak zárt (hűtőgépet is 21

22 igénylő) vagy félig zárt (hűtőgépet nem tartalmazó, nyomásszabályozó szeleppel ellátott) rendszerben valósítható meg. A feladat az állandómágneses villamosgépek tervezésének elsajátítása, és a tervezési módszer alkalmazása a különleges körülmények (rendkívül alacsony hőmérséklet, kis viszkozitás, magas hatásfok igény) figyelembevételével. A téma diplomatervként, szakdolgozatként folytatható. Elvégzendő feladatok: A villamos géptervezés alapjainak megismerése (mágneses körök, indukált feszültség számítása) Folyadékgyűrűs szivattyúk működésének megismerése Szivattyúház és járókerék választás Egyedi villamos hajtómotor tervezése a választott mechanikus szivattyúrészhez 58. Szupravezetős csapágyazású lendkerekes energiatároló fejlesztése Témavezető: Dr. Kohári Zalán, egyetemi adjunktus, VET, V1.ép. IV. em kohari.zalan@vet.bme.hu A szupravezetős, mágnesesen lebegtetett csapágyazás a kinetikus energiatároló lendkerék fontos komponense. Alkalmazásával (különösen vákuumkamrában) a mechanikus csapágyakkal összehasonlítva a súrlódási veszteségek csaknem teljes mértékben kiküszöbölhetőek, ezáltal a lendkerék energiatárolási hatásfoka lényegesen javítható (közel 100%). A tanszéken elkészítettük az energiatároló első kísérleti verzióját, amellyel nagyságrendileg 1 kj energia tárolható. Megfelelő elektromechanikai energia-átalakítóval (speciális motor/generátor egység) ellátva a lendkerekes rendszer alkalmas a villamos-kinetikus energia konverziójára, az energia hosszú ideig való veszteségmentes tárolására, valamint hálózati zavarok előfordulása esetén a kinetikus energia a fogyasztó számára rendelkezésre álló villamos munkává történő konverziójára (töltési-tárolási-kisütési ciklus) megvalósítására. A téma szakdolgozatként, diplomamunkaként is folytatható. Elvégzendő feladatok: A meglévő lendkerekes energiatároló rendszer továbbfejlesztése Részegységek tervezése és elkészítése (pl. tanszéki műhely segítségével) Ellenőrző mérések végzése 59. Szupravezetős demonstrációs alkalmazások tervezése a mérnöki problémamegoldás eszközeivel Témavezető: Dr. Farkas László, egyetemi docens, HIK, Q.ép.B.fszt.4. tel.: 15-13, farkas.laszlo@mail.bme.hu A gyakorlatban alkalmazott magashőmérsékletű szupravezetők kb. 110 K hőmérsékletig őrzik meg szupravezető tulajdonságukat. Hűtésükhöz folyékony nitrogén is használható, ami 22

23 gyakorlati felhasználásukat jelentősen megkönnyíti. A technológia elterjedéséhez azonban szükség van alapvetően új alkalmazási területek és megoldások kialakítására. A kidolgozandó feladat egyik része a lehetőségek felmérése, az elérhető műszaki, gazdaságossági és piaci előnyök bemutatása, végső formájában egy megvalósítási tanulmány elkészítése. A feladat másik része a szupravezetők alkalmazásainak elterjedését segítő szupravezetős demonstrációs eszköz(ök) (pl. lebegtetők, energiatároló lendkerekek, lebegtetett vasút-modell) tervezése a mérnöki problémamegoldás eszközeivel, végül a megtervezett eszközök elkészítése. 60. Szupravezetős minierőmű megvalósítási terve Témavezető: Dr. Vajda István, egyetemi tanár, VET, V1.ép. III. em tel.:29-61, vajda.istvan@vet.bme.hu Az egyedi szupravezetős erősáramú eszközök megvalósítását meghaladóan növekvő az érdeklődés olyan rendszerekkel kapcsolatban, melyek több szupravezetős eszközt egyesítenek egy közös alacsonyhőmérsékletű környezetben. A komplex, más szóval integrált rendszernek addicionális előnyei vannak az egyedi szupravezetős eszközök tulajdonságaihoz képest. A szupravezetős komplexumot egységként lehet beilleszteni az energetikai rendszerbe. Az eddig és jelenleg követett gyakorlat szerint egyedi szupravezető eszközöket illesztettek nemszupravezetős környezetbe. A teljesen szupravezetős rendszerek, mint például minierőművek fejlesztése új fejlődési irányt jelent. Egy 10 kw-os tervezett teljesítményű magashőmérsékletű szupravezetős minierőmű fejlesztése, megépítése és tesztelése a közeljövő feladata. A vizsgálandó szupravezetős minierőmű generátorból, transzformátorból, motorból, zárlati áramkorlátozóból, szupravezetős mágneses energiatárolóból és lendkerékből épül fel, melyek mindegyike MHS elemeken alapul. A feladat a szupravezetős minierőmű megvalósítási tervének kidolgozása, a szupravezetős eszközök együttműködésének számítógépi szimulációja. 61. Villamos gépek FEM szimulációja Témavezető: Dr. Kohári Zalán, egyetemi adjunktus, VET, V1.ép. IV. em kohari.zalan@vet.bme.hu Az ipar gazdasági racionalizálása megköveteli, hogy minél költséghatékonyabban állítsanak elő villamos gépeket. Ezt a célkitűzést megalapozott villamos gép ismerettel és elektromágneses terek szimulációját segítő szoftverekkel lehetséges elérni. A szimuláció leggyakrabban végeselemes számítási módszeren (FEM) alapul, például a QuickField és a Flux2D szoftverek esetében is. A tervezés folyamán meg kell ismerni a probléma bevitelét (anyagjellemzők, térbeli leírás), a probléma futtatását (hálózás, konvergencia) és az eredmény értékelését (származtatott mennyiségek számítása, időbeli változás kezelése stb.). Az önálló laboratórium feladata egy kiválasztott konkrét villamos gép FEM szimulációja. 23

24 62. Aszinkron motorok oktatásánál használt virtuális mérőrendszer tovább fejlesztése, terhelési és szlip mérés Témavezető: dr. Erdélyi István adjunktus tel.: 29-63, Dr. Farkas László, egyetemi docens tel.:27-43, Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép. III. em. A meglévő mérések megismerése. Az érzékelés továbbfejlesztése, fordulatszám, szlip, a terhelő egyenáramú motor feszültsége és árama érzékelésének kialakítása. A virtuális műszerezés továbbfejlesztése, az aszinkron gép motoros és generátoros üzeme esetén alkalmazható megoldások elméleti és gyakorlati vizsgálata, megvalósítása és dokumentálása. 63. Az analóg és digitális oszcilloszkóp működését szemléltető virtuális bemutatórendszer kidolgozása Témavezető: dr. Erdélyi István adjunktus tel.: 29-63, erdelyi.istvan@vet.bme.hu Dr. Farkas László, egyetemi docens tel.:27-43, farkas.laszlo@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép. III. em. A katódsugárcső statikus működését szemléltető virtuális műszer létrehozása, az intenzitás, a fókusz, az asztigmatizmus, a sugár elfordítás, a függőleges és vízszintes eltérítés szemléltetése, a mérőegyenletek helyességének bemutatása. A katódsugárcső dinamikus működését X-Y üzemállapotban bemutató virtuális műszer létrehozása, különböző szinuszos feszültségek hatására megjelenő képek bemutatása. A mérési eredmény valódi képződési helyének bemutatása. A katódsugárcső dinamikus működését Y-T üzemállapotban bemutató virtuális műszer létrehozása. 64. Virtuális szimulátorok, szimulációs módszerek és algoritmusok kidolgozásában közreműködés oktatási célokra Témavezető: dr. Erdélyi István adjunktus tel.: 29-63, erdelyi.istvan@vet.bme.hu Dr. Farkas László, egyetemi docens tel.:27-43, farkas.laszlo@vet.bme.hu Villamos Energetika Tanszék, Villamos Gépek és Hajtások Csoport, V1 ép. III. em. A technológiai modellek működését szemléltető virtuális szimulátorok, szimulációs módszerek és algoritmusok létrehozása az előadás és a tanulás hatásosságának növelése érdekében. 24