The diplomatic thesis will describe the principle functions of synchronous motors with permanent magnets, for therein analysis of PMSM and BLDC motors. We will make calculation of the required parameters from the power unit for glider Discus 2. We will create a design of BLDC and PMSM motor from specified parameters. Features of the proposed engines will be verified with the help of the programs FEMM, RMxprt, Maxwell. At the end of the work will make conclusion about the diplamatic project and diffrences between PMSM and BLDC motor.

Práce se zabývá výpočty magnetických a tepelných vlastností servomotoru s permanentními magnety (motor M718 I vyráběný firmou VUES s.r.o. v Brně). Všechny uvedené výpočty jsou založené na numerických metodách konečných prvků a konečných objemů. 2D magnetická analýza motoru byla řešena s pomocí programu FEMM, zatímco pro 3D analýzu byl využit software ANSOFT. Magnetické analýzy umožnily stanovit rozložení magnetického pole v motoru a ve vzduchové mezeře. Ztráty způsobené vířivými proudy byly počítány v závislosti na rozměrech permanentních magnetů a velikosti toku magnetické indukce ve vzduchové mezeře. U 3D modelu v programu ANSOFT byly vypočítány i Joulovy ztráty. Pro daný servomotor byly navrženy dva způsoby chlazení. V prvním případě se jedná o vnitřní chladicí systém. K původnímu modelu motoru byly přidány některé modifikace (otvory v rámu motoru a radiální ventilátor na hřídeli uvnitř rámu motoru). U druhého způsobu chlazení bylo navrženo vnější chlazení. K původnímu rámu byly přidána chladicí žebra a radiální ventilátor na hřídeli vně rámu motoru. Výpočty proudění a tepelná analýza byly provedeny jak pro původní model motoru, tak i pro modifikovaný návrh (vnitřní a vnější chlazení) pomocí software ANSYS Workbench. Teplotní charakteristiky původního motoru byly měřeny různými senzory. Bylo provedeno porovnání experimentálně získaných výsledků s vypočteným teplotním modelem. Práce byla vytvořena v rámci doktorského studijního programu Elektrotechnika a komunikační technologie, obor Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika. Podstatná část práce vznikla za podpory Centra výzkumu a využití obnovitelných zdrojů energie a výzkumných projektů CZ.1.05/2.1.00/01.0014 and FEKT S-11-9.

This thesis deals with the elaboration of The Permanent Magnet Synchronous Motor and the calculation of its parameters. In the first part, the construction and used permanent magnets of this motor are listed here. The next part of the thesis contains a short overview of the stator windings, the calculation of the winding factors and calculation of the basic parameters of the stator winding. The calculation of the magnetic induction in the air gap is also illustrated here. The result is recalculated by using the Carter factor and then the value of the first harmonics of air-gap flux density is determined. The result is compared with the analysis in the program FEMM. The next part of the thesis is creating a comprehensive overview of the machine using a replacement circuit diagram and phasor diagrams. Finally, the thesis contains model created in RMxprt and ANSYS Maxwell. The results of the model analysis are compared with the analytical calculation

Diploma thesis is summarizing common theoretical knowledge about permanent magnets and electromagnetism. Represent DC electromagnet as basic part for levitated high-speed train. Work is analyzing basics under cart and principles used for magnetic levitation in high-speed transportation. Second practice part including projecting construction levitated cart and analyzing acquired mathematical model of electromagnet. Work is analyzing process for projecting control for side electromagnets and realization real model, including tuning computer communication with states of sensors and comparison real model with model simulated in program Simulink.

Only in English.

Scanning Tunneling Microscopy (STM) uses quantum tunneling effect to study the surfaces of materials on an atomic scale. Since the probe of the microscope is on the order of nanometers away from the surface, the device is prone to noises due to vibrations from the surroundings. To minimize the random noises and floor vibrations, passive vibration isolation is a commonly used technique due to its low cost and simpler design compared to active vibration isolation, especially when the entire vibration isolation system (VIS) stays inside an Ultra High Vacuum (UHV) environment. This research aims to analyze and build a single-stage passive VIS for an STM. The VIS consists of a mass-spring system staying inside an aluminum hollow tube. The mass-spring system is comprised of a circular copper stage suspended by a combination of six extension springs, and the STM stays on top of the copper stage. Magnetic damping with neodymium magnets, which induces eddy currents in the copper conductor, is the primary damping method to reduce the vibrations transferred to the mass-spring system. FEMM and MATLAB® are used to model magnetic flux density and damping coefficients from eddy current effect, which will help determine the necessary damping ratios for the VIS. Viton, which demonstrates a high compatibility with vacuum environments, will also serve as a great damping material between joints and contacts for the housing tube. Viton will be modeled as a Mooney-Rivlin hyperelastic material whose material parameters are previous studied, and Abaqus will be used as a Finite Element Analysis software to study the Viton gaskets’ natural frequencies. The natural frequencies of the aluminum hollow tube will also be investigated through Abaqus.