Projekti / Programi
Aplikativna elektromagnetika
01. januar 2015
- 31. december 2019
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.12.00 |
Tehnika |
Električne naprave |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T190 |
Tehnološke vede |
Elektriško inženirstvo |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
Elektromagnetna in toplotna polja, magnetne tekočine, hipertermija, magnetne lastnosti, električni stroji, električna in hibridna vozila ter plovila, vetrne elektrarne, ozemljitev, tranzientna impedanca, ionizacije zemlje, elektromagnetna kompatibilnost, inverzni problem, MKE, optimizacijske metode.
Raziskovalci (18)
Organizacije (1)
Povzetek
Magnetne tekočine so eno od področij nanomaterialov na katerem trenutno potekajo zelo intenzivne raziskave. Predvidene raziskave tega programa vključujejo ugotavljanje hipertermičnih učinkov magnetnih tekočin v rotacijskem magnetnem polju, ki so po naših ugotovitvah mnogo intenzivnejši kot v izmeničnih poljih. Razvit bo fizikalni model, ki bo takšne razmere z zadostno natančnostjo opisoval. S ciljem samoregulacije grelne moči pri hipertermičnih procesih je predvidena raziskava odvisnosti grelne moči tekočine od njene Curiejeve temperature. V to bo vključen razvoj merilnega postopka za določitev Curiejeve temperature, ki bo temeljil na meritvah magnetnih parametrov. S ciljem poznavanja razmer magnetnih tekočin, ko so te izpostavljene statičnemu magnetnemu polju, bodo aktivnosti usmerjene v razvoj matematičnega modela. Z njim želimo ovrednotiti razmere v tekočini in napovedati obliko, ki jo bo tekočina formirala v magnetnem polju.
Drugo področje raziskav bo usmerjeno na področje raziskav elektromagnetnih pretvornikov, predvsem električnih strojev, oziroma ciljno usmerjeno na specifični segment električnih strojev uporabljanih v naslednjih pomembnih sistemih: pogonskih sistemih električnih vozil in plovil, pogonskih sistemih za hibridna električna vozila in sistemih malih vetrnih elektrarn. Klimatske spremembe in znatni napori po zmanjšanju emisij toplogrednih plinov v transportu in proizvodnji električne energije zahtevajo uporabo inovativnih elektromagnetnih pretvornikov. Načrtovanje inovativnih električnih strojev mora slediti predvsem naslednjim ciljem: visoka energetska učinkovitost pretvorbe energije, zanesljivost delovanja, vodljivost, enostavnost, robustnost konstrukcije in nizka proizvodna cena električnega stroja.
Proces električne razelektritve, ki se začne z atmosferskimi razelektritvami v zraku in konča z razelektritvijo v zemljo skozi ozemljitev je zelo kompleksen problem. Pri dovolj velikih električnih poljskih jakostih oz. tokovih se problem še dodatno zaplete, saj se sproži proces ionizacije in kasneje deionizacije v zemlji, kar povzroči časovno spreminjanje električnih lastnosti zemlje. Zato je potrebno pri matematični obravnavi dodatno vključiti dinamični model ionizacije in deionizacije zemlje. Trenutni dinamični modeli upoštevajo le spreminjanje električne prevodnosti zemlje ne pa tudi dielektričnosti. Zato je namen tega dela programa, da razvijemo izboljšani dinamičnega model in tako natančneje ovrednotimo vpliv ionizacije in deionizacije na časovne karakteristike ozemljitvenega sistema in vpliva na okolico.
Pomen za razvoj znanosti
Področje aplikativne elektromagnetike je v svetu aktualno in na mnogih segmentih še dokaj odprto in ne do kraja raziskano, kot na primer:
? magnetne tekočine v smislu karakterizacije, modeliranja in obnašanja v magnetnem polju ter iskanju novih področij uporabe. Uporabnost magnetnih tekočin je že ta trenutek zelo razširjena, npr. od uporabe v medicini, do uporabe pri neporušitvenih testih ugotavljanja napak v materialih, merilnih senzorjev, itd. Odpirajo pa se tudi nova področja, kjer se kaže potencialna možnost njihove uporabe.
? novi magnetni materiali za elektromehanske pretvornike in njim prilagojene konstrukcijske rešitve, v smislu povečanja zmogljivosti in izkoristka pretvornikov, razvoja posebnih elektromehanskih pretvornikov za uporabo v električnih in hibridnih električnih vozilih.
? dinamični modeli ionizacije zemlje pri zelo hitrih atmosferskih razelektritvah v zemljo, vplivu elektromagnetnega polja v teh primerih in razvoja ustreznih zaščit elektroenergetskih objektov in drugih stavb.
Raziskovalno delo ter pričakovani znanstveni in aplikativni rezultati PS na teh področjih bodo vsekakor predstavljali korak naprej pri razvoju znanosti, ne samo v domačem ampak tudi širšem svetovnem prostoru. Vsi rezultati raziskav bodo tudi objavljani, tako na konferencah kot v publikacijah različnih vrst in nivojev s posebnim poudarkom na revijah z JCR. Takšno usmeritev PS potrjujejo njeni rezultati tudi v preteklosti. Tako smo v obdobju trenutnega programa, od leta 2009-2014 objavili 124 člankov, ki jih COBIS uvršča v skupino 1.01 Izvirni znanstveni članek, od tega kar 75 člankov v revijah z faktorjem vpliva (JCR) ter 15 v revijah iz 1. Na mednarodnih konferencah smo objavili 168 prispevkov.
Svojo znanstveno-raziskovalno in strokovno delo potrjujemo v stikih s priznanimi znanstveniki in raziskovalci in njihovimi laboratoriji, kar omogoča eksploatacijo našega znanja tudi v širšem svetovnem merilu. Naše vključevanje v mednarodne projekte prav tako omogoča konkreten dvosmerni prenos znanja med inštitucijami.
Pomen in prispevek programa k razvoju znanosti vidimo tudi skozi organizacijo mednarodnih srečanj. Tako bomo v letu 2016 organizirani uveljavljeno mednarodno konferenco EHE (6th International Conference on Electromagnetic Fields, Health and Environment).
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskave v okviru načrtovanega programa bodo pripomogle k povečanju konkurenčne sposobnosti slovenske elektroindustrije s produkti z višjo dodano vrednostjo. To je za slovensko elektroindustrijo, ki je zelo kvalitetna in izrazito izvozno naravnana, nujno potrebno. Če želi ostajati konkurenčna v globalnem prostoru, mora absorbirati več znanja in ga v inovativnem procesu tudi uporabiti. Zato je raziskovalnemu programu aplikativna elektromagnetika osnovni cilj, da producira čim več uporabnega znanja in da tega prenese iz svojih laboratorijev v industrijsko okolje. To je programu v preteklosti vsekakor uspelo. Vendar pa je takšna produkcija omogočena le na solidni bazi temeljnega raziskovanja. Zato je prav temeljnim raziskavam dan pomemben del v programu, ki pa se nato navezuje na aplikativne in razvojne projekte. Naši rezultati so posebej uporabni za industrijo s področij:
?elektromotorjev, elektromehanskih pretvornikov,
?stikalne tehnike, energetskih sistemov,
?merilne tehnike, raziskav elektrotehniških materialov,
?električnih gospodinjskih aparatov,
?uporabe in razvoja magnetnih tekočin,
?elektromehanskih pretvornikov v avtomobilski industriji električnih in hibridnih vozil ter plovil in malih vetrnih elektrarn,
?zmanjšanju porabe energije in povečanja proizvodnje in izvoza energetsko učinkovitih produktov,
?gradnje in razvoja novih strelovodnih in ozemljitvenih sistemov,
?zaščite pred vplivi elektromagnetnih polj na okolje.
Dodatne možnosti programa vidimo tudi v bolj intenzivnem sodelovanju na domačih strokovnih inženirskih srečanjih in prirejanjih različnih delavnic v okviru PS za širšo strokovno javnost in s tem možnost vplivanja na domačo stroko ter dvig tehniške kulture in razvoj inženirske prakse v Sloveniji.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2015,
vmesno poročilo,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2015,
vmesno poročilo,
zaključno poročilo
