|
|
Hybrid Energy Harvesting Device
Rasocha, David ; Rubeš, Ondřej (referee) ; Hadaš, Zdeněk (advisor)
This bachelor theasis is focuses on the design of a hybrid piezoelectric vibratory genera-tor. The main idea is to place a permanent magnet on the end of the piezoelectric beam and to place the coil appropriately in order to make a electromagnetic generator. The coil will generate a electrical voltage on load, when the magnetic field is passing throught coil. The piezoelectric beam will also generate voltage, depending on its deformation. For modeling, Femm, Matlab and Simulink will be used.
|
|
|
Magnetic Energy Harvesting Device for Low Excitation Vibration
Szabó, Hugo ; Singule, Vladislav (referee) ; Rubeš, Ondřej (advisor)
This bachelor theasis is focused on a concept of a magnetic energy harvesting device for low exitation frequencies. The device is made out of mechanical and electrical part where mechanical part is made out of two levitating magnets that repent each other and an electrical part is made out of magnetic circuit and a coil whose relative motion induces voltage in the coil. Mathematical model is made in Matlab, Simulink and FEMM. Construction model is made in Inventor.
|
|
|
Static and dynamic properties of nanostructured magnetic materials
Vaňatka, Marek ; Wintz, Sebastian (referee) ; Dijken, Sebastiaan van (referee) ; Urbánek, Michal (advisor)
Magnetické materiály a z nich vyrobené nanostruktury jsou v průběhu posledních let studovány pro jejich aplikace v např. záznamových médiích a logických obvodech. Tato práce navazuje na náš předchozí výzkum tohoto oboru s hlavním zaměřením na statické a dynamické vlastnosti nanostrukturovaných magnetických materiálů, jako například NiFe, CoFeB a YIG. Práce začíná teoretickým úvodem s popisem mikromagnetických systémů, dynamiky magnetických vortexů, feromagnetické rezonance (FMR) a spinových vln včetně jejich disperzních vlastností. Následuje popis použitých experimentálních metod a první experimentální část zabývající se nukleačním procesem magnetického vortexu, jinými slovy procesem transformace ze saturovaného stavu do spinové konfigurace magnetického vortexu v průběhu snižování magnetického pole. Jsou použity mikroskopické metody zobrazující magnetickou strukturu materiálu, jmenovitě Lorentzova transmisní elektronová mikroskopie a rentgenová transmisní mikroskopie. Výsledky jsou poté korelovány s měřením elektrické odezvy pomocí jevu anizotropní magnetorezistence. Výhodou elektrických měření je, že plně elektrická detekce dovoluje použití tohoto systému v uzavřených systémech integrovaných obvodů. Výsledky oblasti nukleací magnetických vortexů ukazují, že při tomto procesu prochází magnetizace v nano- a mikrometrových magnetických discích několika fázemi s růsnými typy spinových konfigurací nazvaných nukleační stavy. Dále je představeno měření magnetických materiálů pomocí vektorového síťového analyzátoru (VNA), což je aplikováno na měření resonance magnetických vortexů (určení gyrotropické frekvence a měření vysokofrekvenčních módů), feromagnetické rezonance tenkých vrstev (získání základních magnetických materiálových parametrů) a spektroskopii spinových vln. Právě spektroskopie spinových vlna je rozvinuta za účelem měření disperzních relací tenkých magnetických vrstev, což je základní charakteristika, jejíž znalost je důležitá v návrhu aplikací. Nakonec je představeno anténní zařízení, díky kterému lze oddělit magnetické buzení od vzorku samotného bez nutnosti absolvovat proces elektronové litorafie, což je zapotřebí v klasickém přístupu antény na vzorku a kontaktování vysokofrekvenční sondou. Toto zařízení se skládá ze skleněného kantilívru, na kterém je vyrobena budící anténa, konektoru a spojovacího prvku v podobě plošného spoje. Celé zařízení je díky umístění na x-y-z stolek s náklonem pozicovatelné a lze tedy měřit v jakémkoliv místě vzorku. Umístění antény na sklo umožňuje navigaci pomocí mikroskopu a optické měření, např. metodou Brillouinova světelného rozptylu (BLS) nebo Kerrova jevu.
|
|
|
Coilgun
Kovařík, Martin ; Pavlík, Michal (referee) ; Šteffan, Pavel (advisor)
This bachelor’s thesis describes the design and construction of electromagnetic gun for testing projectiles from different ferromagnetic materials with maximal power 19 J. Conventional projectile propulsion mechanisms include the use of compressed air or explosion which places theoretical limits on the maximum muzzle velocity limited by laws of thermodynamics. The electromagnetic coil gun, explores the use of electromagnetism in accelerating projectiles which offers a much higher theoretical limit on muzzle velocity. In addition of an electromagnetic acceleration is possible to regulate output velocity/energy of projectile, and acceleration applied on projectile.
|
|
|
Transport properties of one dimensional magnetic nanostructures
Holobrádek, Jakub ; Liška, Jiří (referee) ; Vaňatka, Marek (advisor)
Magnetic nanowires have been recently under the scope for their specic properties and applications in microelectronics and sensors. This work deals with measurement of transport properties of nanowires in magnetic field. Nanowires prepared in the range of the thesis were grown by the physical vapor deposition method in colaboration with the University of Technology Sydney. The main task of the thesis was to develop a process of contacting single nanowires by electron beam lithography and measuring them using anisotropic magnetoresistance in angle dependent magnetic field. Characterization techniques such as transmission electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy and magnetic force microscopy were used to provide further analysis.
|
|
|
Exchange bias in metamagnetic heterostructures
Zadorozhnii, Oleksii ; Schneeweiss, Oldřich (referee) ; Uhlíř, Vojtěch (advisor)
Výměnná anizotropie je zajímavý fyzikální jev vznikající na rozhraní antiferomagnetických (AF) a feromagnetických (FM) materiálů, který již je široce používán v elektronickém průmyslu a magnetickém záznamu. Přestože byl tento jev dlouhou dobu intenzivně studován, jeho přesný mechanizmus zatím nebyl uspokojivě vysvětlen. V této práci je představen přehled studií dokumentujících výměnnou anizotropii v tenkých dvojvrstvách, včetně experimentálních výsledků a teoretických modelů. Experimentální úkoly této diplomové práce zahrnovaly jak výrobu, tak měření různých modelových systémů vykazujících výměnnou anizotropii. Dvojvrstva Fe/FeRh, kde vrstva FeRh prochází fázovou přeměnou z AF fáze na FM fázi při 360 K, poskytuje možnost nastavení parametrů výměnné anizotropie. Dále byly zkoumány účinky výměnné anizotropie a tvarové anizotropie v mikrostrukturách Fe/FeRh. Konečně, přítomnost výměnné anizotropie byla zkoumána mezi FM a AF fází koexistujícími během fázové přeměny v nanodrátech FeRh. Vzorky byly vyrobeny pomocí magnetronového naprašování a elektronové litografie. Všechny prezentované systémy byly analyzovány pomocí magnetooptické Kerrovy mikroskopie. Výměnná anizotropie byla úspěšně nalezena v systému Fe/FeRh, přičemž její velikost byla téměř identická co do rozsahu i orientace s výsledky v literatuře, přestože námi vyrobená dvojvrstva měla horší kvalitu FM-AF rozhraní. Bylo také prokázáno, že v tomto systému existuje tzv. tréninkový efekt (Training effect), což je výrazným důkazem existence výměnné anizotropie. U nanodrátů bylo změřena významná výměnná anizotropie mezi koexistujícími fázemi FM a AF během fázové přeměny.
|
|
|
Hybrid magnetic bearing design
Šindelář, Petr ; Bárta, Jan (referee) ; Rúra, Dávid (advisor)
The thesis deals with the design of a hybrid magnetic bearing. This is an extension of the issue of common bearings in high-speed motors. The work is divided into three parts. A general theory of magnetic bearings is described in the first part. The second part deals with the mathematical description of the bearing. A proposal of specific hybrid magnetic bearing is described in the third part. The bearing for the motor was already designed. It is a 45000rpm motor with a power output of 12 kW. This thesis aims to create a design of hybrid magnetic bearing with magnets to create a permanent magnetic field and coils to regulate forces to stabilize the rotor and limit vibrations. The practical design includes mathematical calculation in Matlab and computer simulation based on the finite element method in ANSYS Maxwell.
|
|
|
Correlated probe and electron microscopy for the study of modern magnetic nanomaterials
Novotný, Ondřej ; Flajšman, Lukáš (referee) ; Pavera, Michal (advisor)
High pressure on the development of new magnetic materials and their miniaturization also emphasizes the development of new analytical techniques. This diploma thesis deals with the development and demonstration of correlated magnetic force and electron microscopy, which is a promising tool for the characterization of magnetic nanomaterials. The first part of this thesis describes the fundamental physics of micromagnetism with a focus on cylindrical nanofibers. The following pages describe optic, probe, electron, and synchrotron methods for mapping the magnetic properties of materials. The next part describes magnetic domain wall motion in cylindrical nanowires performed as a part of a more extensive material study. The last part of the thesis describes the development of correlated magnetic force and electron microscopy on LiteScope device. A production of magnetic probes was designed and successfully tested. Probes were fabricated by focused electron beam-induced deposition from the Co2(CO)8 precursor. Further, the developed correlated microscopy is demonstrated on a multilayer PtCo sample, magnetic cylindrical nanofibers, NiFe vortex structures, and FeRh metamagnetic nano-islands.
|
|
|
Axial magnetic bearing as a passive vibration damper
Polák, Robert ; Marada, Tomáš (referee) ; Pruša, Radomír (advisor)
The aim of the bachelor thesis is to design a mathematical model describing the damping effects of a prototype passive axial magnetic bearing. The prototype consists of three permanent axial magnets, the two outer ones are stators and are connected to the base, the middle magnet works as a rotor. Part of the work was a research on the topic of vibration dampers and their mathematical models. An experimental measurement of the dependence of the response of the axial deflection of the rotor on the axial load of the shaft was performed on a prototype bearing. The approach to creating a mathematical model was divided into two parts. First, the geometry of the bearing was simulated using the finite element method programme FEMM and the dependence of the force acting on the rotor magnet as a function of its deflection was determined. In the second part, the permanent magnets were replaced by conductive loops, for which the dependence of the magnitude of the power dissipation on their mutual deflection was compiled by the gradual derivation from the known equations. By connecting these two parts, an equation of motion was created for the middle loop or magnet. Using the Matlab and Simulink programs, this equation was simulated and then the results were compared with experimental measurements. Finally, the measurement and suitability of the mathematical model were evaluated.
|
|
|
Design of magnetic bearing for pump
Pruša, Radomír ; Ondrůšek, Čestmír (referee) ; Huzlík, Rostislav (advisor)
The aim of this thesis is to design a magnetic bearing system for a pump. The use of magnetic bearings is based on the necessity of preventing the contact of the pumped fluid with a lubricant. The designed passive bearing consists of three axially polarized annular magnet using repulsive magnetic forces. The designed eight-pole radial bearing is formed by a laminated stator with salient poles and two-layer concentric winding. The rotor of the bearing is hollow because it also serves as a liquid supply of the impeller to centrifugal pump. The design of both bearings is based on the finite element method from the software ANSYS Maxwell. The results from simulating the axial bearing forces have been compared with the values obtained from experimental laboratory measurements. The component stress has been verified by implementing the function of stress analysis in Autodesk Inventor. The work includes research on the topic of constructing active and passive magnetic bearings.
|
guest ::
