Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

 

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki jest jedną z katedr na Wydziale Elektrotechniki i Automatyki o najdłuższej historii – została utworzona pod nazwą Katedra Podstaw Elektrotechniki na Wydziale Elektrycznym w momencie powstania Politechniki Gdańskiej jako uczelni polskiej po drugiej wojnie światowej. Praktycznie od początku istnienia Katedry zagadnienia badań pola elektromagnetycznego i pól sprzężonych należały do tematyki dominującej w pracach naukowych jej pracowników. Bardzo często badania w tej dziedzinie były prowadzone we współpracy z innymi podmiotami, w tym: Instytutem Maszyn Przepływowych PAN – w zakresie zastosowania plazmy, m.in. budowy generatorów plazmowych, Katedrą Wysokich Napięć i Aparatów Elektrycznych – w zakresie poznania mechanizmu rozpadu przewodów przy wielkich udarach prądowych, opracowania nowych rozwiązań w dziedzinie bezpieczników topikowych, zaś obecnie kontynuowane są badania procesów łączeniowych w obwodach wielkoprądowych - szczególnie w aspekcie modelowania, analizy i opracowania nowych konstrukcji półprzewodnikowych wyłączników wielkich mocy i szybkich wspomagających wyłączników elektrodynamicznych. Obecnie główne obszary badań Katedry dotyczą: właściwości słabych pól magnetycznych pod kątem możliwości lokalizacji i identyfikacji obiektów ferromagnetycznych, wykrywania obiektów ferromagnetycznych w morzu, technologii dynamicznej demagnetyzacji okrętów, zakłóceń elektromagnetycznych wewnątrz okrętu w czasie jego demagnetyzacji. Prace te mają charakter teoretyczny i eksperymentalny, są prowadzone przy współpracy z Ośrodkiem Doświadczalnym Wydziału, przy udziale Marynarki Wojennej RP, która jest również w części zleceniodawcą badań lub wyraża zainteresowanie wdrożeniem ich wyników. Wspomagający charakter wobec tych badań mają prace nad zastosowanie metod informatycznych w analizie pól elektromagnetycznych i sprzężonych. Ponadto prowadzone są badania modelowe właściwości pól sprzężonych: elektromagnetycznego i termicznego. Rozpoczęto również badania wpływu pola magnetycznego na organizmy żywe oraz prace nad zastosowaniem nanocząstek magnetycznych w diagnostyce i terapii medycznej – na obecnym etapie mają one charakter analizy modelowej. W Katedrze prowadzone są również prace badawcze w zakresie: zastosowania metod informatycznych w analizie złożonych obwodów elektrycznych, symulacji komputerowej zjawisk zachodzących w nieliniowych obwodach zwarciowych, zastosowania systemów resztowych do szybkiego cyfrowego przetwarzania sygnałów, analizy wpływu magnetyzmu szczątkowego na prąd włączania transformatora, opracowania nowoczesnego serwonapędu z silnikiem synchronicznym prądu przemiennego PMSM ze sterowaniem adaptacyjnym.

W Katedrze zatrudnionych jest obecnie 12 pracowników na stanowiskach naukowo-dydaktycznych i dydaktycznych, w tym 2 z tytułem profesora i 10 ze stopniem doktora nauk technicznych.

W zakresie dydaktyki Katedra prowadzi zajęcia na Wydziale Elektrotechniki i Automatyki (WEiA) dla studentów kierunku Elektrotechnika na studiach stacjonarnych i niestacjonarnych I i II stopnia oraz jednolitych studiach magisterskich z przedmiotów: „Elektrodynamika”, „Obwody elektryczne”, „Laboratorium podstaw elektrotechniki”, dla studentów kierunku Automatyka i Robotyka na studiach stacjonarnych I stopnia oraz jednolitych studiach magisterskich z przedmiotów „Elektrotechnika” i „Elektronika”, a ponadto zajęcia z przedmiotu „Elektrotechnika” dla kierunku Mechatronika oraz z przedmiotu „Elektrotechnika i elektronika” dla kierunku Zarządzanie i Inżynieria Produkcji na studiach stacjonarnych I stopnia na Wydziale Mechanicznym. Katedra prowadzi także szereg zajęć z przedmiotów związanych z szeroko rozumianą informatyką, m.in. „Informatyka”, „Metody numeryczne”.

Oferta dla przemysłu w zakresie:

prac badawczych

Katedra oferuje wykonanie prac naukowo-badawczych w zakresie:

  • modelowania i analizy złożonych obwodów elektrycznych z zastosowaniem pakietów PSpice, ATP, MathCad, Flux i Atila,
  • symulacji komputerowej zjawisk zachodzących w układach zwarciowych,
  • badania pól sprzężonych, a zwłaszcza pola elektromagnetycznego i pola termicznego w warunkach quasi-statycznych i dynamicznych,
  • badania udarowych pól sprzężonych (magnetohydrodynamika) i zjawisk występujących w trakcie eksplozji i implozji przewodów,
  • modelowania i badania słabych pól magnetycznych (okręty, miny) z zastosowaniem pakietów FLUX2D, FLUX3D, OPERA3D,
  • detekcji, lokalizacji i identyfikacji obiektów ferromagnetycznych z zastosowaniem magnetometrów, gradiometrów skalarnych i wektorowych.

prac projektowych i konstrukcyjnych

Katedra oferuje wykonanie prac projektowych i konstrukcyjnych w zakresie projektowania i budowy magnetometrycznych systemów do pomiarów pola magnetycznego i wykrywania obiektów ferromagnetycznych.

Katedra oferuje także wykonanie prac w zakresie projektowania układów Xilinx FPGA.

Katedra dysponuje także - wykonanym w ramach projektu badawczego w przedsięwzięciu MNiSW „Inicjatywa Technologiczna I” - gotowym do wdrożenia projektem nowoczesnego serwonapędu z silnikiem synchronicznym prądu przemiennego PMSM ze sterowaniem adaptacyjnym. Układ charakteryzuje się następującymi cechami:

  • układ sterowania oparty na procesorze sygnałowym TMS320F2812,
  • zasilanie z sieci trójfazowej prądu przemiennego 3x400 V,
  • mocy do 8 kW,
  • parametry konkurencyjne w stosunku do urządzeń dostępnych obecnie na rynku,
  • przystosowany do pracy autonomicznej oraz do pracy w systemach sterowania numerycznego maszyn wieloosiowych,
  • dla pracy autonomicznej opracowano zestaw komend realizujących podstawowe operacje sterowania położeniem i obsługi wejść/wyjść,
  • wyposażony w interfejsy magistral przemysłowych, pozwalających na pracę w złożonych systemach sterowania wielopoziomowego,
  • posiada oprogramowanie narzędziowe do uruchamiania, testowania układu i doboru nastaw regulatorów,
  • współpraca z silnikami PMSM, wyposażonymi w rezolwer lub enkoder przyrostowy – dla drugiego wariantu opracowano algorytm bezczujnikowego wykrywania kąta położenia wirnika i procedurę uruchamiania układu w oparciu o ten kąt,
  • akceptuje enkodery o szerokim zakresie rozdzielczości,
  • oprogramowanie realizuje funkcję wyznaczającą automatycznie i zapamiętującą względne ustawienie przetwornika położenia względem magnesów wirnika,
  • zabezpieczenia zwarciowe, termiczne, nad- i podnapięciowe, możliwe krótkotrwałe przeciążenie o nastawialnych parametrach,
  • dodatkowe wejścia i wyjścia cyfrowe i analogowe, mogące służyć do sterowania pomocniczymi elementami układów automatyki.

kursów i szkoleń

Katedra oferuje przeprowadzenie kursów i szkoleń w zakresie:

  • analizy obwodów i układów elektrycznych przy wykorzystaniu pakietów PSpice, ATP,
  • analizy komputerowej pola elektromagnetycznego w pakiecie OPERA3D.

Przykłady wykonanych prac dla przemysłu i wdrożeń

Katedra w ramach współpracy z Marynarką Wojenną RP uczestniczyła w pracach nad wykonaniem stacji do demagnetyzacji okrętów.

Kontakt

W zakresie tematyki związanej z modelowaniem i analizą pola elektromagnetycznego i pól sprzężonych:

W zakresie wdrożenia do produkcji serwonapędu:

W zakresie projektowania układów Xilinx FPGA: