Numerické metody v konstrukci el. strojů a přístrojů

Přednášky:
- Popis, struktura a možnosti CAD a FEM programů, sestavení modelu, materiálové vlastnosti, závislosti a konstanty, typy analýz, vyhodnocování dat.
- 2D a 3D úlohy elektrických polí, sestavení modelu, okrajové podmínky, model, řešení, vyhodnocení.
- 2D a 3D úlohy magnetických polí sestavení modelu, okrajové podmínky, model, řešení, vyhodnocení.
- 2D a 3D úlohy elektromagnetických polí, sestavení modelu okrajové podmínky, model, řešení, vyhodnocení.
- 2D a 3D úlohy tepelných polí, sestavení modelu, okrajové podmínky, model, řešení, vyhodnocení.
- 2D a 3D úlohy sdružených polí, elektrické + tepelné, elektromagnetické + mechanické.
- Metodika řešení 2D a 3D úloh sdružených polí, řešení sdružených polí pomocí metody přímé a nepřímé, typy elementů, materiálové konstanty.
- Úvod do řešení polí proudění kapalin a plynů, přirozené a nucené proudění. Chlazení povrchu, přestup tepla

Počítačové laboratoře:
- Seznámení s podmínkami pro udělení zápočtu, zadání semestrální práce.
- Seznámení se software, spouštění, správa paměti, import a export dat, Graphical user's interface (GUI), Pre-Processing, Analýza, Post-Procesing, popis materiálových vlastností.
- 2D model deskového kondenzátoru, výpočet kapacity, rozložení elektrického pole, vliv uspořádání dielektrika.
- 2D model průchodky, rozložení intenzity pole, hledání kritických míst konstrukce, porovnání s 2D modelem průchodky s řízeným polem.
- 2D a 3D model vodiče při střídavém napájení. Povrchový jev, jev blízkosti, vliv napájecí frekvence a materiálových vlastností vodiče. Výpočet ztrát, určení odporu vodiče, činitel přídavných ztrát.
- Model přípojnic, výpočet silových účinků při průchodu zkratového proudu, časový průběh sil, vliv stejnosměrné složky proudu.
- Model magnetického obvodu s permanentním magnetem, rozdíl mezi B-H a demagnetizační charakteristikou použitých materiálů, pracovní bod permanentního magnetu.
- 2D model cívky, výpočet indukčnosti vzduchové cívky a cívky s jádrem, vliv vzájemné polohy dvou cívek na velikost indukčnosti, parametrizace úlohy.
- Model střídavého elektromagnetu, nastavení transientní analýzy, vliv závitu nakrátko, výpočet statické tahové charakteristiky.
- 2D model 1f jádrového transformátoru, výpočet VA charakteristiky, simulace náhlého zkratu, zapínací proud transformátoru, určení napětí nakrátko a proudu naprázdno. Využití externího schéma zapojení zátěže a měřicích přístrojů.
- Model jednoduchého 3f generátoru, posouzení vlivu materiálu magnetického obvodu rotoru, výpočet zatěžovací charakteristiky, napětí naprázdno, proud nakrátko.

Projekty:
Je zadaná samostatná práce, kterou student vypracuje v době mimo výuku. Projektem se rozumí výpočty, výkresová dokumentace a protokoly.

1. Simulace silových účinků na dva rovnoběžné vodiče.
2. Simulace průchodu proudu vodičem při AC napájení.
3. Simulace statické tahové charakteristiky stejnosměrného elektromagnetu.