Přejít k obsahu

Laboratorní vybavení

Software

Skupina matematicko-fyzikálního modelování disponuje v současné době těmito programy pro řešení vědeckých a technických problémů: 

COMSOL Multiphysics® je inženýrský nástroj určený k modelování a simulaci fyzikálních dějů. Většina úloh, se kterými se setkáváme v reálném životě, má multifyzikální povahu. Proto je při vývoji výrobků či procesů a studiu chování systémů často nutné uvažovat vzájemnou interakci několika fyzikálních vlivů současně. COMSOL Multiphysics byl speciálně vyvinut pro řešení takovýchto komplexních problémů.

ANSYS®  je obecně nelineární, multifyzikální program zahrnující strukturální a termodynamickou analýzu, analýzu proudění kontinua, analýzu elektrostatických a elektromagnetických polí a akustické analýzy. Veškeré tyto analýzy lze jednak provádět jednotlivě, ale díky multifyzikálnímu pojetí programu ANSYS je lze také zahrnout do jediné, společné analýzy. ANSYS umožňuje nejen kontrolní výpočty, ale díky parametrizovaným výpočtovým modelům i citlivostní a optimalizační analýzy a rovněž výpočty spolehlivosti.

MATLAB® je špičkové integrované prostředí pro vědeckotechnické výpočty, modelování, návrhy algoritmů, simulace, analýzu a prezentaci dat, paralelní výpočty, měření a zpracování signálů, návrhy řídicích a komunikačních systémů. MATLAB je nástroj jak pro pohodlnou interaktivní práci, tak pro vývoj širokého spektra aplikací.

Agros2D je námi vyvíjený software pro řešení fyzikálních problémů metodou konečných prvků. Velkou výhodou je možnost doplnění libovolné funkčnosti potřebné pro řešení aktuálního problému.

Simulink® je program pro simulaci a modelování dynamických systémů, který využívá algoritmy MATLABu pro numerické řešení nelineárních diferenciálních rovnic. Poskytuje uživateli možnost rychle a snadno vytvářet modely dynamických soustav ve formě blokových schémat a rovnic.

SolidWorks® je 3D konstrukční software, nabízející vytvoření návrhu, ověření návrhu, správu dat výrobku a tvorbu produktové dokumentace. 

Měření a zkoušení elektrických strojů

Pracoviště pro měření točivého momentu, rychlosti, zatěžovacích a provozních charakteristik točivých strojů

Laboratorní pracoviště je vybaveno řadou dynamometrů v rozsahu výkonů 500W – 30 kW. Dynamometry jsou stejnosměrné stroje, zapojené do Ward-Leonardovy skupiny. Umožňují tak tzv. 4Q režim provozu, tj. chod na obě dvě strany a mohou být provozovány jako motory (pohon) i generátory (brzda). Jsou vhodné pro měření statických, resp. kvazistatických stavů strojů. Zvláštní skupinou pro měření jsou torzní snímače momentu. Měřící rozsah je do 10 000 ot.min-1 a do 200 Nm. Citlivost je od 0,2 Nm. Integrováno je i čidlo rychlosti a směru otáčení. Jsou vhodné i pro přechodové stavy, mezní kmitočet asi 1 kHz. Vložením snímače do měřícího řetězce se však změní  (sníží) torzní tuhost uspořádání. Nevýhody předchozích dvou metod měření momentu odstraňuje dynamometr, který je upraven tak, aby byl vhodný pro extrémně rychlá dynamická měření. Rozsah je do 5 kW a 4 000 ot.min. Je vhodný zejména pro měření velmi rychlých přechodových dějů, např. kolísání momentu a rychlosti stroje v rámci jediné mechanické otáčky, a to vše až do výše uvedené rychlosti otáčení. Touto speciální skupinou strojů je pokryto měření mechanický veličin (rychlost moment) na hřídeli stroje. Bylo tak detekováno např. nepravidelné otáčení kliko-vého hřídele spalovacího motoru, kmitání asynchron-ních strojů (např. při rozbězích nebo při přepnutí Y‑D), kmitání synchronních strojů při fázování do sítě a změně zatížení, kmity momentu při rozmítané modulaci frekvenčního mě-niče apod.).

HW+SW modul pro analýzu elektrických přechodových stavů strojů

Na pracovišti je k dispozici SW nástroj pro analýzu elektrických veličin. Tyto veličiny jsou měřeny hardwarově – snímači napětí a proudu LEM. Rozsahy jsou do 690V a 3 kA. Mezní kmitočet 250kHz (proud) a 3 kHz (napětí). Veličiny jsou měřeny jako okamžité ve všech třech fázích (popř. + nulový vodič). Proto se jedná zejména o vyhodnocení efektivních hodnot a následný výpočet výkonů P, Q, S, D, harmonickou analýzu, rozklad na souměrné složky, určení energií nutných na změnu rychlostí, magnetování apod. Vše je řešeno s ohledem na přechodové stavy.

Pracoviště pro měření chvění elektrického stroje, ustavování na spojce

K dispozici je vybavení pro jednokanálové měření chvění. Snímačem je piezoelektrický akcelerometr. Signál zrychlení je zpracován nábojovým zesilovačem a následně je digitálně vyhodnocena velikost rychlosti a výchylky měřeného povrchu. Pokud se jedná o ustálené stavy (nebo opakovatelné děje), lze chvění měřit i ve třech osách x, y, z. Chvění souvisí většinou s nevhodným ustavením strojů (např. na spojce), které lze takto detekovat.

 

 

Patička