APVV-17-0345: Výskum optimalizačných postupov na zlepšenie prenosových bezpečnostných a spoľahlivostných vlastností WET systémov

Anotácia:

Projekt je zameraný na výskum metodiky optimalizácie prevádzkových parametrov systémov bezkontaktného prenosu energie (WET), reprezentujúcich progresívne riešenie transferu energie do mobilných a priemyselných zariadení. Hlavným zámerom projektu je výskum vlastností ovplyvňujúcich • technické a hygienické vlastnosti (vyšetrovanie negatívneho dopadu na živé a neživé objekty) a • relevantné parametre WET systémov, ktorými sú účinnosť, akčný rádius, spoľahlivosť, a environmentálna bezpečnosť. Hlavným motívom tohto výskumu je fakt, že využitie WET systémov z hľadiska rôznorodého aplikačného využitia možno očakávať v rámci napájacej infraštruktúry elektromobilov, automobilov (bezkontaktné dobíjanie, napájanie palubnej dosky, napájanie infotainmentu, bezkontaktné dobíjanie entertainmetu – smartfóny, tablety etc...), alebo v rámci smart-grid systémov v domácnostiach, priemyselných nabíjačiekach mobilných a obslužných robotov, medicínskych aplikáciách a pod...
V prvom kroku riešenia pôjde o identifikáciu interakčných fenoménov, ktoré ovplyvňujú vznik negatívnej interferencie WET systémov s okolím. Ide najmä o: • vyžarovanie EMI do okolia – modifikácia geometrie a rozloženia cievok, • optimalizáciu topológie hlavného obvodu a kompenzačných prvkov, • vhodný spôsob riadenia transferu energie. Na základe získaných výsledkov bude realizovaná optimalizácia vlastností prostredníctvom multi-fyzikálnych analýz a viacúrovňových simulácií, tak aby došlo k zásadnému zlepšeniu účinnosti procesu príjmu a riadenia toku energie na strane záťaže. Ďalšou úlohou bude výskum interakcií WET systémov s biologickými systémami. Veľmi dôležitým krokom bude potlačenie nežiaducich vplyvov prostredníctvom topologickej optimalizácie WET systému, pričom primárnou metódou bude počítačová simulácia realizovaná prostredníctvom obvodových a blokových simulátorov, resp. systémov pre 3D analýzu polí (COMSOL) využívajúca modely s rozsiahlou oblasťou validity. Na verifikáciu budú využité parciálne

Obdobie riešenia:

08/2018 - 06/2022

Zodpovedný riešiteľ:

prof. Ing. Pavol Špánik, PhD.

Spoluriešitelia:

 

Ročné správy

 

 

APVV-17-0218: Výskum mechanizmu interakcie biologických tkanív s vysokofrekvenčným elektromagnetickým poľom a jeho aplikácia vo vývoji nových postupov pri návrhu elektrochirurgických prístrojov

Anotácia:

Cieľom výskumu predkladaného projektu je výskum interakcie vysokofrekvenčného elektromagnetického poľa s biologickými tkanivami s dôrazom na skúmanie efektov vaporizácie, fulgurácie a desikácie tkanív. Uvedené tkanivové efekty budú skúmané v súvislosti s návrhom optimálnej elektrochirurgickej jednotky, ktorá je jedným z najčastejšie využívaných prístrojov v medicínskej praxi. Aj napriek tomu, že elektrochirurgická jednotka patrí k rutinným chirurgickým nástrojom, výskum jej vlastností je nevyhnutný predovšetkým z hľadiska jej vyššej bezpečnosti, efektivity, estetického hľadiska a v neposlednom rade aj z hľadiska vývoja nových elektrochirurgických prístrojov pre presne špecifikované oblasti použitia, či už v klasickej, dentálnej, laparoskopickej, prípadne estetickej chirurgii. Cieľom riešenia projektu bude aj výskum fenoménov zásadného dopadu na účinnosť elektrochirurgických prístrojov. Pôjde najmä o ich identifikáciu a analýzu možností ich využitia za účelom optimálneho riadenia elektrického výkonu zdroja v súvislosti so zmenou impedancie tkaniva. Dôležitým aspektom pritom bude implementácia a správna súčinnosť progresívnych riešení z hľadiska posúdenia frekvenčnej a teplotnej závislosti impedancie tkanív s rôznymi dielektrickými vlastnosťami. Pri riešení projektu budú využívané účinné nástroje vedeckého výskumu ako sú numerické multifyzikálne modelovanie biologických štruktúr a ich vlastností počas elektrochirurgického zákroku, experimentálne merania vlastností tkanív a navrhnutých technických riešení. Predpokladanou aplikačnou oblasťou systému budú optimalizované technické riešenia elektrochirurgických prístrojov a postupov vo vybraných oblastiach chirurgie.

Obdobie riešenia:

08/2018 - 06/2022

Zodpovedný riešiteľ:

prof. Ing. Dagmar Faktorová, PhD.

Spoluriešitelia:

 

Ročné správy

 

 

APVV-15-0571: Výskum optimálneho riadenia toku energie v systéme elektrického vozidla

Anotácia:

Náplňou projektu je výskum viaczásobníkového palubného energetického systému pre elektromobilitné aplikácie novej generácie, zameraný na optimálne využitie energie akumulovanej v primárnom elektrochemickom akumulátore. Hlavným kritériom je pritom zabezpečenie maximálneho dojazdu elektromobilu, pri danej hodnote naakumulovanej energie, ktoré bude zabezpečené využitím rekuperačných procesov pri zmene dynamiky jazdy vozidla a optimálnym riadením obojsmerného toku energie medzi jednotlivými zásobníkmi (batérie, superkapacitory) a trakčným pohonom. Hlavným výstupom projektu bude simulátor trakčného pohonu vozidla vychádzajúci z topologického usporiadania palubnej siete s dvomi zásobníkmi energie, určený na praktické overenie a optimalizáciu algoritmov riadenia tokov a distribúcie výkonu v palubnej sieti. Ďalším výstupom budú softvérové pakety určené na riadenie a monitorovanie palubného energetického systému, vrátane poruchových stavov a merania relevantných trakčných a energetických veličín. Získané výsledky budú prakticky využiteľné pri návrhu palubných energetických systémov s optimálnym využitím energie v novobudovanom univerzitnom laboratóriu pri výučbe špecialistov pre oblasť elektromobility

Obdobie riešenia:

10/2016 – 09/2020

Zodpovedný riešiteľ:

Doc. Ing. Peter Drgoňa, PhD.

Spoluriešitelia:

Branislav Dobrucký, Slavomír Kaščák, Michal Praženica, Michal Frivaldský, Roman Koňarik, Marek Paškala

Ročné správy

 

 

APVV-15-0396: Výskum perspektívnych vysokofrekvenčných meničových systémov s technológiou GaN

Anotácia:

Projekt je zameraný na problematiku zvýšenia účinnosti a výkonovej hustoty výkonových polovodičových systémov, pri súčasnom znížení ich elektromagnetických interferencií, čo v konečnom dôsledku redukuje negatívne environmentálne aspekty ich aplikácie. Jeho hlavnou náplňou je výskum javov súvisiacich aplikáciou progresívnych polovodičových štruktúr na báze GaN tranzistorov vo výkonových elektronických systémov, vrátane výskumu komutačných techník aplikovaných pri spínacích frekvenciách na úrovni jednotiek MHz. Riešitelia pritom vychádzajú z výsledkov dosiaľ riešených projektov na národnej (ELTECO s.r.o), resp. medzinárodnej úrovni (Panasonic G.m.h.b. Lueneburg SNR). Ďalšou úlohou projektu je výskum fenoménov ovplyvňujúcich efektívnosť praktickej aplikácie uvedených zariadení. Konkrétne ide o ekonomické zaťaženie výroby, redukciu CO2 a návratnosť investícií. V rámci projektu je tiež zvýraznená problematika analýzy spoľahlivosti a výskumu metodiky na odhad strednej doby života výkonových elektronických systémov na báze GaN technológie. Zároveň sa projekt zaoberá návrhom opatrení na možnosti predĺženia prevádzky takýchto ystémov prostredníctvom viac-úrovňových multi-fyzikálnych simulácií. Hlavným výstupom projektu bude funkčná vzorka meniča spĺňajúca deklarované ciele, určená pre priame priemyselné využitie v elektromobilitných aplikáciách, resp. systémoch bezdrôtového prenosu elektrickej energie. Ďalším výstupom bude súbor poznatkov a opatrení týkajúcich sa optimálnej konštrukcie uvedených systémov, zníženia ich poruchovosti a predĺženia životnosti. Na základe predbežných rokovaní s firmami ELTECO s.r.o a DELTA Electronics, je možné predpokladať rýchle využitie získaných výsledkov v priemyselnej praxi.

Obdobie riešenia:

10/2016 – 09/2020

Zodpovedný riešiteľ:

Doc. Ing. Michal Frivaldský, PhD.

Spoluriešitelia:

Pavol Špánik, Anna Kondelová, Anna Simonová, Ondrej Hock, Jozef Šedo, Peter Čuboň, Boris Kozáček, Michal Prídala

Ročné správy

 

 

APVV-15-0462: Výskum sofistikovaných metód analýzy dynamických vlastností mikroskopických častí respiračného systému

Anotácia:

Projekt je zameraný na výskum sofistikovaných metód založených na počítačovej analýze obrazu, určených na zvýšenie objektivity, efektivity a automatizácie diagnostických procesov v medicíne. Jeho hlavným cieľom je identifikácia dynamických vlastností záujmových biologických objektov, ktoré v našom prípade reprezentujú cílie respiračného epitelu. Snímanie ich pohybu bude realizované pomocou mikroskopu vysokorýchlostnou kamerou, pričom záznam a následná analýza dát bude realizovaná prostredníctvom výkonnej počítačovej zostavy. Zaznamenané dáta budú spracované nami vytvoreným softvérom, ktorý realizuje cielenú segmentáciu záujmových objektov. Hlavným kritériom segmentácie bude identifikácia patologických štruktúr, ktoré sú z dôvodu ochorenia alebo štrukturálnych zmien statické a nepodieľajú sa na svojej primárnej funkcii v živom organizme. Identifikácia a následná analýza segmentovaných regiónov výrazne prispeje k stanoveniu presnej diagnózy, a tým k určeniu a zahájeniu včasnej a účinnej terapie pacienta. Aj keď výsledky projektu sú určené na aplikáciu v medicínskej oblasti, ide o riešenie výskumu optimálnych technických riešení s úzkou previazanosťou s modernými diagnostickými metódami v medicíne aj z hľadiska medzinárodného výskumu v predmetnej oblasti. Hlavným výstupom projektu bude zariadenie umožňujúce analýzu vysokorýchlostných videozáznamov. Ďalším výstupom bude súbor algoritmov na detekciu statických i pohyblivých objektov a softvér, ktorý segmentované oblasti štatisticky reprezentuje, vykoná ich klasifikáciu a navrhne lekárovi diagnózu. Výsledky projektu budú implementované, overené a prakticky nasadené na Klinike detí a dorastu Martinskej univerzitnej nemocnice. Pri predbežných rokovaniach bol o výsledky výskumu prejavený záujem aj zo strany inštitútu pľúcnych chorôb v Rabke-Zdrój z Poľskej republiky.

Obdobie riešenia:

10/2016 – 09/2020

Zodpovedný riešiteľ:

Doc. Ing. Libor Hargaš, PhD.

Spoluriešitelia:

Dušan Koniar, Miroslav Hrianka, Anna Simonová, Pavel Pavlásek,  Peter Čuboň, Zuzana Loncová, Tomáš Uriča, Michal Taraba

 

 

APVV-0314-12: Výskum a vývoj novej generácie napájacích zdrojov na báze meničov s vysokou hustotou, vysokou účinnosťou, nízkym EMI a cirkulačnou energiou

Anotácia:

Projekt sa zaoberá výskumom a vývojom novej generácie napájacích zdrojov na báze LLC, LLCLC a LCTLC meniča s vysoko výkonovou hustotou a multifunkčným výstupom a dvojitým polomostovým DC/DC meničom s nízkou cirkulačnou energiou a nízkym EMI. Spolupráca s firmou Elteco.

Obdobie riešenia:

10/2013 – 09/2017

Zodpovedný riešiteľ:

Prof. Ing. Branislav Dobrucký, PhD

Spoluriešitelia:

Pavol Špánik, Peter Šindler, Peter Drgoňa, Michal Frivaldský, Michal Praženica, Tomáš Laškody, Pavol Štefanec, Boris Kozáček, Ondrej Hock, Anna Simonová, Slavomír Kaščák, Anna Kondelová

 

 

APVV-0433-12: Výskum a vývoj inteligentného systému pre bezdrôtový prenos elektrickej energie v elektromobilitných aplikáciách

Anotácia:

Projekt je zameraný na problematiku týkajúcu sa systémov bezdrôtového prenosu elektrickej energie, reprezentujúcich progresívne riešenie napájania mobilných a priemyselných zariadení. Jeho náplňou je výskum javov zásadného dopadu na účinnosť systému bezdrôtového prenosu elektrickej energie, využiteľného na realizáciu nabíjacích uzlov v aplikačnej oblasti elektromobility.

Obdobie riešenia:

10/2013 – 09/2017

Zodpovedný riešiteľ:

Prof. Ing. Pavol Špánik, PhD

Spoluriešitelia:

Libor Hargaš, Peter Drgoňa, Michal Frivaldský, Dušan Koniar, Michal Praženica, Ondrej Hock, Roman Mažgút, Martin Galád, Viliam Jaroš, Marek Píri

 

 

Žilinská univerzita,  Fakulta elektrotechniky a informačných technológií, Katedra mechatroniky a elektroniky,  Univerzitná 8215/1, 010 26 Žilina 

  •  GPS: 49.204119,18.754819
  •  +421 41 513 1601
  •  kme@fel.uniza.sk

Prihlásenie

Vstup len pre registrovaných.