Studia Podyplomowe
                 Katedry Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki

KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE INŻYNIERII ELEKTRONICZNEJ

1. Analiza układów elektroniki przemysłowej w oprogramowaniu ICAP (Simulink)

Geneza powstania i ogólne wprowadzenie do problematyki programów typu SPICE. Szczegółowa charakterystyka programu SPICE: zasada działania, funkcje programu, dostępne elementy podstawowe, bloki funkcyjne i modele wbudowane, typy analiz oraz ich parametry, edycja schematu, tekstowy plik wsadowy, edycja modeli, tworzenie i zastosowanie mikromodeli, obserwacja wyników. Analiza w dziedzinie czasu prostych obwodów stało- i zmiennoprądowych złożonych ze źródeł napięcia i elementów biernych. Model diody doskonałej - model prostownika doskonałego. Model fizyczny diody. Modele innych przyrządów półprzewodnikowych (tranzystor BJT, tyrystor, GTO, FET, MOSFET, IGBT). Analiza transformatora. Opracowanie i symulacja  modeli wzmacniaczy klasy A, B, C, D, E. Analiza obwodów rezonansowych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Budowa modelu przykładowego napędu elektrycznego z silnikiem obcowzbudnym prądu stałego - badanie stanów przejściowych. Analiza pracy zasilacza szeregowego. Analiza pracy i wyznaczenie charakterystyk sterowania regulatorów napięcia stałego typu Buck i Boost. 

2. Analiza układów elektroniki przemysłowej w oprogramowaniu Matlab-Simulink

Środowisko Matlab: reprezentacja zmiennych, działania na macierzach, wykorzystanie równań opisujących obiekt do przygotowania danych do obliczeń, obliczenia numeryczne, programowanie, wizualizacja wyników, tworzenie m-plików.
Nakładka Simulink: graficzna reprezentacja modeli matematycznych, tworzenie modeli obiektów dynamicznych oraz obiektów nieliniowych, dobór metod rozwiązywania równań różniczkowych i parametrów symulacji.
Opis i modelowanie wybranych układów elektroniki przemysłowej (opis za pomocą transmitancji lub modelu obwodowego), modelowanie obwodów elektrycznych niesterowanych, zawierających elementy nieliniowe i liniowe, możliwości pakietu SimPowerSystems.
Modelowanie wybranych elementów układu sterowania (regulatory, modulatory, układy PWM) oraz ich dyskretnych realizacji. Wpływ dyskretnej realizacji układu sterowania na pracę układu elektroniki przemysłowej.
Modelowanie obwodów elektrycznych sterowanych zawierających przekształtniki energoelektroniczne i inne układy elektroniczne.
Wykorzystanie nakładki Simulink do doboru parametrów układu regulacji.

3. Projektowanie obwodów drukowanych

Formaty obwodów drukowanych. Metody montażu (przewlekany, powierzchniowy SMD). Podzespoły do montażu przewlekanego i SMD. Oprogramowanie do projektowania obwodów drukowanych. Zasady projektowania. Obwody jedno- dwu- i wielowarstwowe. Technologia produkcji. Szybkie prototypowanie (frezarki numeryczne). Montaż podzespołów. Metody lutowania, technologia bezołowiowa, dyrektywa RoHS. Kontrola jakości obwodów drukowanych. Studenci wykorzystując oprogramowanie użytkowe Altium Designer 8 samodzielnie projektują obwód drukowany.
Cześć I - wykreślenie schematu elektrycznego układu, kontrola poprawności elektrycznej schematu, wygenerowanie listy połączeń, tworzenie własnych elementów i bibliotek.
Cześć II - zaprojektowanie dwuwarstwowego obwodu drukowanego w technice przewlekanej lub SMD, kontrola poprawności elektrycznej, optymalizacja połączeń, dobór średnic wierceń, sposób mocowania.
Cześć III - wydruk projektu z rozbiciem na warstwy (dolna, górna, opisowa) oraz przygotowanie pliku dla wykonawcy obwodu drukowanego.

4. Analiza  elementów i układów elektronicznych za pomocą metody elementów skończonych i programu ANSYS

Podstawy metody elementów skończonych. Zastosowanie metody elementów skończonych do rozwiązywania zagadnień inżynierskich. Oprogramowanie ANSYS - zastosowania, możliwości, interfejs. Zastosowanie programu ANSYS do rozwiązywania prostych zagadnień elektrotechnicznych. Tworzenie geometrii w programie ANSYS. Tworzenie prostych figur geometrycznych. Tworzenie w oparciu o obiekty niższego rzędu. Tworzenie i wykorzystywanie lokalnych układów współrzędnych. Powielanie i odbijanie. Modelowanie 3D. Modelowanie bryłowe. Modelowanie w oparciu o model 2D (model osiowo symetryczny, model ). Analiza elektrostatyczna. Parametry materiałowe i elementy w analizie elektrostatycznej. Tworzenie i zmiana gęstości siatki elementów skończonych. Wymuszenia i stopnie swobody. Wyznaczanie pojemności zastępczych w układzie w oparciu o analizę zgromadzonej energii. Analiza magnetostatyczna. Modelowanie układów z nieliniową charakterystyką magnesowania. Modelowanie układów z magnesami trwałymi. Metody wyznaczania indukcyjności. Modelowanie pola elektromagnetycznego. Zjawisko naskórkowości i zbliżenia. Badanie rozkładu prądu w przewodach. Analizator obwodowy w programie ANSYS. Modelowanie układów transmisji energii w sprzęgu indukcyjnym. Transformator. Obliczanie gęstości mocy i sprawności. Modelowanie układów chłodzenia. Analizy stanów nieustalonych i dynamicznych. Modelowanie przekształtnika energoelektronicznego z indukcyjnością. Analiza polowa sprzężona. Analizy sprzężone bezpośrednio i sekwencyjne. Nieliniowość parametrów elektrycznych i cieplnych. Modelowanie rozkładu temperatury w przewodach. Nowe możliwości i kierunki rozwoju oprogramowania. ANSYS Workbench. Analiza dynamiki płynów jako przykład systemu chłodzenia w elektronice.

5. Projekt zaliczeniowy

Projekt obejmować będzie praktyczne zagadnienia stanowiące weryfikację zdobytej w trakcie zajęć Studiów wiedzy. Obrona projektu przeprowadzona będzie w formie egzaminu zaliczającego Studia.

Plan studiów