czwartek, 21.11.2019 - tydzień (N)ieparzysty
logoPolSl2019 2logoRE100
Wydział Elektryczny

Przewody doktorskie prowadzone na Wydziale Elektrycznym Politechniki Śląskiej

 
Rozprawy doktorskie Wydziału Elektrycznego
Tytuł:
Zastosowanie nanostruktur półprzewodników szerokoprzerwowych w układach do pomiaru i detekcji wybranych gazów
Doktorant:
Marcin Procek
Promotor:
prof dr hab. inż. Tadeusz Pustelny
Promotor pomocniczy:
dr inż. Erwin Maciak
Recenzenci:
prof. dr hab. inż. Zbigniew Bielecki - Wojskowa Akademia Techniczna - recenzja 
dr hab. inż. Domink Dorosz, prof. PB. - Politechnika Białostocka - recenzja 
Dziedzina nauk technicznych. Dyscyplina naukowa:
elektronika
Data obrony rozprawy:
27 września 2016 r.    (zaproszenie )
Data nadania stopnia:
27 września 2016 r.
Streszczenie:
Niniejsza rozprawa doktorska podzielona jest na trzy części. Pierwsza część omawia analityczne metody pomiaru stężeń gazów, sensory gazów i urządzenia wspomagające detekcję gazów. Druga część skupia się na półprzewodnikach o szerokiej przerwie energetycznej ze szczególnym uwzględnieniem ditlenku tytanu (TiO2) i tlenku cynku (ZnO) oraz ich nanostruktur. Badania własne autora, przedstawione w trzeciej części pracy, opisują sensory gazów dwóch typów (rezystancyjne i grawimetryczne) na bazie ZnO i TiO2 oraz prekoncentrator gazów na bazie nanostruktur TiO2. W tej części pracy omówiono procesy syntez nanostruktur TiO2 i ZnO o różnych morfologiach. Materiały te posłużyły do wykonania omawianych sensorów i prekoncentratora. Zsyntezowane nanostruktury scharakteryzowano z wykorzystaniem takich metod pomiarowych jak skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM), spektroskopia Ramana i dyfraktometria rentgenowska (XRD). W ramach niniejszej pracy doktorskiej opisano procesy technologiczne prowadzące do wytwarzania sensorów rezystancyjnych i QCM na bazie nanostruktur półprzewodników szerokoprzerowych. Omówiono stanowiska pomiarowe i ich części składowe, a także procedury pomiarowe, z których korzystano podczas testów sensorów i prekoncentratora. Sensory rezystancyjne zostały wykonane w oparciu o wszystkie otrzymane materiały w celu porównana ich odpowiedzi na gazy (NO2, NH3 i H2) o różnych koncentracjach oraz zmiany poziomu wilgotności mieszaniny gazowej. Badania tych sensorów prowadzono w atmosferze dwóch różnych gazów nośnych: azotu oraz powietrza w celu zbadania wpływu tlenu na ich działanie. W oparciu o wybrane nanostruktury ZnO opracowano czuły sensor NO2, który może w temperaturze pokojowej. Przeprowadzono szczegółowe badania wpływu temperatury oraz promieniowania elektromagnetycznego na oddziaływania wykonanych sensorów ZnO z gazami. Oszacowano optymalną temperaturę pracy sensora oraz dobrano źródło promieniowania UV (LED) pozwalające na aktywację nanostruktur ZnO w temperaturze pokojowej. Wykazano, że dobór warunków zewnętrznych określa parametry sensora takie jak: czułość, selektywność oraz czasy odpowiedzi i regeneracji. Sensory QCM na bazie nanostruktur TiO2 omawiane w niniejszej pracy zostały zsyntezowane w oparciu o opatentowaną metodę. Wykonane warstwy receptorowe czujników scharakteryzowano wykorzystując SEM i spektroskopię Ramana. Opracowano komorę pomiarową umożliwiającą pracę wykonanych sensorów oraz zestawiono stanowisko pomiarowe do ich testowania. Testy sensorów wykazały, że są one czułe na niskie koncentracje NO2 w temperaturze pokojowej oraz na pary nitrogliceryny, która jest popularnym materiałem wybuchowym. W rozprawie omówiono także konstrukcję prekoncentratora, którego złoże stanowiły nanostruktury TiO2. Zaprezentowano układ pomiarowy, który wykorzystano do testów prekoncentratora oraz opracowaną procedurę jego kondycjonowania i pracy. Badania wykazały, że nanostruktury TiO2 nadają się do zatężania NO2 o niskich koncentracjach, a także par materiałów wybuchowych (na przykładzie nitrogliceryny). Wykazano, że prekoncentrator ten można zastosować do rozszerzenia zakresu pomiarowego sensorów komercyjnych oraz opracowanych na potrzeby niniejszej pracy doktorskiej (na przykładzie sensora QCM) poprzez zwiększenie ich granicy wykrywalności.
Rozprawy doktorskie Wydziału Elektrycznego
Tytuł:
Bezczujnikowe sterowanie wysokoobrotowego silnika PM BLDC
Doktorant:
Dawid Makieła
Promotor:
prof. dr hab. inż. Krzysztof Krykowski
Recenzenci:
prof. dr hab. inż. Marian Kaźmierkowski - Politechnika Warszawska
prof. dr hab. inż. Tadeusz Glinka - Politechnika Śląska
Dziedzina nauk technicznych. Dyscyplina naukowa:
elektrotechnika
Data obrony rozprawy:
7 września 2016 r.    (zaproszenie )
Data nadania stopnia:
13 września 2016 r.
Streszczenie:
W pracy zamieszczono analizę wybranych metod sterowania bezczujnikowego pod kątem możliwości ich implementacji w wysokoobrotowych silnikach PM BLDC. Duży nacisk położono również na analizę wybranych konstrukcji silników wysokoobrotowych, mając na uwadze, w szczególności, możliwość ich sterowania wybranymi metodami bezczujnikowymi. W wyniku przeprowadzonej analizy, dokonano wyboru jednej z metod sterowania bezczujnikowego, dla której następnie przebadano zakres sterowalności. W oparciu o wybraną metodę opracowano bezczujnikowy układ sterowania.

The doctoral thesis contains an analysis of selected sensorless control methods paying special attention to possibility of implementation of the methods in the high-speed PM BLDC motors. Also high emphasis has been placed on the analysis of selected high-speed motor designs and the possibility of control of the motors by the sensorless methods. As a result of the analysis one sensorless control method has been chosen. For the method, range of controllability has been examined. Finally, based on the selected method, the sensorless control system was carried out.
Rozprawy doktorskie Wydziału Elektrycznego
Tytuł:
Badania nadprzewodników kompozytowych przy wymuszeniach elektromagnetycznych impulsowych za pomocą MES
Doktorant:
Sebastian Krosny
Promotor:
dr hab. inż. Bogusław Grzesik, prof. Pol. Śl.
Recenzenci:
prof. dr hab. inż. Tadeusz Janowski - Instytut Elektrotechniki
dr hab. Zygmunt Wokulski, prof. UŚ. - Uniwersytet Śląski
Dziedzina nauk technicznych. Dyscyplina naukowa:
elektrotechnika
Data obrony rozprawy:
28 czerwca 2016 r.
Data nadania stopnia:
13 września 2016 r.
Streszczenie:
W niniejszej rozprawie doktorskiej omówiono model komputerowy do analizy struktur przewodów nadprzewodnikowych kompozytowych przy wymuszeniach impulsowych. Model komputerowy został opracowany z wykorzystaniem oprogramowania ANSYS, bazującego na metodzie elementów skończonych MES. Opracowany algorytm modelu pozwala na odwzorowanie zjawisk elektromagnetycznych i cieplnych w dowolnej strukturze przewodu nadprzewodnikowego przy impulsowym wymuszaniu prądu transportowego i impulsowym generowaniu pola elektromagnetycznego. W ramach rozprawy opracowano model 2D przewodu IMI A60/25 z nadprzewodnikiem NbTi w matrycy miedzianej uwzględniając nieliniowości wiążące parametry krytyczne nadprzewodnika. Otrzymane wyniki obliczeń komputerowych zweryfikowano eksperymentalnie wykorzystując dwa układy do impulsowych pomiarów prądu krytycznego: CRYO-BI-PULSE i KEPCO. Opisane badania eksperymentalne przeprowadzono w Laboratorium University of Cambridge Applied Superconductivity and Cryoscience Group (ASCG). Układ laboratoryjny KEPCO został zmodyfikowany przez autora umożliwiając zwiększenie amplitudy generowanego impulsu prądowego z 92 A do ~700 A przy równoczesnej możliwości regulacji czasu impulsu z przedziału od 0,1 ms – 32 ms. W rozprawie przedstawiono wyniki obliczeń w postaci rozkładów gęstości prądów, rozkładów temperatury, rozkładów indukcji magnetycznej i rozkładów potencjału pola elektrycznego. W Dodatku rozprawy zamieszczono przykładowe makro APDL ANSYS które może być wykorzystane do podobnych badań jak w niniejszej rozprawie.
Rozprawy doktorskie Wydziału Elektrycznego
Tytuł:
Komputerowy system pomiarowy do rejestracji i lokalizacji sygnałów emisji akustycznej w olejowych transformatorach energetycznych
Doktorant:
Grzegorz Szerszeń
Promotor:
dr hab. inż. Franciszek Witos, prof. Pol. Śl.
Recenzenci:
prof. dr hab. inż. Adam Kawalec - Wojskowa Akademia Techniczna - recenzja 
prof. dr hab. inż. Marian Pasko - Politechnika Śląska - recenzja 
Dziedzina nauk technicznych. Dyscyplina naukowa:
elektronika
Data obrony rozprawy:
9 lutego 2016 r.
Data nadania stopnia:
23 lutego 2016 r.
Streszczenie:
Niniejsza rozprawa doktorska dotyczy komputerowego systemu pomiarowego przeznaczonego do rejestracji i lokalizacji wyładowań niezupełnych w transformatorach energetycznych. W pracy szczegółowo zostały przedstawione zagadnienia związane z budową wewnętrzną zaprojektowanego systemu pomiarowego nazwanego 8EA-WNZ. Omówiono budowę i działanie: przedwzmacniaczy, wzmacniaczy pomiarowych, karty pomiarowej, magnetycznych uchwytów czujników, układu zasilania oraz układu sterowania. Zaprezentowano wyniki badań analitycznych i symulacyjnych związanych z zaprojektowaniem różnych wersji przedwzmacniaczy pomiarowych. Przedstawiono metody badawcze wyładowań niezupełnych ze szczególnym uwzględnieniem metody emisji akustycznej, która pozwala na diagnostykę urządzeń elektroenergetycznych bez konieczności odłączania ich od systemu. W sposób kompleksowy przedstawiono zagadnienia związane z kalibracją i testowaniem systemu, które prowadzono z wykorzystaniem zamodelowanych źródeł wyładowań niezupełnych. System wyposażono w osiem torów pomiarowych, które pozwalają rejestrować sygnały emisji akustycznej w czasie rzeczywistym. Badania sygnałów EA pochodzących od zamodelowanych źródeł WNZ, stanowią istotna część niniejszej pracy doktorskiej. Zarejestrowane w trakcie przeprowadzonych pomiarów sygnały EA zostały poddane analizie obejmującej: filtrację w wybranych pasmach częstotliwości, obliczanie podstawowych deskryptorów w dziedzinie czasu, obliczanie deskryptorów ADP i ADC w dziedzinie progu dyskryminacji. Analizowano także wpływ wzmocnienie toru pomiarowego na wartości deskryptorów. Otrzymane wyniki potwierdzają wysoką czułość systemu pomiarowego 8EA-WNZ i jego przydatność w badaniu WNZ w transformatorach energetycznych. Wykazano także możliwość rejestracji sygnałów EA pochodzących od źródeł WNZ wprowadzających ładunek pozorny na poziomie kilkunastu pF. Uzyskane wyniki potwierdzają przydatność systemu badawczo – pomiarowego 8EA-WNZ do badania sygnałów EA ze względu na lokalizację źródeł ich powstawania.