Tematy prac dyplomowych

Lp.

Temat pracy dyplomowej

Promotor

(tytuły, imię i nazwisko)

Uwagi

()

1.        

Analiza i modelowanie warunków optymalnego doboru elektrowni wiatrowych

prof. dr hab. inż. Wojciech Jarzyna

Budując elektrownie wiatrowe należy rozważyć szereg czynników wpływających na efektywność inwestycji. W szczególności należy rozważyć rozkład wietrzności w postaci krzywych Weibulla, krzywej mocy oraz własności regulacyjnych energoelektronicznych układów generacji.  W ramach pracy dyplomowej przewiduje się modelowanie gęstości mocy dla danych warunków wietrzności, gęstości mocy elektrowni wiatrowych oraz analizę czynników wpływających na optymalne wykorzystanie potencjału energetycznego wiatru. Przewiduje się również rozważenie wpływu ograniczenia mocy ze względu na warunki przyłączeniowe elektrowni do systemu elektroenergetycznego.

2.        

Analiza porównawcza sterowania odnawialnymi źródłami energii według MPPT i CPPT

prof. dr hab. inż. Wojciech Jarzyna

Sterowanie odnawialnych źródeł energii, w szczególności generatorów fotowoltaicznych, ustawiane jest fabrycznie tak, aby maksymalizowana była moc generowana przez te źródła. Sposób ten określa się sterowaniem śledzącym maksimum punktu pracy (Maximum Power Point Tracking - MPPT). Takie sterowanie jest optymalne w warunkach pełnych możliwości odbioru tej energii przez sieć. Niestety, w liniach niskiego napięcia często zdarza się, że ze względu na zbyt niski poziom obciążenia, napięcie w sieci wzrasta ponad wartości graniczne, powodując wyłączenia układów generacji. Takie zjawiska są niekorzystne, a jedną z metod aby ich uniknąć jest zastosowanie kontrolowanego sterowania poziomem generacji (Controlled Power Point Tracking).

W pracy przewiduje się przegląd literaturowy, przedstawienie przykładów rozwiązań, wybór rozwiązania, który następnie sprawdzony będzie w symulacji w Matlab Simulink.

3.        

Modelowanie i analiza porównawcza układu regulacji jedno i wielowymiarowego napędu elektrycznego realizującego regulację odpowiadającą algorytmowi PI

prof. dr hab. inż. Wojciech Jarzyna

Układy regulacji jednowymiarowej mają strukturę kaskadową. W układach napędowych z kontrolą prądu i prędkości, zmienną dla wewnętrznej pętli regulacji jest prąd, a dla zewnętrznej pętli jest prędkość. Dla wielowymiarowych struktur, dynamikę obydwu wielkości w obszarze regulacji proporcjonalnej zmienia się poprzez sprzężenie modyfikujące macierz stanu.

W pracy przewiduje się modelowanie obydwu struktur regulacji dla wybranego układu napędowego, ich porównanie ze względu na osiągi i szacowany czas przetwarzania. Środowisko programowe to Matlab/Simulink. Dla szczególnie zainteresowanych przewiduje się sprawdzenie wyników na obiekcie rzeczywistym.

4.        

Praca elektrowni wiatrowych ze  wspomaganiem przez zasobniki energii

prof. dr hab. inż. Wojciech Jarzyna

Generacja energii elektrycznej przez elektrownie wiatrowe ma w dużej mierze charakter stochastyczny. Poziom generacji zależy od zmiennych warunków wietrzności, co nie sprzyja racjonalnemu wykorzystaniu energii elektrycznej. Występujące zmienne sezonowe i dobowe zapotrzebowanie na energię elektryczną, wymaga natomiast racjonalnego zarządzania wytworzoną energią. Sprzyja temu wyposażenie farm wiatrowych w zasobniki energii, które pozwalają na efektywne zarządzanie energią, zwłaszcza w warunkach wprowadzania dynamicznych taryf za energię.

5.        

Badanie i analiza systemu produkcji wodoru dla pojazdów komunikacji miejskiej

Dr hab. inż. Dariusz Zieliński

Zych Nikodem

6.        

Analiza działania oraz opracowanie kryteriów doboru magazynów energii dla placówek użyteczności publicznej

dr hab. inż. Dariusz Zieliński

Wojtala Jakub

7.        

Analiza oraz badanie wysokosprawnych przekształtników AC/DC dla systemów OZE i ME o napięciu szyny pośredniczącej DC do 1500V

dr hab. inż. Dariusz Zieliński

Stankiewicz Robert

8.        

Badanie i analiza przekształtników trój-poziomowych typu A-NPC

dr hab. inż. Dariusz Zieliński

Ernest Przychodzki

9.        

Analiza algorytmów sterowania przemysłowych magazynów energii do współprac z systemami OZE

dr hab. inż. Dariusz Zieliński

10.    

Analiza systemu oraz technologi łączeń równoległych ogniw lit-ion

dr hab. inż. Dariusz Zieliński

11.    

Analiza wydajności energetycznej układu napędowego z silnikiem BLDC sterowanym przez regulator PID w porównaniu z tradycyjnym napędem z silnikiem prądu stałego

Dr inż. Krzysztof Kolano

Omówienie teorii silnika prądu stałego i silnika bezszczotkowego (BLDC), w tym budowy, zasad działania i charakterystyk.

Przedstawienie sposobów sterowania silnikami prądu stałego i bezszczotkowymi, ze szczególnym uwzględnieniem regulatora PID, w tym definicji regulatora, jego cech i parametrów.

Analiza wydajności energetycznej układu napędowego z silnikiem BLDC sterowanym przez regulator PID i porównanie go z tradycyjnym układem napędowym z silnikiem prądu stałego. Porównanie powinno uwzględniać takie czynniki jak: sprawność, moment obrotowy, prędkość obrotowa, czas rozruchu, czas hamowania, zużycie energii.

Przeprowadzenie badań eksperymentalnych w celu porównania wydajności energetycznej obu układów napędowych. Badania powinny obejmować wykorzystanie różnych obciążeń, prędkości i momentów, a także uwzględniać czynniki zewnętrzne, takie jak temperatura i wilgotność.

Podsumowanie wyników badań i wnioski dotyczące wydajności energetycznej i skuteczności obu układów napędowych. Wnioski powinny uwzględniać potencjalne korzyści i wady każdego systemu, a także możliwości zastosowania każdego z nich w różnych zastosowaniach i środowiskach.

12.    

Optymalizacja pracy układu napędowego z silnikiem DC przy użyciu algorytmu genetycznego w celu minimalizacji zużycia energii

Dr inż. Krzysztof Kolano

Omówienie aktualnego stanu badań dotyczących optymalizacji pracy układów napędowych z silnikami DC oraz wykorzystywanych do tego celu algorytmów, w szczególności algorytmów genetycznych.

Przedstawienie teoretycznych podstaw związanych z działaniem silników DC i ich parametrów charakteryzujących wydajność energetyczną, takich jak efektywność, moc, moment obrotowy, prędkość obrotowa.

Opis metodyki przeprowadzenia eksperymentów, w tym dobór parametrów silnika i algorytmu genetycznego, określenie kryterium optymalizacji (np. minimalizacja zużycia energii), sposób pomiaru wydajności energetycznej układu napędowego.

Analiza wyników badań, porównanie wydajności energetycznej układu napędowego z silnikiem DC sterowanym algorytmem genetycznym z tradycyjnymi metodami sterowania i optymalizacji pracy silników DC. Wnioski i perspektywy dalszych badań.

13.    

Porównanie skuteczności systemów sprzężenia zwrotnego w napędach elektrycznych opartych na różnych typach czujników (np. czujnikach prądu, napięcia i położenia) z zastosowaniem różnych algorytmów sterowania.

Dr inż. Krzysztof Kolano

Przegląd dostępnych metod sprzężenia zwrotnego w napędach elektrycznych, w tym m.in. czujników prądu, napięcia i położenia.

Analiza różnic w działaniu poszczególnych rodzajów czujników i wpływu ich dokładności na skuteczność systemów sprzężenia zwrotnego.

Przegląd algorytmów sterowania wykorzystywanych w napędach elektrycznych oraz ich skuteczność w różnych warunkach eksploatacyjnych.

Przeprowadzenie symulacji w oprogramowaniu symulacyjnym, aby porównać skuteczność różnych systemów sprzężenia zwrotnego i algorytmów sterowania w różnych scenariuszach pracy.

Wybór najlepszego systemu sprzężenia zwrotnego i algorytmu sterowania na podstawie wyników symulacji oraz weryfikacja ich działania w rzeczywistym układzie napędowym.

Ostateczna ocena skuteczności wybranego systemu sprzężenia zwrotnego i algorytmu sterowania na podstawie uzyskanych wyników i porównanie ich z innymi rozwiązaniami dostępnymi na rynku.

Podsumowanie i wnioski z przeprowadzonych badań oraz wskazanie kierunków dalszych prac badawczych w zakresie napędów elektrycznych.

14.    

Model symulacyjny pracy silnika PMSM przy zastosowaniu sterowania Theta-FOC

Dr inż. Krzysztof Kolano

Wprowadzenie do silników PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor), cech charakterystycznych i zastosowań.

Przegląd dotychczasowych metod sterowania silnikami PMSM: przedstawienie metod takich jak trapezoidalna, sinusoidalna oraz wektorowa modulacja impulsowa (PWM).

Opis algorytmu Theta-FOC (Field Oriented Control): przedstawienie teorii i zasad działania algorytmu Theta-FOC, w tym sposobu wyznaczania sygnałów sterujących.

Model matematyczny silnika PMSM: przedstawienie modelu matematycznego, obejmującego równania elektromechaniczne i równania elektromagnetyczne.

Symulacja pracy silnika PMSM z wykorzystaniem algorytmu Theta-FOC: opis implementacji algorytmu Theta-FOC w modelu symulacyjnym i przeprowadzenie symulacji w różnych warunkach pracy silnika.

Analiza wyników symulacji: porównanie wyników symulacji z innymi metodami sterowania silnikami PMSM, takimi jak trapezoidalna, sinusoidalna lub wektorowa modulacja impulsowa.

Wnioski i perspektywy rozwoju: podsumowanie uzyskanych wyników, omówienie zalet i wad algorytmu Theta-FOC oraz możliwości dalszych badań i rozwoju tej metody.

15.    

Badania symulacyjne pracy optymalnej silnika synchronicznego z wirnikiem cylindrycznym

dr hab. inż. Henryk Banach, prof. uczelni

Na podstawie pomierzonych parametrów maszyny należy dokonać obliczeń symulacyjnych, które pozwolą na wyznaczenie charakterystyk optymalnych parametrów zasilania tj. optymalnego prądu wzbudzenia oraz optymalnego napięcia zasilania w funkcji momentu obrotowego oraz innych parametrów takich jak współczynnik mocy, kąt mocy itp. Praca optymalna to praca z minimalnymi stratami.

16.    

Badania symulacyjne pracy optymalnej silnika synchronicznego z szeregowym uzwojeniem wzbudzenia

dr hab. inż. Henryk Banach, prof. uczelni

Na podstawie pomierzonych parametrów maszyny należy dokonać obliczeń symulacyjnych pozwalających na wyznaczanie optymalnego napięcia zasilania w zależności od momentu obrotowego. Silnik zasilany napięciem optymalnym pracuje z najniższymi stratami.

17.    

Analiza układów do magnesowania magnesów wysokoenergetycznych i ferrytowych

dr hab. inż. Henryk Banach, prof. uczelni

.

Należy dokonać przeglądu układów do magnesowania, ocenić ich wady i zalety oraz wyszukać układ nadający się do magnesowania próbek o kształcie pierścieni

18.    

Badania symulacyjne układu sterowania silnikiem reluktancyjnym przełączalnym

dr inż. Radosław Machlarz

Celem pracy będzie opracowanie modelu symulacyjnego w programie Matlab/Simulink, umożliwiającego symulację pracy silnika reluktancyjnego przełączalnego (SRM). Model powinien umożliwiać analizę różnych konfiguracji silnika (liczba biegunów stojana/liczba zębów wirnika) oraz algorytmu sterowania (sekwencja zasilania pasm, kąt załączenia, kąt wyłączenia). Na podstawie uzyskanych wyników symulacji zostanie dokonana ocena wybranych algorytmów sterowania i wybór optymalnego rozwiązania dla danej konfiguracji silnika.

19.    

Badania symulacyjne procesu rozruchu silnika indukcyjnego jednofazowego z fazą rozruchową kondensatorową i kondensatorem pracy

dr inż. Radosław Machlarz

Celem pracy będzie opracowanie modelu symulacyjnego w programie Matlab/Simulink, umożliwiającego symulację procesu rozruchu silnika indukcyjnego jednofazowego z fazą rozruchową kondensatorową i kondensatorem pracy. Badania symulacje będą obejmowały wyznaczenie przebiegów czasowych kluczowych wielkości silnika (prąd, moment elektromagnetyczny, prędkość) dla różnych wartości pojemności kondensatora rozruchowego i kondensatora pracy oraz różnych wariantów rozruchu. 

20.    

Badanie i analiza charakterystyk eksploatacyjnych układu napędowego z silnikiem bezszczotkowym o sterowaniu trapezowym

dr inż. Radosław Machlarz

Praca badawczo-laboratoryjna dla 2 osób. Obiektem badań laboratoryjnych będzie układ napędowy z silnikiem bezszczotkowym o sterowaniu blokowym (BLDC). Celem badań będzie doświadczalne wyznaczenie podstawowych charakterystyk eksploatacyjnych układu napędowego (sprawność, wsp. mocy) w stanach statycznych oraz badanie wybranych stanów dynamicznych (skokowa zmiana obciążenia, skokowa zmiana prędkości zadanej).

21.    

Badanie i analiza właściwości czterokwadrantowego układu napędowego z silnikiem synchronicznym wzbudzanym magnesami trwałymi

dr inż. Radosław Machlarz

Praca badawczo-laboratoryjna dla 2 osób. Obiektem badań laboratoryjnych będzie układ napędowy z silnikiem synchronicznym wzbudzanym magnesami trwałymi o sterowaniu sinusoidalnym (PMSM). Celem badań będzie doświadczalne wyznaczenie podstawowych charakterystyk układu napędowego w stanie pracy silnikowej i prądnicowej w stanach statycznych oraz badanie wybranych stanów dynamicznych.

22.    

Analiza aspektów techniczno ekonomicznych zastosowania przydomowych źródeł odnawialnych w zasilaniu gospodarstw domowych

dr inż. Piotr Filipek

Celem pracy będzie analiza porównawcza wydajności i spodziewanych efektów ekonomicznych wybranych rozwiązań przydomowego pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych, jakie mogłyby znaleźć zastosowanie w warunkach naszego regionu.

23.    

Analiza aspektów techniczno ekonomicznych zastosowania przydomowych źródeł odnawialnych w zasilaniu gospodarstw domowych

dr inż. Piotr Filipek

Celem pracy będzie analiza porównawcza wydajności i spodziewanych efektów ekonomicznych wybranych rozwiązań przydomowego pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych, jakie mogłyby znaleźć zastosowanie w warunkach naszego regionu