KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I NAPĘDÓW ELEKTRYCZNYCH PROPOZYCJE TEMATÓW DYPLOMOWYCH STUDIA I STOPNIA

Transkrypt

1 KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I NAPĘDÓW ELEKTRYCZNYCH PROPOZYCJE TEMATÓW DYPLOMOWYCH STUDIA I STOPNIA Lp Propozycja tematu / krótki opis 1. Współpraca generatora synchronicznego z 3-fazową siecią energetyczną poprzez przekształtnik podwyższający DC/DC i AC/DC. Praca symulacyjna w Matlabie. Dotyczy symulacji działania generatora synchronicznego napędzanego turbiną wiatrową podczas współpracy z siecią oraz pracy na wyspę (przy braku sieci) oraz współpracy z buforem energetycznym w postaci akumulatorów. Przekształtnik łączący generator z siecią będzie posiadał strukturę: prostownik diodowy niesterowany, przekształtnik DC/DC podwyższający napięcie i przekształtnik AC/DC pracujący z jednostkowym współczynnikiem mocy. Dodatkowy przekształtnik dwukierunkowy DC/DC będzie umożliwiał współpracę z akumulatorami gromadzącymi nadmiar energii podczas pracy na wyspę oraz zasilania wyspy w czasie braku sieci i wiatru (mod UPS). 2. Współpraca generatora synchronicznego z 3-fazową siecią energetyczną poprzez przekształtnik DC/AC i AC/DC. Praca symulacyjna w Matlabie. Dotyczy symulacji działania generatora synchronicznego napędzanego turbiną wiatrową podczas współpracy z siecią oraz pracy na wyspę (przy braku sieci) oraz współpracy z buforem energetycznym w postaci akumulatorów. Przekształtnik łączący generator z siecią będzie posiadał strukturę: przekształtnik DC/AC podwyższający napięcie i przekształtnik AC/DC pracujący z jednostkowym współczynnikiem mocy. Dodatkowy przekształtnik dwukierunkowy DC/DC będzie umożliwiał współpracę z akumulatorami gromadzącymi nadmiar energii podczas pracy na wyspę oraz zasilania wyspy w czasie braku sieci i wiatru (mod UPS). Sugerowany stopień, kierunek studiów oraz specjalność,, Rodzaj pracy analitycznosymulacyjna analitycznosymulacyjna Promotor Prof. dr hab. inż. A. Sikorski Prof. dr hab. inż. A. Sikorski 3. Przekształtnik 4-gałęziowy do współpracy z 3-fazową siecią energetyczną. Praca symulacyjna w Matlabie. Dotyczy symulacji pracy 4-gałęziowego przekształtnika AC/DC z siecią trójfazową i wyspą trójfazową z przewodem zerowym. Jest to próba ominięcia transformatora w przypadku współpracy odnawialnych źródeł energii z odbiornikami 3- i 1- fazowymi wyspy oraz integracji sterowania przekształtnikiem w obu modach pracy (sieć i wyspa). 4. Opracowanie, w programie Matlab Simulink, pakietu modułów dydaktycznych do symulacji układów napędowych z silnikami prądu stałego Celem pracy jest opracowanie w programie Matlab Simulink pakietu programów dydaktycznych służących do oceny porównawczej właściwości dynamicznych podsystemów regulacji prądu, prędkości i położenia w układach napędowych z silnikami prądu stałego. Moduły dydaktyczne realizowane byłyby przy różnym stopniu uproszczenia obiektów rzeczywistych (począwszy od uproszczonych modeli liniowych przekształtnika ze sterowaniem MSI, a skończywszy na pełnym, dyskretnym modelu przekształtnika). Pozwoli to, między innymi na ocenę dopuszczalnego zakresu stosowania liniowych modeli uproszczonych 5. Opracowanie, w programie Matlab Simulink, pakietu modułów dydaktycznych do symulacyjnego porównania liniowych i nieliniowych podsystemów regulacji prądu twornika silników prądu stałego Celem pracy jest opracowanie w programie Matlab Simulink pakietu programów dydaktycznych służących do oceny porównawczej właściwości dynamicznych i statycznych podsystemów regulacji prądu twornika z regulatorami liniowymi i nieliniowymi. Opracowane moduły (w wersji z regulatorami liniowymi) powinny uwzględniać istnienie modulatora MSI. Wykorzystanie opracowanych modułów pozwoli na syntetyczną ocenę porównawczą obu rozwiązań.,,, teoretyczno teoretycznosymulacyjna teoretycznosymulacyjna Prof. dr hab. inż. A. Sikorski dr hab. inż. M. Dubowski, prof. PB dr hab. inż. M. Dubowski, prof. PB 1

2 6. Opracowanie, w programie Matlab Simulink, pakietu modułów dydaktycznych do symulacji układów napędowych uwzględniających cyfrowy charakter sterowania Celem pracy jest opracowanie, w programie Matlab Simulink, pakietu programów dydaktycznych służących do analizy wpływu opóźnień wynikających z cyfrowego charakteru sterowania przekształtnika i pomiarów wielkości regulowanych w napędach prądu stałego na ich właściwości dynamiczne. Zgodnie z typową kaskadową strukturą sterowania kluczowe znaczenie dla tej oceny będą miały właściwości najszybszego (najbardziej zagnieżdżonego) podsystemu regulacji prądu twornika. Uniwersalny charakter prowadzonych symulacji zapewniony zostanie przez wprowadzenie systemu jednostek względnych 7. Przegląd i porównanie autonomicznych źródeł energii elektrycznej (przegląd dotyczy np. akumulatorów, ogniw paliwowych, superkondensatorów), porównanie właściwości różnych źródeł, przeglą d źródeł produkowanych do różnych zastosowań, dobór źródeł do zastosowań w laboratoriach KEiNE. 8. Przegląd urządzeń i układów stosowanych do sygnalizacji i wizualizacji stanów i procesów w zautomatyzowanych układach napędu elektrycznego (przegląd dotyczy czujników pomiarowych, przetworników, elementów transmisji sygnałów, wyświetlaczy, ekranów, monitorów), przegląd urządzeń dostępnych na rynku i stosowanych w układach przemysłowych, dobór zestawu elementów do wybranego układu napędowego, analiza pracy zaproponowanego układu 9. Przegląd i porównanie urządzeń i układów pomiarowych wielkości mechanicznych w zautomatyzowanych układach napędu elektrycznego (przegląd dotyczy czujników, przetworników do pomiaru prędkości, położenia, momentu obrotowego), przegląd i analiza działania urządzeń dostępnych na rynku i stosowanych w układach przemysłowych, dobór elementów i układów pomiarowych do wybranego układu napędowego, analiza pracy zaproponowanego układu 10. Modernizacja stanowiska z optyczną transmisją w sterowaniu energetycznym filtrem aktywnym Praca dotyczy realizacji praktycznej optycznej transmisji danych. Należy dobrać odpowiednie elementy, zaprojektować i zrealizować płytkę nadajników i odbiorników w programie EAGLE. Przeprowadzić badania laboratoryjne na zbudowanym układzie 11. Analiza układu sterowania filtrem aktywnym wykorzystującego teorię mocy chwilowej pq Podczas student ma zadanie przeprowadzić szczegółową analizę oraz zaprojektować wybrany układ sterowania 12. Analiza nowoczesnych sposobów kompensacji mocy biernej Podczas student ma zadanie rozpoznać problemy związane z kompensacją mocy biernej, przeprowadzić szczegółową analizę, zaprojektować oraz przeprowadzić symulacje komputerowe wybranego układ kompensacji mocy biernej 13. Analiza skutków oddziaływania wyższych harmonicznych na sieć zasilającą oraz wybrane metody ich eliminacji Podczas student ma zadanie rozpoznać problemy związane z istnieniem wyższych harmonicznych w sieci zasilającej oraz sposobami ich eliminacji. Wykonać projekt i przeprowadzić symulacje komputerowe wybranego układu eliminującego wyższe harmoniczne z sieci zasilającej. 14. Analiza pracy równoległej energetycznych filtrów aktywnych opartej na zwiększonej kontroli przekształtnika Podczas student ma zadanie rozpoznać problemy związane z pracą równoległą filtrów aktywnych, przeprowadzić szczegółową analizę oraz wykonać symulacje komputerowe wybranego układu 15. Projektowanie i badania symulacyjne układu quasi-rezonansowego przekształtnika DC-DC obniżającego napięcie z przełączaniem ZCS i ZVS. 2, z elementami projektowania z elementami projektowania z elementami projektowania, środki zapewnione, środki zapewnione dr hab. inż. M. Dubowski, prof. PB Z. Daszuta Z. Daszuta Z. Daszuta A. A. A. A.,,, teoretycznosymulacyjna A.

3 16. Projektowanie i badania symulacyjne układu quasi-rezonansowego przekształtnika DC-DC podwyższającego napięcie z przełączaniem ZCS i ZVS 17. Projektowanie i badania symulacyjne układu quasi-rezonansowego przekształtnika DC-DC obniżająco- podwyższającego napięcie z miękkim przełączaniem łącznika. 18. Projektowanie i badania symulacyjne i laboratoryjne układu przekształtnika przeciwbieżnego 19. Projektowanie i badania symulacyjne mostkowego przekształtnika dwukierunkowego sterowanego przesunięciem 20. Projekt prostego rejestratora stanów przejściowych na procesorze ARM Cortex M-4 opracowanie rozwiązań programowych na potrzeby badań przebiegów prądów rozruchowych w maszynach asynchronicznych i transformatorach 21. Projekt analizatora pracy silnika asynchronicznego na procesorze ARM Cortex M-4 opracowanie programu kontrolującego pracę maszyny asynchronicznej na potrzeby testowania wybranych algorytmów diagnostycznych w czasie normalnej eksploatacji silnika 22. Badanie wybranych algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów na procesorze ADSP21065 Budowa oprogramowania umożliwiającego stosowanie różnych filtrów cyfrowych na potrzeby badań diagnostycznych maszyn asynchronicznych (obliczenia ruchomych wartości skutecznych, średnich oraz mocy i energii 23. Badanie transformatorów w wybranych stanach dynamicznych Przygotowanie i sprawdzenie zakresu badań laboratoryjnych dla studentów na przedmiot Maszyny Elektryczne 2 w zakresie włączenia napięcia na transformatory pracujące jałowo (jedno i trójfazowych przy różnych grupach połączeń) oraz zwarcia udarowego. 24. Badanie silników klatkowych w wybranych stanach dynamicznych Przygotowanie i sprawdzenie zakresu badań laboratoryjnych dla studentów na przedmiot Maszyny Elektryczne 2 w zakresie rozruchu, nawrotu oraz powtórnego załączenia po zaniku napięcia, dla maszyn klatkowych zasilanych z sieci energetycznej 25. Projekt i budowa układu pomiarowego położenia do mikroprocesorowego układu regulacji prędkości Praca dotyczy zaprojektowania układu pomiarowego położenia w,,,,, ES1,,, Elektrotechnika lub Elektronika i Telekomunikacja Elektrotechnika lub Elektronika i Telekomunikacja Elektrotechnika lub Elektronika i Telekomunikacja, EP Elektrotechnika Elektrotechnika, teoretycznoprogramowa teoretycznoprogramowa teoretycznoprogramowa teoretycznobadawcza teoretycznobadawcza do 3

4 przetwornikiem obrotowo impulsowym. Układ pomiarowy będzie współpracował w mikroprocesorem sygnałowym. W części teoretycznej praca dyplomowa dotyczy przeglądu układów pomiarowych położenia i prędkości. 26. Projekt i budowa układów pomiarowych napięć, prądów do zestawu z mikroprocesorem TMS320C6711 Praca dyplomowa dotyczy projektu i budowy układów pomiarowych napięcia i prądu wyjściowego tranzystorowego falownika napięcia do uniwersalnego stanowiska dydaktycznego z mikroprocesorem TMS320C Tworzenie oprogramowania do mikrokontrolera MSP430 Celem pracy jest tworzenie oprogramowania do obsługi wybranych urządzeń peryferyjnych mikrokontrolera MSP Projekt wybranych układów peryferyjnych mikrokontrolera TMS320F2812 Celem pracy jest projekt obwodu drukowanego z przetwornikami C/A do mikrokotrollera TMS320F Projekt i budowa przekształtnika tranzystorowego układu obciążającego do układu napędowego z regulacją dwustrefową Praca dyplomowa dotyczy przekształtnika tranzystorowego DC/DC służącego do zasilania obciążającej prądnicy prądu stałego. Prądnica obciąża układ napędowy z regulacją dwustrefową momentem aktywnym w celu uzyskania cztero-kwadrantowego przetwarzania energii mechanicznej i elektrycznej w układzie napędowym. 30. Modernizacja stanowisk laboratoryjnych z procesorem sygnałowym ADSP-21065L. Praca składa się z dwóch części: praktycznej oraz programowej. W części praktycznej należy sprawdzić poprawność działania poszczególnych podzespołów i układów peryferyjnych procesora, nie działające wymienić/naprawić oraz dokonać regulacji torów pomiarowych. W części programowej należy uporządkować szablony programów i procedury udostępniane studentom na zajęciach. Struktura programów powinna być zrozumiała i zaopatrzona w stosowne komentarze. Podczas mile widziane: znajomość obsługi programu do projektowania płytek PCB (Eagle), umiejętność posługiwania się lutownicą podczas montażu układów elektronicznych oraz umiejętność programowania w języku C. 31. Analiza możliwości wykorzystania mikrokontrolerów PSoC firmy Cypress w przemysłowych układach sterowania. Opis dostępnych rodzin układów PSoC oraz ich możliwości konfiguracyjne (bloki analogowe i cyfrowych). Opis środowiska projektowego i dostępnego oprogramowania narzędziowego. Opisanie niezbędnych czynności jakie trzeba wykonać podczas procesu projektowania, programowania i testowania algorytmu sterowania na podstawie przykładowego projektu z wykorzystaniem układu PSoC. 32. Projekt i budowa przekształtnika DC/DC obniżającego napięcie zasilanego z obwodu DC falownika napięcia. Budowa układu przekształtnika wraz z układem sterowania w wersji cyfrowej (z wykorzystaniem mikrokontrolera PIC firmy Microchip) lub analogowej. Zadaniem układu jest stabilizacja napięcia wyjściowego przekształtnika w granicach V. Budowany układ zasilany będzie z obwodu DC falownika napięcia o wartości V. Podczas mile widziane znajomość obsługi programu do projektowania płytek PCB (Eagle), umiejętność posługiwania się lutownicą podczas montażu układów elektronicznych, znajomość języka programowania C lub obsługi programów do symulacji obwodów elektronicznych typu Spice. 33. Projekt i budowa jednofazowego przekształtnika DC/AC przystosowanego do współpracy z mikrokontrolerami firmy Microchip. Budowa układu przekształtnika wraz z układami standaryzacji sygnałów sterujących oraz pomiarowych zapewniających niezbędną separację galwaniczną pomiędzy przekształtnikiem a przyłączanym z zewnątrz układem sterowania. Podczas mile widziane znajomość obsługi programu do projektowania płytek PCB (Eagle), umiejętność posługiwania się lutownicą podczas montażu układów elektronicznych., do do do do M. M. M. M. 4

5 34. Projekt i budowa układu sterowania do przekształtnika jednofazowego DC/AC z wykorzystaniem mikrokontrolera firmy Microchip. Budowa cyfrowego układu sterowania z wykorzystaniem mikrokontrolera PIC firmy Microchip umożliwiającego pracę przekształtnika w układzie otwartym (zadawania napięcia z modulatora PWM) oraz w układzie zamkniętym (wymuszanie zadanej wartości prądu). Podczas realizacji pracy mile widziane znajomość obsługi programu do projektowania płytek PCB (Eagle), umiejętność posługiwania się lutownicą podczas montażu układów elektronicznych oraz umiejętność programowania w języku C w środowisku MPLAB. 35. Modernizacja dydaktycznego stanowiska laboratoryjnego ze sterownikiem firmy GeFanuc Celem pracy jest modernizacja obwodów wejściowych i wyjściowych stanowiska, opracowanie dokumentacji programowania stanowiska, napisanie przykładowych programów i przeprowadzenie badań laboratoryjnych. 36. Dostosowanie modelu taśmociągu przemysłowego do współpracy z wybranymi sterownikami PLC Temat dotyczy zmodernizowania systemów we/wy modelu taśmociągu przemysłowego. Przeprojektowanie zasilacza taśmociągu. Zaprojektowanie i wykonanie obwodów izolacji galwanicznej. 37. Projekt i wykonanie dydaktycznego stanowiska laboratoryjnego ze sterownikiem firmy GeFanuc współpracującego z przemiennikiem częstotliwości Celem pracy jest zaprojektowanie oraz wykonanie wewnętrznych połączeń stanowiska laboratoryjnego (stendu) wyposażonego w sterownik firmy GeFanuc. W stendzie zamontowany jest przemiennik częstotliwości z którym sterownik PLC ma współpracować. Dyplomant ma opracować instrukcję badań i wykonać przykładowe badania laboratoryjne. 38. Ocena możliwości wykorzystania fabrycznych przemienników częstotliwości, z możliwością zwrotu energii do sieci zasilającej, do budowy układów obciążających. Celem pracy jest rozeznanie ofert rynkowych w zakresie oferowanych na rynku przemienników częstotliwości z możliwością zwrotu energii do sieci zasilającej i ocena możliwości wykorzystania tych przemienników do budowy układów obciążających współpracujących z maszyną asynchroniczną klatkową lub synchroniczną. 39. Modernizacja dydaktycznego stanowiska laboratoryjnego ze sterownikiem firmy LOGO! Celem pracy jest modernizacja obwodów wejściowych i wyjściowych stanowiska, zwiększenie bezpieczeństwa pracy na stanowisku, opracowanie dokumentacji stanowiska, napisanie przykładowych programów i przeprowadzenie badań laboratoryjnych. 40. Badanie przekształtnika ze skorygowanym wejściowym współczynnikiem mocy W ramach tej pracy autor ma wykonać układ sterowania jednofazowego przekształtnika DC/DC, który przy napięciu wejściowym mniejszym od wyjściowego pracuje jako podwyższający i obniżający, gdy napięcie wejściowe jest większe od wyjściowego. pracuje jako podwyższający. Układ sterowania powinien być zrealizowany za pomocą mikroprocesora., EZ1, ES1,, teoretyczno teoretyczno M. J. J. J. J. J. A. 41. Układ sterowania ślizgowego prostownika PWM Celem pracy jest opracowaniem modelu symulacyjnego bezczujnikowego układu sterowania ślizgowego prostownikiem PWM z zastosowaniem nieliniowych obserwatorów wielkości sieci zasilającej. Układ sterowania ślizgowego przekształtnika oparty jest na orientacji wirującego układu odniesienia względem wektora wirtualnego strumienia sieci 42. Badania symulacyjne prostownika 12-pulsowego z wspomagającym filtrem aktywnym małej mocy Celem pracy jest opracowanie modelu symulacyjnego i wszechstronne badania przekształtnika 12-pulsowego o wyjściu stałonapięciowym, współpracującego z filtrem aktywnym małej mocy (APF) A. A. 5

6 43. Wyznaczanie modelu dynamicznego dwukierunkowego przekształtnika DC/HF/DC z wykorzystaniem pakietu Matlab-Symulink Celem pracy jest wyznaczenie za pomocą procedur dostępnych w MATLAB-ie modelu dynamicznego dwukierunkowego przekształtnika DC/HF/DC, dobór regulatorów pętli prądowej i ich weryfikacja w pakiecie MATLAB-SIMULINK, A. 6