Vedoucí: doc. Ing. Petr Toman, Ph.D.

Webové stránky skupiny: http://www.cvvoze.cz/en/cvvozepowerlab

Skupina CVVOZE PowerLab sídlí ve dvou laboratořích. První z nich je zaměřena na testování vysokými proudy a zkratové zkoušky a umožňuje generovat střídavé proudy až o velikosti 150 kA při napětí 250 V a stejnosměrné proudy až o velikosti 50 kA při napětí 1000 V. Druhou laboratoří je stíněná laboratoř vysokých napětí, kde se provádí diagnostika dielektrik a izolačních systémů elektrických zařízení pomocí vysokých napětí. Výzkumná infrastruktura pracuje v režimu "open accsess" a mohou ji využívat vědci nekomerčních institucí z celého světa (detaily na www.cvvoze.cz/en/cvvozepowerlab/open-access/).

Nejvýznamnější výstupy, kterých skupina dosáhla za poslední 4 roky:

• Smluvní výzkum v oblasti vývojových testů a zkoušek širokého spektra zařízení od spínacích přístrojů, rozváděčů, izolátorů nebo silových kabelů až transformátory a točivé stroje.
• Výzkum chování elektrického oblouku při spínacích dějích.
• Analýza rušení provázejícího spínání velkých proudů.
• Precizní diagnostika pevných i kapalných dielektrik.
• Výzkum rušení, metodiky měření a testování EMC.
• Vývoj v oblasti diagnostiky izolací silových kabelů.

Vedoucí: Ing. Tomáš Kříž, Ph.D.

Zabýváme se modelováním elektromagnetických polí v nízkofrekvenční i vysokofrekvenční oblasti, řešíme teplotní úlohy včetně proudění a sdružené (elektromagnetické + teplotní) úlohy. V nízkofrekvenční oblasti se zaměřujeme na řešení úloh v kvazistacionárním nebo harmonickém ustáleném stavu (elektromagnety, aktuátory, senzory nebo upínací systémy) a také na řešení přechodných dějů v komponentech nebo zařízeních. Ve vysokofrekvenční oblasti se věnujeme návrhu planárních struktur, budících cívek využívaných ve spektroskopii nebo návrhem sedlových cívek používaných v nukleární magnetické rezonanci. U teplotních výpočtů řešíme oteplení zařízení vlivem Joulových nebo elektromagnetických ztrát a jejich chlazení, přenosem tepla z pevných struktur do kapalin nebo plynů (tepelné výměníky, ohřívače vody).

Nejvýznamnější řešené projekty:

• Zpracování analýzy a posudku EMC vícečlánkové nízkopodlažní tramvaje 35T – Chemnitz, zahájení: 26.03.2018, ukončení: 14.12.2018
• GA17-00607S, Komplexní umělé elektromagnetické struktury a nanostruktury, zahájení: 01.01.2017, ukončení: 31.12.2019

Nejvýznamnější výsledky publikační činnosti:

• ZUKAL, J.; SZABÓ, Z.; KŘÍŽ, T.; KADLEC, R.; DĚDKOVÁ, J.; FIALA, P. A Robust Generator-Harvester for Independent Sensor Systems. Applied Sciences - Basel, 2024, roč. 14, č. 3, s. 1-16. ISSN: 2076-3417.
• DREXLER, P.; NEŠPOR, D.; KADLEC, R.; KŘÍŽ, T.; NEBOJSA, A. Simulation and Characterization of Nanostructured Electromagnetic Scatterers for Information Encoding. Electronics (MDPI), 2022, roč. 11, č. 20, s. 1-12. ISSN: 2079-9292.
• HANZELKA, M.; DAN, J.; FIALA, P.; DOHNAL, P. Human Psychophysiology Is Influenced by Low-Level Magnetic Fields: Solar Activity as the Cause. Atmosphere, 2021, roč. 12, č. 12, s. 1-10. ISSN: 2073-4433.
• DREXLER, P.; FIALA, P.; KADLEC, R.; LONDÁK, P.; MÁDROVÁ, T.; KLÍMA, M.; ZUKAL, J. Numerical modeling and experimental verification of a low fluid flow inductive flowmeter. FLOW MEASUREMENT AND INSTRUMENTATION, 2021, roč. 78, č. 1, s. 1-12. ISSN: 0955-5986.
• ZUKAL, J.; FIALA, P.; SZABÓ, Z.; DĚDKOVÁ, J.; PERNICA, R. Coupled Numerical Model of Vibration-Based Harvester. Applied Sciences - Basel, 2020, roč. 10, č. 8, s. 1-25. ISSN: 2076-3417.
• SZABÓ, Z.; FIALA, P.; ZUKAL, J.; DĚDKOVÁ, J.; DOHNAL, P. Optimal Structural Design of a Magnetic Circuit for Vibration Harvesters Applicable in MEMS. Symmetry, 2020, roč. 12, č. 1, s. 1-18. ISSN: 2073-8994.

Vedoucí: Ing. Petr Procházka, Ph.D.

Vědci z této skupiny vyvíjí a vyrábějí prototypy elektronických a elektromechanických systémů se zpětnovazební regulací toku elektrického výkonu, nebo jeho přeměnou na výkon mechanický. Typickým úkolem skupiny je například vývoj systémů elektrické trakce, nebo simulace dynamických soustav a návrh odpovídající regulace. Navržené regulační algoritmy jsou nejčastěji realizovány pomocí mikroprocesorů. Součástí zkoumání skupiny je i provozní diagnostika jednotlivých prvků soustavy. Všechny aktivity směřují ke snaze o neustálé zvyšovaní účinnosti všech použitých subsystémů.

Nejvýznamnější výstupy, kterých skupina dosáhla za poslední 4 roky:

• Elektrický letoun VUT 051 RAY.
• Elektromechanická vzpěra pro trimovací klapky proudového letounu L39.
• Dvoutunový minibagr s bateriovým pohonem.
• Vyvážecí traktorová souprava s hybridním pohonem.
• Řídicí systémy pro magnetická ložiska.
• Výzkum využitelnosti baterií a ultrakapacitorů v trolejbusech DPMB.

Vedoucí: Ing. Jiří Valenta, Ph.D.

Vědci z tohoto týmu studují chování elektrického oblouku a zjištěné poznatky uplatňují ve výzkumu u nás vyvíjených spínacích a jistících přístrojů pro oblasti nízkého a vysokého napětí. Tým má k dispozici také zkratovnu vybavenou rázovým synchronním generátorem s příslušenstvím umožňujícím simulovat podmínky panující při zkratech v rozvodných sítích. Toto zařízení je využíváno zejména pro zkoušky nových typů přístrojů vyvinutých a vyrobených ve spolupráci s průmyslovými podniky. Výsledky prováděných experimentů jsou porovnávány s teoretickými simulacemi pomocí pokročilých diagnostických systémů.

Nejvýznamnější výstupy, kterých skupina dosáhla za poslední 4 roky:

• Model provozního oteplení elektrického přístroje.
• Absorbční koeficienty plynu SF6 a jeho náhrad.
• Optimalizace parametrů přenosu záření v plazmatu.
• Systém magnetizace a demagnetizace zkratového transformátoru.
• Zařízení pro životnostní zkoušky spínacích přístrojů.
• Analýza účinků poruchového oblouku na lidský organismus při použití různých ochranných prostředků.

Vedoucí: doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D.

Skupina je zaměřena na výzkum a vývoj v oblasti elektrických strojů jak se standartními, tak především s nestandartními parametry (například velmi vysoké otáčky, nebo vysoká účinnost). Optimalizace jejich magnetického obvodu je prováděna s využitím výpočtových systémů na bázi metod konečných prvků a umělé inteligence. Součástí návrhů našich strojů jsou i tepelné výpočty. Ověření vlastností strojů a celých pohonů je prováděno ve specializované laboratoři s dynamometry.

Nejvýznamnější výstupy, kterých skupina dosáhla za poslední 4 roky:

• Vysokootáčkový motor 12 kW, 45 tis. ot/min.
• Vysokootáčkový motor 120 tis. ot/min pro turbocirkulátor helia.
• Synchronní reluktanční a asistované reluktanční stroje s vysokou účinností.
• Synchronní reluktanční motor přímo spouštěný ze sítě.
• Synchronní motor s permanentními magnety přímo spouštěný ze sítě.
• Synchronní motor s permanentními magnety o výkonu 1 MW.
• Resolver – čidlo pro snímání polohy hřídele.

Vedoucí: doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Skupina vyvíjí spínané zdroje a speciální měniče pro libovolné průmyslové a experimentální aplikace. Do jejího portfolia patří i výroba zdrojů o výkonu od jednotek W až po stovky kW s netradičními výstupními parametry (vysoký proud či vysoké napětí). Ani zdroje s vysokofrekvenčním a pulsním výstupem nejsou problémem. Členové týmu také navrhují a vyvíjí elektronické obvody, desky plošných spojů včetně jejich osazování a oživování, nebo se věnují výpočtům elektromagnetických obvodů tlumivek a transformátorů.

Nejvýznamnější výstupy, kterých skupina dosáhla za poslední 4 roky:

• Síťový rychlonabíječ 480 V 100 A pro elektromobil Super-El.
• Spínaný zdroj 100 kW pro napájení pracoviště pro vývoj palivových tyčí pro jaderné elektrárny.
• Vysokonapěťový generátor pro elektroporační léčbu srdečních arytmií.
• Pulzní zdroj pro elektroporační léčbu okluze jaterního stentu.
• Systém pro bezdrátový přenos výkonu 20 kW.
• Indukční ohřev součástí v metalurgii.
• Miniaturní stejnosměrný zdroj poháněný malým leteckým turbogenerátorem.

Vedoucí: Ing. Karel Katovský, Ph.D.

Výzkumná skupina KALUP se dělí na dvě podskupiny. První se věnuje bezpečnosti současných a pokročilých jaderných zařízení (včetně hodnocení, výpočtů aktivní zóny, termo-hydraulických a termo-mechanických parametrů, parametrů paliva či chování palivových proutků v blízkosti krize varu 1. druhu), druhá podskupina je zaměřena na pokročilé jaderné reaktory 4. generace chlazené tekutými solemi, olovem či eutektickou slitinou Pb/Bi. Dále se naši vědci věnují problematice neutronového spektra, určování výtěžků jaderných reakcí, měření účinných průřezů, validace a verifikace výpočetních modelů a optimalizace systémů s urychlovačem řízeným zdrojem neutronů.

Nejvýznamnější výstupy, kterých skupina dosáhla za poslední 4 roky:

• Smluvní výzkum v oblasti analýzy hodnocení bezpečnosti dílčích komponent jaderných elektráren typu VVER (jak výpočetní, tak experimentální).
• Výzkum aktivačních detektorů pro jejich využití v systémech s vysoce energetickými neutrony (TAČR).
• Study of fast neutron induced reaction cross-sections relevant to nuclear data needs for advanced reactor design (s MSU Baroda).
• Monitoring of fast energy neutron field using threshols activation detectors and temperature monitors (s JINR Dubna).

Vedoucí: doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Laboratoř je zaměřena na provozní vlastnosti obnovitelných zdrojů energie, jejich efektivní a korektní systémovou integraci včetně vyhodnocení, stanovení a ověření požadovaných parametrů. Disponuje testovacím pracovištěm pro testování výkonových invertorů využívaných v hybridních energetických a fotovoltaických systémech s akumulačním systémem i bez něj a diagnostickými nástroji pro komplexní analýzu FV systémů (FV analyzátor, výkonové analyzátory, záznamník kvality elektrické energie a přechodných jevů).

Nejvýznamnější výstupy, kterých skupina dosáhla za poslední 4 roky:

• Smluvní výzkum v oblasti polyvalentních zdrojů energie – návrhy, výpočty a diagnostika (ČEZ, E.ON, Enkom, TZ pro, fgFORTE, SUNLUX, Imos development a další).
• Využití akumulace pro nabíjecí stanice elektromobilů ČEZ, a.s.
• Bezuhlíkový hybridní energetický systém s akumulací pracující jako aktivní prvek elektrizační soustavy.
• Vývoj EMS (Energy Management System), konfigurace BMS (Battery Management System) a nastavení řídících a komunikačních systémů pro invertory.
• Testování P/U a Q/U regulace FV měničů.

Vedoucí: doc. Ing. Petr Drexler, Ph.D.

Skupina bezpečnosti elektrotechnických systémů se zabývá výzkumem problematiky jejich diagnostiky, ochrany před havarijními stavy a také problematikou prevence úrazů a požárů způsobené elektrickým proudem. V oblasti prediktivní diagnostiky výkonových transformátorů se skupina zaměřuje na výzkum metod detekce a lokalizace částečných výbojů pomocí sledování jejich elektromagnetické emise v pásmu ultrakrátkých vln. Sem spadá návrh a konstrukce anténních snímačů impulzních signálů, speciální vysokofrekvenční elektroniky a návrh metod zpracování signálů a tvorba specializovaného software. Skupina se dále věnuje problematice bezpečnosti osob v elektrotechnice a zabývá se výukou studentů FEKT v této oblasti. Nabízí ale i školení a zkoušky z odborné způsobilosti k výkonu činností v elektrotechnice pro jednotlivce i pro firmy. V oblasti spojeného výzkumu se zabývá pokročilými metodami numerického modelování v bezpečnostních problémech pokrokových elektrických instalací.

Nejvýznamnější výstupy, kterých skupina dosáhla za poslední 4 roky:

• Instalace modernizovaného systému detekce a lokalizace částečných výbojů v blokových transformátorech v elektrárně Dukovany.
• Vývoj demonstračního panelu pro ukázku funkcí ochrany před úrazem elektrickým proudem a zařízení pro detekci oblouku (Arc Fault Detection Device - AFDD).
• Výzkum, vývoj a ověření nového typu snímače pro detekci částečných výbojů vně transformátorů.