ELEKTRONIKA, ENERGETYKA, ELEKTROTECHNIKA ›
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY ›
2010-4 |
| |
|
|
Accelerometric measurement of speed in detection of adhesion loss of a rail vehicle
|
|
Maciej KOZŁOWSKI 
|
Przedstawiono przykładowe wyniki pomiaru elektromechanicznych zmiennych stanu napędu i przyśpieszeń pojazdu. Omówiono
metody rozpoznania zjawiska zerwania przyczepności pojazdu na podstawie analiz falkowych: prądu grup silnika, prędkości obwodowej kół
napędzanych i prędkości poślizgu koła napędzanego. (Akcelerometryczny pomiar prędkości w rozpoznaniu zerwania przyczepności pojazdu
szynowego).
Abstract. The article presents sample measurement results of electromechanical variables of drive condition and vehicle acceleration. Detection
methods have been discussed of adhesion loss phenomenon of a vehicle on the basis of wavelet analyses of motor set current, peripheral speed of
driving wheels and driving wheel slip speed.
Słowa kluczowe: zerwanie przyczepności, prędkość poślizgu koła napędzanego, analiza falkowa, silnik prądu stałego
Keywords: adhesion loss, driving wheel slip speed, wavelet analysis, direct-current motor.
Introduction
The present article concerns researches on the course
of tram traffic within the system of direct-current supply with
a direct-current series motor and a power electronic
converter. The point of departure for the research are works
[1, 2], in which detection methods are presented of
adhesion loss phenomenon of driving wheels of a railway
vehicle on the basis of wavelet analyses of motor set
current signal. In order to verify the proposed detection
method of adhesion loss, measurements were taken of a
vehicle in motion. These measurements were conducted in
cooperation with Tramwaje Warszawskie. Trial runs (20)
were executed on a research track in changeable adhesion
conditions of wheel - rail. Laboratory tram of Tramwaje
Warszawskie was used for measuring electromechanical
variables of drive condition (current of choke-input filter,
motor set current, voltage on filter capacitor and rotational
speed of a wheel set )1 and gyro-accelerometric siliceous
measurement ADIS microsystem for rotational speed
m[...]
|
|
|
|
Aktywne struktury piezoelektryczne w układach regulacji
|
|
|
Wojciech JARZYNA Michał AUGUSTYNIAK Marcin BOCHEŃSKI
|
W artykule poruszono problematykę zastosowania kompozytowych materiałów z elementami piezoaktywnymi w układach regulacji
aktywnej łopat śmigłowca. Scharakteryzowano właściwości tych materiałów jako sensorów i aktuatorów. Wskazano najbardziej popularne metody
tłumienia drgań. Dla belki z aktuatorem MFC omówiono wyniki badań pozwalających ocenić czułość algorytmów na rozstrojenie układu od
częstotliwości rezonansowych.
Abstract. The paper describes the problem of application of composite materials with piezoelectric elements in the active control helicopter rotor
blades systems. The properties of these materials as sensors and actuators are characterized. The most popular method of vibration damping are
discussed. For composite beams with MFC actuator the results of studies to assess the sensitivity of algorithms to an upset of the resonance
frequencies were presented. (Active Piezoelectric Structures in Control Systems).
Słowa kluczowe: elementy aktywne PZT i MFC, regulacja aktuatorów piezoelektrycznych, aktywne tłumienie drgań
Keywords: PZT and MFC piezoelectric, piezoelectric actuator control, active vibration suppression
Wstęp
Aktywne układy kompozytowe z wbudowanymi
elementami piezoelektrycznymi, stanowią interesującą
alternatywę dla aktuatorów hydraulicznych stosowanych w
układach regulacji elementów sterowniczych łopat
śmigłowca jak również do redukcji ich drgań
mechanicznych. Układy te są nowoczesnym produktem
inżynierii materiałowej, który po uzupełnieniu o
zaawansowane techniki regulacji, określany jest niekiedy
jako "smart materials".
W układach tych elementy piezoelektryczne występują
najczęściej w postaci sztywnych struktur krystalicznych
(Lead Zirconate Titanate - PZT) lub elastycznych układów
kompozytowych MFC (Macro Fiber Composite).
Struktury te, w zastosowaniu do śmigłowców,
wykorzystywane są między innymi do aktywnego
sterowania aerodynamiką elementów. Mogą stanowić
integralną część podzespołów łopat takich jak l[...]
|
|
|
|
Analiza generatora z magnesami trwałymi i cewką z uzwojeniem foliowym dla tłumika MR przy okresowych wymuszeniach kinematycznych
|
|
|
Bogdan SAPIŃSKI Andrzej MATRAS Stanisław KRUPA
|
W artykule przeprowadzono analizę numeryczną generatora dla tłumika magnetoreologicznego (MR) o ruchu liniowym. Analizowano
generator z magnesami trwałymi i uzwojeniem foliowym. Obliczenia przeprowadzono dla okresowych wymuszeń kinematycznych tłoka tłumika.
Wyznaczono rozkład pola magnetycznego, siłę elektromotoryczną indukowaną w generatorze, napięcie i prąd w obwodzie sterującym tłumika oraz moc
chwilową generatora.
Abstract. The study outlines numerical analysis of a generator for a linear MR damper. The generator comprises permanent magnets and a coil with
shield winding. Calculations were carried out under kinematic displacement excitations of the damper piston. Distribution of magnetic field,
electromotive force, voltage and current in the control circuit of the damper and instantaneous real power of the generator were determined.
(Analysis of a generator with permanent magnets and a coil with shield winding for an MR damper under periodic kinematic excitations)
Słowa kluczowe: generator, tłumik MR, magnesy trwałe, uzwojenie foliowe.
Keywords: generator, MR damper, permanent magnets, shield winding.
Wstęp
Obiektem analizy jest generator dla tłumika MR o ruchu
liniowym. Generator i tłumik MR są elementami układu
redukcji drgań obiektu mechanicznego. Schemat tego
układu pokazano na rys. 1. Działanie układu polega na
wykorzystaniu, zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej
Faradaya, energii mechanicznej obiektu
drgającego do sterowania tłumikiem MR. Zadaniem
generatora jest "przetworzenie" prędkości obiektu na siłę
elektromotoryczną indukcji, która wywołuje przepływ prądu
w cewce tłumika MR wzbudzający pole magnetyczne
sterujące siłą oporu tłumika.
Prąd
Tłumik MR
Obiekt
Generator
Rys. 1. Układ redukcji drgań z generatorem i tłumikiem MR
Zakłada się, że generator ma ruchome magnesy trwałe i
cewkę z uzwojeniem foliowym oraz, że jest on
przeznaczony do współpracy z tłumikiem MR typu RD-
1005-3 firmy Lord. Co. [10]. Kształt[...]
|
|
|
|
Analiza pracy niesterowanych prostowników multipulsowych z wykorzystaniem metody wektora przestrzennego
|
|
|
Andrzej KAPŁON Jarosław ROLEK
|
Prostowniki w postaci dwóch równolegle połączonych mostków 6-pulsowych z modulacją w obwodzie prądu stałego wykazują
własności prostowników multipulsowych. Dodatkowe obciążenie prostownika, pracującego z asymetrią obciążania mostków składowych, generuje
wirujący wektor przestrzenny prądu zasilającego prostownik, a w konsekwencji sinusoidalne przebiegi prądów fazowych. Przedstawiono topologie
multipulsowego prostownika z modulacją i dodatkowym obciążeniem w obwodzie prądu stałego. Przedstawiono także wyniki badań symulacyjnych.
Abstract. Rectifiers consisting of parallel connected 6-pulse bridges with modulation in DC current circuit show properties of multipulse rectifiers. An
additional load of the rectifier, working with load unbalance of the component bridges, generates a rotating current space vector and in consequence
a sinusoidal plots of the supply phase currents. Topologies of multipulse rectifiers with modulation and additional loading in DC current circuit are
presented. The simulation results of investigations were also presented. (Analysis of Multipulse Rectifiers with Use of the Vector Space
Method).
Słowa kluczowe: prostowniki multipulsowe, modulacja, wektor przestrzenny, analiza widmowa.
Keywords: multi-pulse rectifiers, modulation, space vector, spectrum analysis.
Wstęp
Przekształtniki napięcia przemiennego na stałe
powodują powstawanie odkształconych prądów w sieciach
energetycznych. W przypadku, gdy przekształtnik q -
pulsowy jest obciążony źródłem prądowym o
bezpulsacyjnym przebiegu prądu wyprostowanego, a
ponadto jest zasilany z idealnego źródła napięcia, w sieci
są generowane harmoniczne prądu rzędu h:
(1)
1
1 1

 
kq
I
h
I I h
gdzie: k - liczba naturalna, I1 - harmoniczna podstawowa
prądu.
Redukcji zawartości wyższych harmonicznych w prądzie
zasilającym układ przekształtnikowy dokonuje się
zazwyczaj poprzez: sposób I - rozwiązania zwiększające
liczbę pulsów przekształtnika, jak [...]
|
|
|
|
Analiza pracy rozrusznika samochodowego z silnikiem bezszczotkowym
|
|
|
Ignacy DUDZIKOWSKI Marek CIURYS
|
Omówiono sposób modelowania rozrusznika samochodowego z silnikiem bezszczotkowym. Przedstawiono obliczone przebiegi czasowe
wielkości elektrycznych i mechanicznych oraz charakterystyki elektromechaniczne rozrusznika z silnikiem BLDC w różnej temperaturze.
Abstract. Modelling method of a car starter with BLDC motor was discussed. Mechanical and electrical quantities transients as well as
electromechanical characteristics (in different temperature) of the car starter with BLDC motor were presented (Analysis of operation of a car
starter with BLDC motor).
Słowa kluczowe: maszyny elektryczne, rozruszniki samochodowe, silniki bezszczotkowe, magnesy trwałe.
Keywords: electrical machines, car starters, BLDC motors, permanent magnets.
Wstęp
Systematyczne zmniejszanie się ceny magnesów
trwałych o dużej energii, rozwój energoelektroniki i technik
mikroprocesorowych oraz tendencja do stosowania
energooszczędnych układów napędowych powoduje coraz
szersze zastosowanie silników bezszczotkowych z
magnesami trwałymi. Maszyny bezszczotkowe mają dużą
wartość momentu i mocy przypadającą na jednostkę
objętości. Przy tej samej mocy charakteryzują się mniejszą
masą i mniejszymi wymiarami niż inne maszyny.
W ostatnich latach pojawiły się doniesienia o pracach
zmierzających do zastąpienia rozrusznika i alternatora
samochodowego jedną maszyną bezszczotkową
spełniającą obydwie funkcje [1]. W literaturze spotkać się
można z trzema odmianami maszyn rozrusznik-alternator :
wbudowana między silnik spalinowy a skrzynię biegów,
połączona za pomocą pasa z silnikiem spalinowym lub
połączona z nim za pomocą łańcucha. Wbudowanie
maszyny bezszczotkowej między silnik spalinowy a
skrzynię biegów umożliwia wyeliminowanie koła
zamachowego silnika spalinowego. Funkcję tłumienia drgań
silnika przejmuje w tym przypadku maszyna elektryczna.
Przy połączeniu rozrusznika-generatora za pomocą pasa
maszyna ta może być umieszczona w miejscu, które w
typowych pojazdach zajmuje[...]
|
|
|
|
Analiza problemowa monitorowania naprężeń w konstrukcjach stalowych za pomocą metody Barkhausena
|
|
|
Tomasz GARSTKA
|
Celem artykułu jest omówienie problemów, jakie występują podczas badań naprężeń występujących w kształtownikach stalowych
używanych do budowy konstrukcji stalowych za pomocą magnetycznej metody Barkhausena. Analizowane zostały takie czynniki jak stan
powierzchni, zmienna grubość przekroju, zróżnicowanie wielkości ziarna ferrytu
Abstract. The aim of this paper is to discuss the problems of the stress measurements by magnetic Barkhausen method, occurs in shapes used for
steel construction building. The factors such as state of the surface, variable thickness of cross section and differentiation of ferrite grain size were
analysed. (Monitoring of the stress in steel constructions using the Barkhausen noise method)
Keywords: stress measurement, Barkhausen noise method, steel shapes
Słowa kluczowe: pomiar naprężeń, metoda Barkhausena, kształtowniki stalowe.
Wprowadzenie
Problem monitorowania naprężeń mechanicznych
istniejących w konstrukcjach stalowych stanowi kluczowe
zagadnienie z punktu widzenia zapewnienia
bezpieczeństwa ich użytkowania. Przekroczenie, bowiem
dopuszczalnych wartości naprężeń np. na skutek obciążeń
zewnętrznych prowadzi do pojawienia się w nich
odkształceń plastycznych oraz powstawania pęknięć [1].
Kontrolę stanu konstrukcji będących w użytkowaniu mogą
zapewnić jedynie metody nieniszczące, nie naruszające w
żaden sposób spójności jej elementów oraz pozwalające na
uwzględnienie istniejących w elemencie naprężeń
powstałych na etapie produkcji tzw. naprężeń własnych.
Należy tu wymienić przede wszystkim metodą dyfrakcji
promieniowania rentgenowskiego i ultradźwiękową oraz
tzw. magnetyczną metodę Barkhausena. Jej właściwości
takie jak rozdzielczość i głębokość pomiaru, umiejscawiają
ją pomiędzy wyżej wymienionymi metodami
rentgenograficzną i ultradźwiękową.
Metoda Barkhausena
Skokowy ruch ścian miedzydomenowych materiału
ferromagnetycznego w trakcie jego przemagnesowywania
(tzw. zjawisko Barkhausena), determinowany j[...]
|
|
|
|
Analiza zjawisk sprzężonych w magnetoreologicznym różnicowym układzie przenoszenia momentu obrotowego
|
|
|
Cezary JĘDRYCZKA Wojciech SZELĄG Adam MYSZKOWSKI
|
W artykule przedstawiono polowy model sprzężonych zjawisk elektromagnetycznych, hydrodynamicznych, cieplnych
i mechanicznych w różnicowym układzie przenoszenia momentu obrotowego z cieczą magnetoreologiczną. Układ różnicowy wykorzystano do
pozycjonowania chwytaka w nowatorskiej konstrukcji dwuosiowego manipulatora pneumatycznego. Do rozwiązania równań modelu wykorzystano
metodę elementów skończonych oraz algorytm kolejnych kroków czasowych. Przedstawiono wybrane wyniki badań symulacyjnych.
Abstract. In the paper the authors focused on the model of coupled electromagnetic, hydrodynamic, thermal and mechanical motion phenomena in
axial symmetry magnetorheological fluid torque transducer for gripper positioning of a new design of two-axis pneumatic manipulator. The governing
equations of these phenomena are presented. The numerical implementation of the mathematical model is based on the finite element method and
a step-by-step algorithm. The selected results of the calculations are presented. (Model of coupled electromagnetic, hydrodynamic, thermal and
mechanical motion phenomena in axial symmetry magnetorheological fluid torque transducer).
Słowa kluczowe: ciecze magnetoreologiczne, manipulator pneumatyczny, analiza zjawisk sprzężonych.
Keywords: magnetorheological fluids, pneumatic manipulator, coupled phenomena analysis.
Wstęp
We współczesnych zautomatyzowanych liniach
produkcyjnych wzrasta zapotrzebowanie na manipulatory
pneumatyczne. Decyduje o tym ich niska cena, wysoka
niezawodność oraz dobre parametry dynamiczne. Ich
podstawowym zadaniem jest zastępowanie pracy ręcznej,
głównie w prostych powtarzających się operacjach, takich
jak podnoszenie i podawanie, czy pozycjonowanie
półproduktów na linii produkcyjnej. Zmiana pozycji chwytaka
z punktu do punktu (ang. Point to Point) jest realizowana
przeważnie za pomocą prostego programu sterującego. W
języku angielskim takie urządzenia nazywane są
manipulatorami typu "Pick and Place (PaP[...]
|
|
|
|
Analogowe i cyfrowe przetwarzanie sygnałów pochodzących z czujników indukcyjnych
|
|
|
Roman GOZDUR Andrzej MAJOCHA
|
The paper concerns issues related to the integration of measurement signals from inductive transducers that measure flux density or the
magnetic field in low frequencies of the magnetising field. The authors presented a selection of integration methods and conducted processing
accuracy comparison of analogue and digital integrators. (Digital and analogue processing of induction sensor signals)
Streszczenie. Referat dotyczy problematyki całkowania sygnałów pomiarowych pochodzących z czujników indukcyjnych przeznaczonych do
pomiaru indukcji magnetycznej lub natężenia pola magnetycznego w zakresie niskich częstotliwości pola magnesującego. W treści przedstawiono
przegląd metod całkowania oraz porównanie dokładności przetwarzania integratorów wykonanych w technice analogowej i cyfrowej.
Keywords: integration methods, analog and digital integrators, low frequency signal conditioners
Słowa kluczowe: metody całkowania, analogowe i cyfrowe integratory, niskoczęstotliwościowe kondycjonery sygnałów
Wstęp
Sygnały pomiarowe generowane przez czujniki
indukcyjne, szczególnie w obszarze nasycenia badanego
materiału ferromagnetycznego, mogą charakteryzować się
dużą zawartością wyższych harmonicznych, co skutkuje
bardzo dużymi wartościami współczynnika szczytu.
Całkowanie sygnałów z czujników indukcyjnych jest
pierwszym etapem ich kondycjonowania, w wyniku którego
otrzymuje się sygnały proporcjonalne do indukcji lub
natężenia pola. Dlatego też proces całkowania musi
charakteryzować się bardzo dużą dokładnością. Ponadto, w
przypadku badań materiałów magnetycznych w zakresie
częstotliwości quasi-statycznych[1, 2], czyli niskich (rzędu
Hz) i bardzo niskich (rzędu 0,01 Hz) napięcia indukowane w
czujnikach indukcyjnych są bardzo małe (rzędu mV), co
nakłada na parametry dokładnościowe integratora
szczególnie wysokie wymagania. Zapewnienie małego
błędu amplitudowego i fazowego pomiaru indukcji i
natężenia pola jest niezbędne szczególnie przy pomiarach
s[...]
|
|
|
|
Analysis of flickermeter’s signal chain for input signal with two sub/interharmonics
|
|
|
Grzegorz WICZYŃSKI
|
Paper presents the analysis of the IEC flickermeter’s signal chain operation for the input voltage consisting of three components: one of
fundamental frequency and two sub/interharmonics. A model of an IEC flickermeter has been built consisting of a set of equations describing the
dependency of Pst indicator from the amplitude and phase of one of the sub/interharmonics. The flicker occurrence for the case of sub/interharmonics
presence was explained (even for frequenciesmuch greater than the power frequency). There have been assigned the sub/interharmonics’ frequencies
for which the phase dependencies have to be taken into account while estimating the Pst indicator. The influence of simultaneous presence of both
harmonic and sub/interharmonic components on the result of Pst indicator measure has also been described. The comparison with the results of the
numerical simulations proved the described analysis of the IEC flickermeter’s signal chain is right.
Streszczenie. W pracy przedstawiono analize¸ działania toru sygnałowego miernika migotania ´swiatła (potocznie nazywanego flickermetrem) dla
napie¸cia wej´sciowego składaja¸cego sie¸ z trzech składników: o cze¸stotliwo´sci podstawowej oraz dwóch interharmonicznych. Zbudowano model
flickermetru składaja¸cy sie¸ z zestawu równa´n opisuja¸cych zale˙zno´s´c wska´znika Pst od amplitudy i fazy jednej z interharmonicznych. Wyznaczono
cze¸stotliwo´sci interharmonicznych dla których niezbe¸dne jest uwzgle¸dnienie zale˙zno´sci fazowych przy wyznaczaniu wska´znika Pst. Modyfikuja¸c opis
toru sygnałowego dla dwóch interharmonicznych opisano wpływ jednoczesnego wyste¸powania składników harmonicznego i interharmonicznego na
wynik pomiaru wska´znika Pst. Na podstawie porównania z wynikami symulacji numerycznych stwierdzono prawidłowo´s´c przedstawionej analizy toru
sygnałowego flickermetru. (Analiza toru sygnałowego flickermetru dla napie¸cia wej ´sciowego z dwiema składowymi sub/interharmon[...]
|
|
|
|
Analysis of magnetic circuits for a hybrid stepper motor with cogging torque reduction
|
|
|
Krzysztof SZEWCZYK Adam KOŚCIELNIAK Ryszard KOT
|
In the paper the results of analysis concerning magnetic circuits in the design of driving signals has been presented. In the research FEM
Method has been applied. All simulations for computing flux density, forces, and torques have been performed by the program FLUX 2D v 10.1. The
simulations have shown a significant influence of the driving current sequence impulses on the cogging torque in the hybrid stepper motor.
Streszczenie. W artykule przedstawiono zastosowanie narzędzi do analizy obwodów magnetycznych, wraz z obliczeniami momentów i sił w
obwodach magnetycznych silników elektrycznych przy konstrukcji sterowania okładem prądowym silnika Hybrid Stepper. Wszystkie symulacje
pokazały duży wpływ kolejności impulsów prądowych sterowania na moment zaczepowy w krokowym silniku hybrydowym. (Analiza obwodu
magnetycznego hybrydowego silnika krokowego)
Keywords: magnetic circuit, permanent magnet, finite elements method , magnetic circuit
Słowa kluczowe: obwód magnetyczny, silnik z magnesami stałymi, metoda elementów skończonych, obwód magnetyczny
Introduction
Electric motors play an important role in industrial plants
and processes. Permanent magnet motors are present in
many fields of human activity. As economic in use, precise
and reliable, they are more popular on the nowadays
market. There are some problems, which are inspiring for
users and constructors [1,2]. Supplying this kind of motors
by rectangular impulses is cheap and easy to use, but it
generates some issues related to the cogging torque
[3]. The inertial moment reduces this problem.[...]
|
|
|
|
Badania materiałów magnetycznych w ujęciu Normy
|
|
|
Józef KWICZALA
|
Polska Norma PN-EN 60404-6: Materiały magnetyczne; dopuszcza dwa warianty wymuszania sygnałów sinusoidalnych do badania
materiałów magnetycznych. Pierwszym z nich jest sinusoidalne wymuszenie indukcji magnetycznej B, natomiast drugi wariant dopuszcza możliwość
wymuszenia sinusoidalnego kształtu natężenia pola H w próbce. W pracy porównano wyniki badań podstawowych parametrów materiałów
magnetycznych stosując bądź sinusoidalne wymuszenie indukcji magnetycznej, bądź sinusoidalne wymuszenie natężenia pola.
Abstract. The Polish Standard allows two variants of sinusoidal signal extortion to investigation of magnetic materials. First of them is sinusoidal
extortion of magnetic flux density B while the second variant admits to sinusoidal signal extortion of field intensity H into the tested sample. The
essential parameters of the magnetic materials of the test samples to obtain by means of two variants input signal force were compared.
(Investigation of magnetic materials in formulation of Standard).
Słowa kluczowe: materiał magnetyczny, sygnał magnesujący, pomiary magnetyczne.
Keywords: magnetic material, magnetizing signal, magnetic measurements.
Wstęp
Polska Norma [1] dopuszcza dwa warianty wymuszania
sygnałów sinusoidalnych do badania materiałów
magnetycznych. Pierwszym z nich jest sinusoidalne
wymuszenie indukcji magnetycznej B (gęstości strumienia
magnetycznego), natomiast drugi wariant dopuszcza
możliwość wymuszenia sinusoidalnego kształtu natężenia
pola H w próbce.
Pierwszej opcji odpowiada wymuszenie sygnału z
teoretycznie idealnego źródła napięciowego, natomiast w
drugim wariancie konieczne jest idealne źródło prądowe. W
praktyce, aby spełnić wymagania Normy, należy zapewnić
warunek dużo mniejszej lub dużo większej impedancji
wewnętrznej źródła, w stosunku do impedancji uzwojenia
magnesującego badanej próbki, odpowiednio dla warunku
wymuszenia napięciowego lub prądowego.
Źródłami sygnału zasilania próbek w układach
pomiarowych[...]
|
|
|
|
Badania pola magnetycznego modelu okrętu podczas demagnetyzacji
|
|
|
Dariusz ŚWISULSKI Kazimierz JAKUBIUK Paweł ZIMNY Mirosław WOŁOSZYN
|
Przedstawiono system pomiarowy do badania pola magnetycznego modelu okrętu. System ten będzie wykorzystany przy
opracowaniu algorytmów demagnetyzacji okrętów wojennych. Omówiono sposób kompensacji zakłóceń magnetycznych występujących w
środowisku.
Abstract. A measurement system for investigations of the magnetic field of a ship model is presented in the study. The system will be applied in
order to work out algorithms for degaussing process of warships. A method of magnetic disturbances compensation occurring in the environment is
discussed. (Investigations of magnetic field of model of ship during degaussing process).
Słowa kluczowe: pole magnetyczne, demagnetyzacja, model okrętu, pomiary magnetyczne.
Keywords: magnetic field, degaussing, model of ship, magnetic measurements.
Wstęp
Okręty wojenne ulegają w ziemskim polu
magnetycznym namagnesowaniu. Rozróżnia się dwa
rodzaje takiego namagnesowania: namagnesowanie
indukowane zależne od kursu okrętu oraz namagnesowanie
stałe, najczęściej wynikające z długotrwałego postoju w
stałym zewnętrznym polu magnetycznym np. w porcie [1].
W przypadku okrętów wojennych namagnesowanie
indukowane minimalizowane jest dzięki zastosowaniu
automatycznego urządzenia demagnetyzacyjnego (AUD),
które steruje prądami w cewkach umieszczonych wewnątrz
okrętu zależnie od kursu. Namagnesowanie stałe również
częściowo minimalizuje AUD, ale w przypadku większego
namagnesowania okrętu zwiększa się potencjalne
zagrożenie ze strony min morskich. W takiej sytuacji istnieje
potrzeba minimalizacji namagnesowania stałego okrętu,
które przeprowadza się na stacji demagnetyzacji. Proces
demagnetyzacji okrętu jest złożony i czasochłonny. Mimo
istniejących rozwiązań demagnetyzacji okrętów, w wielu
ośrodkach badawczo-rozwojowych trwają prace nad
nowymi, efektywniejszymi metodami. W pracy
przedstawiono stanowisko badawcze i zastosowaną
metodę kompensacji zakłóceń magnetycznych podczas
badania pola magnetycznego modelu o[...]
|
|
|
|
Badania symulacyjne efektywności wybranych algorytmów EAZ
|
|
|
Andrzej KWAPISZ Józef LORENC Bogdan STASZAK
|
W artykule przedstawiono metody badania skuteczności działania algorytmów decyzyjnych zabezpieczeń od skutków zwarć
doziemnych przy użyciu programów symulacyjnych. Zaprezentowano przykład analizy działania admitancyjnych zabezpieczeń ziemnozwarciowych.
Abstract. This paper presents methods of simulation research of efficiency decision algorithms of power system protection systems against phaseto-
ground faults The example of evaluation of operating efficiency of the phase-to-ground admittance protection algorithm is also presented.
(Simulation Research of Efficiency of the Selected Algorithms of the Power System Protection Automatics).
Słowa kluczowe: zwarcia doziemne, algorytmy decyzyjne, elektroenergetyczna automatyka zabezpieczeniowa, ocena skuteczności.
Keywords: phase-to-earth faults, decision’s algorithms, power system protection automatics, efficiency assessment.
Wstęp
Stosowane obecnie układy elektroenergetycznej
automatyki zabezpieczeniowej (EAZ) pomimo ciągłego
udoskonalania i stosowania nowoczesnych technologii
w ich konstrukcji nie zapewniają stuprocentowej
skuteczności w eliminacji występujących w systemie
elektroenergetycznym zwarć. Specyfika konstrukcji
poszczególnych elementów i urządzeń systemu
elektroenergetycznego powoduje, że zjawiska
elektromagnetyczne towarzyszące wielu rodzajom
występujących zwarć silnie zniekształcają sygnały
pomiarowe. Wpływa to negatywnie na efekty działania
algorytmów decyzyjnych automatyki EAZ, a w konsekwencji
prowadzi do nieprawidłowego zadziałania lub braku
zadziałania automatyki zabezpieczeniowej. Znaczna liczba
zwarć występujących w napowietrznych sieciach średniego
napięcia nie zostaje z tego powodu prawidłowo wykryta i
wyeliminowana przez układy EAZ. Opracowane na
przestrzeni ostatnich lat w Instytucie Elektroenergetyki
Politechniki Poznańskiej systemy zabezpieczeń
admitancyjny[...]
|
|
|
|
Badanie efektywności ekonomicznej wytwarzania energii elektrycznej
|
|
|
Justyna MICHALAK
|
W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu czynników inwestycyjnych, eksploatacyjnych i finansowych na efektywność
ekonomiczną wytwarzania energii elektrycznej dla elektrowni gazowo-parowej oraz elektrociepłowni gazowo-parowej i elektrociepłowni gazowej,
które ze sobą porównano. Przeprowadzając wielowariantowe badania symulacyjne wykonano analizę wrażliwości opartą na bezwymiarowym
współczynniku wrażliwości.
Abstract. In paper are presented results of analysis of economic effectiveness of electric production for gas-steam power plant, gas-steam CHP
and gas CHP, which are compared. Sensibility analyses were realized based on non-dimension factor of sensibility. Besides the influence
investment factors of sensibility. (Investigation of economic effectiveness of elecric energy production).
Słowa kluczowe: efektywność ekonomiczna, czynniki inwestycyjne, czynniki eksploatacyjne oraz finansowe, elektrownia gazowo-parowa,
elektrociepłownie: gazowo-parowa i gazowa.
Keywords: economic effectiveness, investment factors, exploitation and financial factors, gas-steam power plant, gas-steam CHP plant
and gas CHP plant.
Wstęp
W ostatnich latach w energetyce wzrasta znaczenie
aspektów ekonomicznych procesu wytwarzania energii
elektrycznej, co pociąga za sobą konieczność prowadzenia
bardziej zaawansowanych i dokładniejszych analiz
ekonomicznych.
Z punktu widzenia inwestora opłacalność przedsięwzięcia
jest jednym z najważniejszych kryteriów oceny inwestycji.
Dlatego istotne jest aby uzyskane efekty pokryły poniesione
nakłady, a dodatkowo zapewniły zysk. Stąd konieczność
przeprowadzania analiz związanych z oceną efektywności
inwestycji, polegających na określaniu relacji między
wielkością osiągniętych efektów i ponoszonymi nakładami,
zarówno w okresie budowy jak i w okresie eksploatacji.
Zadaniem powyższych analiz jest dostarczenie
wystarczających informacji niezbędnych do podjęcia decyzji
o realizacji danej inwestycji bądź o jej zaniechaniu.
W[...]
|
|
|
|
Badanie i właściwości wybranych ferromagnetyków przemagnesowywanych obrotowo
|
|
|
Wojciech A. PLUTA
|
Na przełomie lat 70 i 80 wzrosło zainteresowanie zjawiskiem przemagnesowania obrotowego w związku zdążeniem podwyższenia
efektywności przetwarzania energii elektrycznej. Zjawisku przemagnesowania obrotowego ferromagnetyków poświęcono spotkania warsztatowe [1]
ukierunkowane na konstrukcje aparatury pomiarowej oraz właściwości materiałów w polach obrotowych. W artykule przedstawiono skrótowo
stosowane metody pomiarowe oraz właściwości wybranych materiałów ferromagnetycznych takich jak stopy SiFe, NiFe oraz CoFe w warunkach
przemagnesowywania obrotowego.
Abstract. At the turn of 70 and 80 years increased interest in rotational magnetisation phenomena what had influence on increasing efficiency of
electrical energy conversion. To the phenomena of rotational magnetization are devoted workshop meetings [1] directed to construction of
measuring apparatuses and properties of materials in rotational field. In this paper are shown shortly used measuring methods and properties of
ferromagnetic materials such as SiFe, NiFe and CoFe alloys in rotational magnetisation conditions. (Investigations of the selected ferromagnetic
samples magnetised rotational)
Słowa kluczowe: przemagnesowanie obrotowe, straty obrotowe, materiały magnetycznie miękkie
Keywords: rotational magnetisation, rotational loss, soft magnetic materials
Introduction
Gdy energia elektryczna stała się towarem handlowym
opracowano metody jej pomiaru i przesyłu na duże
odległości. Podjęto wówczas, w różnych państwach prace
nad układami dwu- i trójfazowymi [2, 3], a wskazanie twórcy
systemu trójfazowego jest bardzo trudne. Znany jest fakt,
że w 1879 roku prof. Baily F.G. zaprezentował w Turynie
obracający się w obrotowym polu magnetycznym miedziany
dysk [3]. Najprawdopodobniej to zainspirowało włoskiego
uczonego Galileo Ferraris do opracowania modelu silnika
obrotowego z rdzeniem ferromagnetycznym w 1888 roku.
W efekcie prof. Baily F.G. przeprowadził badania nad
histerezą obrotową i o[...]
|
|
|
|
Badanie za pomocą metody Barkhausena zmian własności warstw zahartowanych indukcyjnie
|
|
|
Tomasz GARSTKA Kazimierz JAGIEŁA Marek GAŁA
|
W artykule przedstawiono wyniki badań własności warstw zahartowanych przy pomocy metody Barkhausena. Do obróbki cieplnej
zarówno hartowania jak i odpuszczania zastosowano nagrzewanie indukcyjne próbek. Znalezione zostały związki pomiędzy parametrami szumu
Barkhausena a zmianami twardości zahartowanych warstw wierzchnich próbek.
Abstract. In this paper, the result of the studies of hardened layer by Barkhausen method was shown. The heat treatment of the samples -
hardening and annealing by induction heating was used. The relationship between the changes in hardess of the samples’ surfaces layers and
Barkhuasne noise parameters was found. (Investigations of the hardened layers by means of Barkhausen noise method)
Słowa kluczowe: zjawisko Barkhausena, hartowanie indukcyjne
Keywords: Barkhausen effect, induction hardening
Wstęp
Proces obróbki cieplnej stali konstrukcyjnych
stosowany w celu polepszenia ich własności
mechanicznych, takich jak twardość, wytrzymałość czy
odporność na ścieranie jest procesem dwuetapowym.
Składa się on z operacji hartowania oraz operacji
odpuszczania. Podczas hartowania stalowy przedmiot
nagrzewany jest powyżej temperatury austenityzacji Ac3 a
następnie szybko schładzany, z prędkością umożliwiającą
otrzymanie struktury martenzytycznej. Uzyskana w ten
sposób struktura jakkolwiek odznacza się bardzo wysoką
twardością, to cechuje ją jednak znaczna kruchość i
obecność dużych wartości naprężeń własnych
sprzyjających pękaniu [1]. Dlatego też, bezpośrednio po
hartowaniu przeprowadza się dodatkowy zabieg
odpuszczania polegający na wygrzewaniu w temperaturze
niższej od Ac1. W wyniku tego zabiegu modyfikacji ulega
uzyskana w wyniku hartowania struktura martenzytyczna a
zarazem i jej własności mechaniczne.
Jedną z odmian hartowania jest hartowanie indukcyjne,
w którym nagrzewnie przedmiotu odbywa się w wyniku
przepływu w obrabianym przedmiocie zaindukowanych
prądów wirowych [2]. Nagrzewnie indukcyjne w stosu[...]
|
|
|
|
CMOS inverter based analog multipliers
|
|
|
Witold MACHOWSKI
|
W artykule przedstawiono koncepcję realizacyjną czteroćwiartkowych analogowych układów mnożących zrealizowanych w oparciu
inwerter CMOS. Układy analogowe wykorzystujące w swojej strukturze blok inwertera nie są ostatnio rzadkością, tym niemniej są to prawie
wyłącznie aplikacje w układach liniowych. Rozszerzenie realizowanych funkcji o podstawową operację nieliniową jaką jest analogowe mnożenie
sygnałów jest istotnym krokiem w kierunku realizacji zupełnej bazy analogowych bloków funkcjonalnych bazujących na inwerterze.
(Analogowe układy mnożące w oparciu o inwerter CMOS)
Abstract. In the paper a concept of CMOS implementation of four-quadrant inverter-based analog multipliers is presented. Analog circuits utilizing
CMOS inverter become more an more popular recently, however most of research papers focus almost exclusively on linear applications. Exceeding
the class of analog operations with multiplication of analog signals (which is a basic nonlinear one) may be a milestone step towards a complete
base of analog signal processing blocks based on CMOS inverter.
Słowa kluczowe: technika analogowa, układ mnożący, technologia CMOS, układy niskonapięciowe.
Keywords: analog circuits, analog multiplier, CMOS technology, low voltage circuits.
Introduction
The domination of CMOS technology in contemporary
microelectronics seems to be unquestionable, but of course
present and especially predicted future CMOS significantly
differs from that of past decades. Some of CMOS evolution
aspects are especially challenging for analog part. When
designing analog CMOS, the circuit designer has at his
disposal very limited set of elements - in many cases only
n-channel and p-channel MOSFETs. Thus all the
demanded circuit features are to be obtained solely by
appropriate transistor channel dimensioning. Some
electrical parameters as well as total power dissipation
(both in normal and stand-by mode) are strongly dependent
on supply voltage and threshold volt[...]
|
|
|
|
Deformacje stojana maszyny indukcyjnej spowodowane asymetrią zasilania
|
|
|
Paweł IDZIAK Stanisław RAWICKI
|
W pracy przeanalizowano deformacje stojana trójfazowego silnika indukcyjnego klatkowego, wywoływane przez niesymetrię napięć
układu zasilającego. Opracowano oryginalne obrazy węzłowego modelu maszyny indukcyjnej. Wyznaczono częstotliwości, dla których drgania
silnika są największe. Pomiary i analizę otrzymanych wyników przeprowadzono dla połączenia trójfazowego uzwojenia stojana w gwiazdę oraz w
trójkąt.
Abstract. The paper deals with analysis of stator deformations of a three-phase squirrel-cage induction motor; these deformations have been
caused by asymmetry of the supply voltages. The original nodal model of the induction machine was elaborated. Frequencies connected with the
greatest motor vibration were determined. Measurements and analysis of results were made for the star and delta connection of the stator winding.
(Analysis of stator deformations of a three-phase squirrel-cage induction motor).
Słowa kluczowe: pole elektromagnetyczne, deformacje stojana, drgania, silnik indukcyjny klatkowy.
Keywords: electromagnetic field, stator deformations, vibration, squirrel-cage induction motor.
Wstęp
Wysoki popyt na energię, a zwłaszcza energię elektryczną
i ciągle rosnące koszty jej uzyskania powodują, że
w systemie energetycznym coraz częściej jako źródło energii
pojawiają się zespoły prądotwórcze o niewielkich relatywnie
mocach jednostkowych działających na odmiennych
zasadach (ogniwa paliwowe, ogniwa fotowoltaiczne, turbiny
wiatrowe z generatorami asynchronicznymi dwustronnie
zasilanymi i inne). Różnorodność źródeł oraz ich rozproszenie
wpływają na jakość energii elektrycznej w sieci, w
tym na asymetrię napięć. Asymetria napięć w sieciach niskiego
napięcia (nn) jest dodatkowo wywoływana niesymetrią
obciążenia poszczególnych faz.
Asymetria napięć w sieci niskiego napięcia określana
jest poprzez współczynnik asymetrii u2 definiowany jako
stosunek wartości skutecznej składowej przeciwnej napięcia
do wartości skutecznej składowej z[...]
|
|
|
|
Detekcja i identyfikacja wyładowań niezupełnych w transformatorze przy użyciu metody emisji akustycznej
|
|
|
Wojciech SIKORSKI
|
W artykule poddano szczegółowej analizie możliwości i ograniczenia metody emisji akustycznej (EA) stosowanej do detekcji i
identyfikacji wyładowań niezupełnych w transformatorach energetycznych. Zagadnienia omówione w artykule dotyczą propagacji sygnałów EA w
kadzi transformatora energetycznego, głównie zaś problemowi ich tłumienia przez bariery preszpanowe.
Abstract. The advantages and disadvantages of the acoustic emission method (AE) used in detection and identification of partial discharges in
power transformers were in detail analyzed in the paper. The questions discussed in the paper concern AE pulses propagation in power transformer
tank, mainly the problem of their attenuation by pressboard barriers. (The detection and identification of partial discharges in power
transformer with the use of the acoustic emission method).
Słowa kluczowe: wyładowania niezupełne, metoda emisji akustycznej, diagnostyka transformatorów energetycznych.
Keywords: partial discharges, acoustic emission method, power transformer diagnostics.
Wstęp
Emisja akustyczna (EA) jest to grupa zjawisk
polegających na generacji fal sprężystych (akustycznych
lub wibroakustycznych), powstających w wyniku
wyzwalania energii wiązań międzycząsteczkowych
(odkształcenia, pękanie, przemiany fazowe). Fakt ten
przyczynił się do opracowania metody emisji akustycznej
szeroko wykorzystywanej w diagnostyce stanu narzędzi
skrawających i procesu skrawania, w nadzorze
niezawodności maszyn i konstrukcji, w badaniach
zmęczenia i pękania materiałów, wykrywaniu wad
materiałowych, w badaniach górotworów w celu
przewidywania trzęsień Ziemi, przewidywaniu tąpnięć w
kopalniach oraz w kontroli i badaniu przebiegów reakcji
chemicznych i przemian fazowych [1].
Metoda ta znalazła również zastosowanie w
elektroenergetyce, gdzie wykorzystano fakt, że
wyładowania niezupełne generują fale emisji akustycznej (w
trakcie wyładowania niezupełnego następuje impulsowa
przemiana części energii el[...]
|
|
|
|
Detektor przejścia małego prądu przez wartość zerową
|
|
|
Jerzy BAJOREK Andrzej KAŁWAK Józef NOWAK
|
Detektor składa się z dwu komparatorów magnetycznych porównujących natężenia pola wytworzone przez prąd badany oraz przez
prąd wysokiej częstotliwości. Modulowane są wtedy fazy impulsów wyjściowych z komparatorów magnetycznych. Fazy impulsów z obydwu
komparatorów są jednakowe, gdy wartość chwilowa prądu badanego jest zerowa. Jeśli badany prąd przechodzi przez wartość zerową, to zmienia
się kolejność impulsów z komparatorów. Przedstawiono układ i właściwości detektora, który wykrywa przejścia badanego prądu przez wartość
zerową na podstawie kolejności impulsów z komparatorów magnetycznych.
Abstrakt.
A detector consists to two magnetic comparators which compare magnetic field intensity generated by tested current with magnetic field intensity
generated by high frequency current. Then phases of output impulses of magnetic comparators are modulated. Phases of impulses from the both
comparators are the same when instantaneous value of tested current equals zero. If examined current passes through zero value, then the
sequence of impulse from comparators is changed. The circuit and properties of detector of passing of tested current by zero value based on
sequence of impulse from magnetic comparators are presented. (Detector of passing of small current through zero value)
Słowa kluczowe: prąd, wartość zerowa, komparacja magnetyczna.
Keywords: current, zero value, magnetic comparating.
Wstęp
Sygnał przejścia prądu przez określoną wartość, a w
szczególności przez wartość zerową, jest potrzebny dla
uwzględnienia warunku początkowego w przypadku, gdy
prąd jest mierzony metodą indukcyjną [1]. Ponieważ prądy
występują w obwodach (na przykład systemu
elektroenergetycznego), których potencjały mogą znacznie
różnić się od wartości zerowej, więc w tych przypadkach do
wykrywania przejść prądu przez wartość zerową nadają się
tylko komparatory magnetyczne. Sygnał na wyjściu
komparatora magnetycznego pojawia się bowiem w
obwodzie izolowanym galwa[...]
|
|
|
|
Diagnostics of dc machine based on sound recognition with application of FFT and Jacquard distance
|
|
|
Adam GŁOWACZ Witold GŁOWACZ
|
A new approach to determination of similarity of sound of dc machine is presented. This approach is based on FFT and Jacquard
distance. Investigations of the sound recognition were carried out for faultless dc machine and dc machine with shorted rotor coils. Results of sound
recognition are included in this paper.
Streszczenie. Przedstawiono nowe podejście do rozpoznawania dźwięku maszyny prądu stałego. Podejście to jest oparte na zastosowaniu szybkiej
transformacji Fouriera i metryki Jacquarda. Badania rozpoznawania dźwięku przeprowadzono dla maszyny prądu stałego podczas pracy normalnej
i przy zwarciu zezwojów wirnika. Wyniki badań potwierdzają dużą skuteczność rozpoznawania dźwięku maszyny prądu stałego. (Diagnostyka
maszyny prądu stałego oparta na rozpoznawaniu dźwięku z zastosowaniem FFT i metryki Jacquarda)
Keywords: sound recognition, processing, classification, diagnostics, Jacquard distance.
Słowa kluczowe: rozpoznawanie dźwięku, przetwarzanie, klasyfikacja, diagnostyka, odległość Jacquarda.
Introduction
At present there are many methods of sound recognition
[1-4]. Most of them are based on data processing [5,6]. The
aim of this paper is analysis of a system which enables
sound recognition of imminent failure condition. Sound
recognition system contains preliminary data processing,
scheme of feature extraction and classification algorithm. It
makes possible to identify sounds. Sound recognition
application can classify feature vectors. Feature vectors are
created as a result of preliminary data processing and FFT.
There was applied Jacquard distance as a classifier.
Investigations were carried out for direct current machine
because it produces characteristic sounds. Measurements
were made using OLYMPUS TP-7 (microphone) and
Realtek High Definition Audio (sound card). It can notice,
that sound of faultless dc machine is different from sound of
faulty dc machine. The difference of sounds depends on
differences in ordered se[...]
|
|
|
|
Dynamika silników liniowych o poprzecznym strumieniu wzbudzenia
|
|
|
Jacek MIKOŁAJEWICZ
|
W artykule krótko omówiono budowę i zasadę działania silnika liniowego o poprzecznym strumieniu wzbudzenia. Przedstawiono
model matematyczny zjawisk zachodzących w silniku liniowym czteropasmowym. Analizę stanów dynamicznych przeprowadzono w środowisku
MatLab-Simulink. Przedstawiono wybrane wyniki badań symulacyjnych.
Abstract. In the paper, the construction and principle of working of the Transverse Flux Linear Motor have been shortly presented. The
mathematical model of the phenomena in four-phase linear motor has been presented. Analysis of the dynamic states has been carried out in
MatLab-Simulink environment. Selected results of the computer simulations have been presented. (Dynamic States of Transverse Flux Linear
Motors).
Słowa kluczowe: silniki liniowe o poprzecznym strumieniu wzbudzenia, model obwodowy, stany dynamiczne.
Keywords: transverse flux linear motors, circuit model, dynamic states.
Wstęp
Silniki liniowe znajdują obecnie bardzo szerokie
zastosowanie w przemyśle, w szczególności jako siłowniki
we wszelkiego rodzaju liniach produkcyjnych.
Pierwsze silniki liniowe były silnikami o strumieniu
podłużnym. Obecnie jednak coraz częściej można spotkać
się z silnikami o strumieniu poprzecznym. O przynależności
silników do danej grupy decyduje wzajemne położenie
względem siebie wektorów: gęstości prądu w uzwojeniu
wzbudnika oraz kierunku ruchu.
Najnowsze silniki liniowe o poprzecznym strumieniu
wzbudzenia są silnikami przełączalnymi o ruchu
postępowym. Ekspansja tego rodzaju konstrukcji
spowodowana jest przede wszystkim gwałtownym
rozwojem oraz upowszechnieniem się zaawansowanych
układów elektronicznych, niezbędnych do zasi[...]
|
|
|
|
Działanie wyłączników różnicowoprądowych przy doziemieniu silnika zasilanego z przemiennika częstotliwości
|
|
|
Stanisław CZAPP Mirosław WŁAS
|
W artykule przedstawiono analizę widmową prądu ziemnozwarciowego przy doziemieniu na zaciskach silnika zasilanego z
przemiennika częstotliwości. Eksperymentalnie wyznaczono prąd zadziałania wyłączników różnicowoprądowych przy takim doziemieniu.
Przedstawiono również prąd zadziałania prototypowego wyłącznika różnicowoprądowego charakteryzującego się dobrymi własnościami przy silnie
odkształconych prądach różnicowych. Podjęto próbę oszacowania, ze względu na próg fibrylacji serca, dopuszczalnej wartości prądu rażeniowego
zawierającego wiele wyższych harmonicznych.
Abstract. In the paper spectral characteristic of earth fault current in case of earth fault in the motor circuit supplied via frequency converter is
presented. Tripping current of residual current devices in case of earth fault in the motor circuit is determined. Tripping characteristics of the
prototype residual current device for distorted earth fault current is presented. Permissible level of touch current for its various distortion is evaluated.
(Residual current devices tripping current in case of earth fault in the motor circuit supplied via frequency converter).
Słowa kluczowe: doziemienia, ochrona przeciwporażeniowa, wyłączniki różnicowoprądowe, przemienniki częstotliwości.
Keywords: earth fault, protection against electric shock, residual current devices, frequency converters.
Wstęp
Najczęściej stosowaną metodą modulacji w falownikach
napięcia wykorzystywanych do regulacji prędkości
obrotowej silników indukcyjnych jest modulacja szerokości
impulsów z wykorzystaniem wektora przestrzennego, tzw.
metoda obrotu wektora napięcia [1]. Na rysunku 1
przedstawiono uproszczony schemat obwodu przemiennika
częstotliwości z falownikiem napięcia. Przemienniki
częstotliwości, stosowane do regulacji prędkości silników
indukcyjnych, są zazwyczaj wyposażone w układ pomiaru
napięcia wejściowego Ud falownika, dwóch prądów
obciążenia silnika (czujniki prądowe P1 i P2 na rys. 1). Te
pomi[...]
|
|
|
|
Eddy current losses in magnetic circuit with solid ferromagnetics
|
|
|
Bronisław TOMCZUK Dariusz KOTERAS
|
Eddy current distributions in solid ferromagnetic bulks were calculated. The tested solid pieces have been settled in the 1-phase
amorphous magnetic circuit. Finite Element Method (FEM) was used to create mathematical models for the magnetic field analyses. In this paper,
some calculation results were given. Energy losses have been measured and compared with the calculated ones. The verification yields good
agreement and rightness of the mathematical modelling.
Streszczenie. Obliczono rozkłady prądów wirowych w litych ferromagnetycznych toroidach. Testowane lite elementy umieszczono w 1-fazowym
amorficznym obwodzie magnetycznym. Do tworzenia modeli matematycznych dla analiz pola magnetycznego wykorzystano Metodę Elementów
Skończonych (MES). W tym artykule podano wybrane wyniki obliczeń. Straty wiroprądowe zostały zmierzone i porównane z obliczonymi.
Weryfikacja daje dobrą zgodność i prawidłowość modelowania matematycznego. (Prądy wirowe w obwodzie magnetycznym z litym
ferromagnetykiem).
Keywords: 3D field analysis, eddy current losses, magnetic circuits, solid iron materials.
Słowa kluczowe: 3-wymiarowa analiza polowa, straty z prądów wirowych, obwody magnetyczne, lite materiały żelazne.
Introduction
Ferromagnetic materials are widely used in industrial
appliances. Those materials are divided into soft and hard
ferromagnetics. Continuous technical development of the
magnetic engineering causes significant improvement of
magnetic properties ferromagnetic alloys, and manufacture
some new materials. Main properties of soft ferromagnetics
are: saturation magnetic flux density, coercive field strength
and core losses. Electric circuits, which include magnetic
parts, are applied into wide range of frequency from tens Hz
till hundred kHz [1]. Especially, core losses are significantly
depending on the frequency.
Mainly, soft ferromagnetics are used for as 1-phase or
3-phase magnetic cores. Some kind of ferromagnetics are
magnetic ceramic o[...]
|
|
|
|
Eliptyczne pole magnetyczne w torach wielkoprądowych
|
|
|
Zygmunt PIĄTEK Dariusz KUSIAK Tomasz SZCZEGIELNIAK
|
W artykule wykazano, że dwuwymiarowe harmoniczne pole magnetyczne ze składowymi o różnych fazach początkowych jest polem
eliptycznym. Do charakteryzowania wartości zespolonego wektora takiego pola zaproponowano długość dłuższej półosi elipsy jaką zakreśla koniec
tego wektora w ciągu jednego okresu. Podano sposób wyznaczania tej długości poprzez wprowadzenie płaszczyzny zespolonej. Przedstawiono
przykłady eliptycznego pola magnetycznego występującego w torach wielkoprądowych w przypadku zewnętrznego i wewnętrznego zjawiska
zbliżenia.
Abstract. In the article it has been demonstrated that the two-dimensional harmonic magnetic field consisting of components with differing initial
phases is an elliptical field. In order to define the value of the complex vector of that field, the length of the longer semi-axis, traced by the end of this
vector during one period, has been suggested. The method for calculating that length through the introduction of the complex plane has been given.
Examples have been provided of the elliptical magnetic field present in high current busducts in the case of the external and internal proximity
effects. (Elliptical magnetic field in the high current busducts).
Słowa kluczowe: tor wielkoprądowy, pole magnetyczne, prądy wirowe, funkcje Bessela
Key words: high current busduct, magnetic field, eddy currents, Bessel functions
Wstęp
Przy badaniu pól magnetycznych rurowych
nieekranowanych i ekranowanych torów wielkoprądowych
posługujemy się walcowym układem współrzędnych
(r,Θ, z) . W ogólnym przypadku pola harmonicznego
wartości chwilowe poszczególnych składowych pola są
funkcjami czasu t, a ponadto one same, jak również ich fazy
początkowe, są funkcjami dwóch zmiennych
przestrzennych r i Θ, czyli [1, 2]
(1) h(r,Θ,t) 1r hr (r,Θ,t) 1Θ hΘ (r,Θ,t)
gdzie
hr (r,Θ,t) 2 Hr (r,Θ) cost r (r,Θ)
oraz
hΘ (r,Θ,t) 2 HΘ (r,Θ) cost Θ (r,	[...]
|
|
|
|
Fractionally matched load to the power source
|
|
Using the concept of the source loss operator and the minimum internal losses criterion it was calculated a new case of optimal current,
which is called the fractional matching current. This current is colinear with the current calculated according to the criterion of maximum power
(energy) transmitted from source to the receiver. The concept of fractional matching allow us to clarify several issues related to power sources, such
as definition of the minimum source losses as a function of fraction of maximum source power (Pmax), or find a critical load of source, which has
been defined as equal 75% of the maximum source power. At which the minimum losses equal 25% of Pmax and the source efficiency is 75%. The
paper raises also the problem of matching circuits synthesis and presents some examples of calculations.
Streszczenie. Stosując pojęcie operatora stratności źródła I kryterium minimum strat wewnętrznych otrzymano nowy przypadek prądu optymalnego,
który nazwano prądem dopasowania ułamkowego. Prąd ten jest kolinearny z prądem dopasowania otrzymanym z warunku maksimum mocy
(energii) pobieranej ze źródła. Pojęcie dopasowania ułamkowego pozwala na wyjaśnienie kilku kwestii dotyczących źródeł zasilania w energię
elektryczną, takich jak: określenie minimalnych strat w źródle jako funkcji ułamka mocy maksymalnej, czy też znalezienie punktu krytycznego
obciążenia źródła, za który uznano obciążenie równe 75% mocy maksymalnej źródła (Pmax), przy którym minimalne straty są równe 25% Pmax a
sprawność źródła wynosi 75%. W pracy poruszono też problem syntezy dwójnika dopasowującego jako ob[...]
|
|
|
|
Influence of fast switching phenomena on electrical insulation systems
|
|
|
Barbara FLORKOWSKA Marek FLORKOWSKI Jakub FURGAŁ Piotr PAJĄK Józef ROEHRICH Paweł ZYDROŃ
|
In-service stresses cause degradation of high voltage insulating systems. The assessment of the intensity and dynamics of these processes,
being a consequence of local, working electric field strength is considered mainly at the sinusoidal voltage. However in applications where power
electronics converters are used the voltage stress usually has a form of fast switching pulses composed of repetitive sequences. Such pulse trains
usually pose a modulated width and fast rise- and fall-times. Such conditions have essential influence on inception and development of partial discharges
in insulating systems subjected to a non-sinusoidal stimulus. The insulation degradation mechanism is especially important to cables and electrical
machines subjected to non-sinusoidal waveforms. The paper presents the simulation results and experimental investigations of fast overvoltages at the
electrical machines and influence of a fast switching stimulus on electrical insulation systems of electric machines, including partial discharge measurements
and analysis.
Streszczenie. Narażenia eksploatacyjne powodują degradację wysokonapięciowych układów izolacyjnych. Ocena intensywności i dynamiki tych
procesów, będących konsekwencją lokalnego roboczego natężenia pola elektrycznego, jest rozważana głównie dla napięcia sinusoidalnego. Jednakże
w praktyce są stosowane elektroniczne konwertery, których napięcie ma postać szybko przełączanych impulsów tworzących powtarzalne sekwencje.
Takie impulsy mają zwykle postać przebiegów szybko narastających i wolno opadających. Takie warunki mają istotny wpływ na rozpoczęcie i rozwój
wyładowań w układach izolacyjnych poddanych działaniu niesinusoidalnych przebiegów. Mechanizm degradacji izolacji jest specjalnie ważny dla kabli i
maszyn elektrycznych poddanych działaniu wymuszeń niesinusoidalnych. W artykule przedstawiono wyniki symulacji oraz wyniki badań szybkich
przepięć w maszynach elektrycznych i wpływ szybkich zjawisk łączeniowy[...]
|
|
|
|
Inteligentne pomiary zużycia mediów budynku w systemie KNX
|
|
|
Leszek MUSZYŃSKI
|
W artykule przedstawiono i omówiono ideę inteligentnych pomiarów zużycia mediów dostarczanych do budynku (ang. Smart
Metering). Zwrócono uwagę na konieczność zmniejszania zapotrzebowania budynków na energię oraz na znaczenie Smart Meteringu w redukcji
kosztów utrzymania budynku. Zaprezentowano przykłady realizacji techniki inteligentnych pomiarów w systemie automatyki budynkowej KNX.
Abstract: The article presents and discusses the idea of intelligent measurement of building’s media consumption (Smart Metering). The emphasis
is laid on the necessity of decreasing energy demand in buildings and on the significance of Smart Metering technique in the reduction of
maintenance costs. Examples of Smart Metering application in KNX building automation system are presented. (Intelligent measurements of
building’s media consumption with KNX system)
Słowa kluczowe: system KNX, automatyka budynkowa, inteligentny budynek, inteligentne pomiary
Keywords: KNX system, building automation, intelligent building, smart metering
Wstęp
Do każdego budynku doprowadzane są media
niezbędne do funkcjonowania jego oraz osób z niego
korzystających. Media te dostarczane są poprzez
następujące instalacje: elektryczną, gazową, cieplną,
wodno-kanalizacyjną, teletechniczną. Za korzystanie z
każdej z nich pobierane są opłaty. O ile w przypadku
telefonii i Internetu otrzymujemy lepsze oferty za coraz
niższe ceny, o tyle inne media konsekwentnie drożeją.
Jednym z powodów tego jest wzrastające zapotrzebowanie
na energię zarówno w przemyśle, jak i w sektorze
mieszkaniowym.
"Na szczycie Rady Europejskiej 8-9 marca 2007r.
przyjęto Plan Działań integrujący politykę klimatyczną i
energetyczną Wspólnoty Europejskiej. Głównym celem tego
planu jest ograniczenie wzrostu średniej globalnej
temperatury oraz zmniejszenie zagrożenia wzrostu cen i
ograniczenia dostępności podstawowych źródeł energii,
jakimi są ropa i gaz. Plan tych działań nazwano w skrócie
3x20%. Jed[...]
|
|
|
|
IX Seminarium Naukowe WZEE 2009 Wybrane Zagadnienia Elektrotechniki i Elektroniki Poznań-Baranowo 21-23.09.2009
|
|
|
Wojciech Pietrowski
|
W dniach od 21 do 23 września 2009 odbyło się IX
Seminarium Naukowe "Wybrane Zagadnienia
Elektrotechniki i Elektroniki" (WZEE 2009) w Baranowie
koło Poznania. Konferencja odbyła się pod patronatem
Polskiego Towarzystwa Elektrotechniki Teoretycznej i
Stosowanej (PTETiS), Polskiej Sekcji IEEE oraz Wydziału
Elektrycznego Politechniki Poznańskiej.
Merytoryczny nadzór nad konferencją sprawował
Komitet Naukowy pod przewodnictwem prof. Krzysztofa
Kluszczyńskiego, przewodniczącego Zarządu Głównego
PTETiS. W skład komitetu wchodziło 27 osób. Pracami
lokalnego Komitetu Organizacyjnego kierował prof. Lech
Nowak, przewodniczący PTETiS - Oddziału w Poznaniu.
Uroczyste otwarcie seminarium odbyło się w sali
wykładowej w budynku przy Domu Studenckim Nr 1,
dawniej Polsko-Niemieckiego Centrum Wykładowego na
terenie Politechniki Poznańskiej. Gości przywitał prof. L.
Nowak. Do prezydium uroczystej sesji otwierającej
zaproszono prof. Konrada Skowronka - dziekana Wydziału
Elektrycznego PP, prof. Marka Domańskiego - kierownika
Katedry Telekomunikacji Multimedialnej i Mikroelektronik[...]
|
|
|
|
Kompensacja mocy biernej i filtracja wyższych harmonicznych za pomocą filtrów biernych LC
|
|
|
Andrzej LANGE Marian PASKO
|
W pracy przedstawiono wyniki pomiarów prądów, napięć, mocy oraz wyższych harmonicznych prądów i napięć w sieci nn pewnego
zakładu przemysłowego, w którym zainstalowane są odbiorniki nieliniowe, a do kompensacji mocy biernej użyto baterii kondensatorów z dławikami
ochronnymi. Pomiarów dokonano w dwóch punktach stacji zasilająco-rozdzielczej SN/nn, tj. w polu transformatora i w polu baterii kondensatorów z
dławikami ochronnymi. Na podstawie wyników pomiarów dokonano analizy pracy baterii kondensatorów z dławikami ochronnymi jako kompensatora
mocy biernej oraz filtra wyższych harmonicznych. Przeprowadzono również analizę teoretyczną możliwości pracy układu kompensacyjnego bez
dławików ochronnych.
Abstract. In the paper, results of measurements of currents, voltages, powers and higher harmonics of currents and voltages in a LV network in an
industrial plant in which nonlinear receivers are installed and for the purpose of reactive power compensation the battery of condensers with
protective chokes was used. Measurements were realized in two points of the supplying-distributing MV/LV station, it means in the transformer field
and in the condensers battery with protective chokes field. On the basis of these measurements there was performed the analysis of the condenser
bank with protective chokes operation as the reactive power compensator and as the higher harmonics filter. The theoretical analysis of possibility of
work of the compensatory system without protective chokes was performed too. (Compensation of the reactive power and filtration of high
harmonics by means of passive LC filters)
Słowa kluczowe: jakość energii elektrycznej, wyższe harmoniczne napięć i prądów, moc bierna, filtry pasywne.
Keywords: electric power quality, higher harmonics of voltages and currents, reactive power, passive filter.
Wstęp
Nowoczesne układy napędowe stosowane do silników
klatkowych, jak również do silników prądu stałego pobierają
z sieci elektroenergetyczn[...]
|
|
|
|
Komputerowa wizualizacja budowy maszyn elektrycznych
|
|
|
Wojciech PIETROWSKI
|
W artykule zaprezentowano trójwymiarową wizualizację konstrukcji maszyn elektrycznych. Proces tworzenia został podzielony na
dwa etapy. W pierwszym etapie rysowane są pojedyncze elementy konstrukcyjne. W drugim etapie następuje złożenie elementów w jeden obiekt a
następnie stworzenie animacji. Szczególna uwaga została położona na dokładne odwzorowanie każdego elementu, w tym wymiarów oraz
powierzchni materiału. Uzyskane animacje komputerowe mogą znaleźć zastosowanie jako pomoc dydaktyczna na wykładach, konferencjach.
Abstract. In this paper the three dimensional visualization of electrical machines has been presented. The creation process has been divided into
two parts. In the first technical drawings were made, and in the second animation has been produced. Special attention has been paid to proper
presentation of every part of device, including dimensions and material surface. The obtained 3D animation can be used in lectures, conferences.
(Computer visualization of electrical machines construction).
Słowa kluczowe: grafika komputerowa, maszyny elektryczne, wizualizacja.
Keywords: computer graphics, electrical machines, visualization.
Wstęp
Współczesne zastosowania grafiki komputerowej obejmują
coraz szerszy zakres dziedzin naukowych oraz
komercyjnych. Dzięki opracowanym programom
komputerowym możliwa staje się trójwymiarowa
wizualizacja maszyn i urządzeń elektrycznych [1].
Zastosowanie znajduje również w metodzie elementów
skończonych do przedstawienia siatek dyskretyzujących
[2, 3] oraz do wizualizacji wyników obliczeń [4],
W artykule przedstawiono realizację modelowania i
komputerowej wizualizacji elementów konstrukcyjnych
maszyn elektrycznych. Do wizualizacji wybrano maszynę
komutatorową oraz transformator trójfazowy. Proces
tworzenia wizualizacji maszyn elektrycznych podzielono na
dwa etapy. W pierwszym etapie wykorzystano program
AutoCAD do wykonania modeli elementów konstrukcyjnych.
Każdy z elementów został narysowany od[...]
|
|
|
|
Koszty awaryjności stacji transformatorowo – rozdzielczych SN/nN
|
|
|
Andrzej Ł. CHOJNACKI Zbigniew ŚWIERCZEWSKI
|
Zapewnienie ciągłości zasilania jest najważniejszym zagadnieniem dla dystrybutorów energii elektrycznej. Istnieje jednak wiele
czynników powodujących przerwy w dostawie energii do odbiorców końcowych. Występowanie oraz charakter awaryjnych przerw w zasilaniu
odbiorców energii elektrycznej są uwarunkowane wieloma czynnikami. Zależą one od stanu technicznego oraz układu sieci, w której wystąpiło
zakłócenie, jej wyposażenia w aparaturę łączeniową i automatykę oraz od miejsca, rodzaju i przyczyny awarii. W referacie przedstawiona została
analiza skutków awaryjności stacji transformatorowo-rozdzielczych SN/nN eksploatowanych w sieciach miejskich oraz wiejskich. Zaprezentowane
zostały modele niezawodnościowe czasów odnowy, czasów przerw w zasilaniu odbiorców oraz niedostarczonej energii elektrycznej.
Przeprowadzona została obszerna analiza kosztów strat u odbiorców komunalnych oraz dystrybutorów energii spowodowanych awariami stacji
SN/nN.
Abstract. Ensuring continuity of supply is the most important issue for electricity distributors. But there are many factors that cause interruption in
the supply of energy to end users. The occurrence and nature of power supply of electricity consumers are subject to many factors. They depend on
the technical state of system and network, in which the disruption occurred, they depend on the equipment in switch gear and remote control and on
the location, the nature and causes of failure. This paper presents an analysis of result of a failure MV / LV relay - distribution station operating in
urban and rural areas. In paper presents reliability models of recovery time, time of break in energy supply and not supply energy to consumers of
electricity. In the paper also carried out extensive analysis of the costs of losses incurred by the public consumers and energy distributors as a result
of the failure. (The cost of a failure MV / LV relay - distribution station).
Słowa kluczowe: niezawodność, awaryjność, stacje e[...]
|
|
|
|
Measurements and analysis of partial discharges in high voltage insulating systems at exploitation stresses
|
|
|
Barbara FLORKOWSKA Marek FLORKOWSKI Paweł ZYDROŃ
|
The paper presents development of measurement and analysis methods of partial discharges from the point of view of high voltage
insulating systems diagnostic. The application of digital signal processing methods in partial discharge measurements enables improvement of PD
detection sensitivity and gives new possibilities of the PD pattern interpretation for both physical mechanisms investigations and assessment of PD
development in insulating systems at in-service stresses. Authors present results of researches connected with: analysis of phase-resolved patterns
of partial discharge pulses; the methods of signal-to-noise improvement; the influence of AC voltage distortion by the higher harmonics; and also
possibilities of detection and analysis of PD at low frequency voltages, and in conditions of very fast voltage pulses.
Streszczenie. (Pomiary i analiza wyładowań niezupełnych w układach izolacyjnych wysokiego napięcia przy narażeniach
eksploatacyjnych). W artykule przedstawiono rozwój metod pomiaru i analizy wyładowań niezupełnych (wnz) z punktu widzenia diagnostyki
wysokonapięciowych układów izolacyjnych. Zastosowanie metod cyfrowego przetwarzania sygnałów w pomiarach wnz pozwala zwiększyć czułość
detekcji impulsów wyładowań oraz daje nowe możliwości interpretacji obrazów wnz zarówno dla badań mechanizmów fizykalnych tych zjawisk, jak
i dla oceny ich rozwoju w układach izolacyjnych pod działaniem narażeń eksploatacyjnych. Autorzy przedstawiają wyniki badań związanych z:
analizą obrazów fazowo-rozdzielczych impulsów wyładowań niezupełnych, metodami poprawy stosunku sygnał/szum, wpływem odkształceń
napięcia przemiennego przez wyższe harmoniczne, a także możliwościami detekcji i analizy wnz przy obniżonej częstotliwości i w warunkach
działania szybkozmiennych impulsów napięciowych.
Keywords: high voltage insulation, partial discharges, in-service diagnostics
Słowa kluczowe: izolacja wysokonapięciowa, wyładowania niezupełne, diagnostyka eksplo[...]
|
|
|
|
Metoda Lagrange’a w rozwiązywaniu układów ze sprzężeniami - automatyczne wykrywanie niezależnych oczek, część pierwsza
|
|
|
Lesław GOŁĘBIOWSKI Marek GOŁĘBIOWSKI Damian MAZUR
|
W artykule przedstawiono metodę automatycznego określania niezależnych oczek obwodu elektrycznego przy wykorzystaniu tylko
jego macierzy połączeń. Zastosowano w tym celu teorię Lagrange’a przy obecności źródeł napięcia jak i strat dyssypacyjnych na rezystancjach.
Przedstawiona metoda jest alternatywą dla metody potencjałów węzłowych i szczególnie nadaje się do obwodów ze sprzężeniami magnetycznymi.
Przykładowym zastosowaniem jest rozwiązywanie układów prostowniczych typu "clean power" z autotransformatorami.
Abstract. This article presents the method for automatic finding of the independent closed loop of the electric circuit, based only on its connection
matrix. The Lagrange method was used and the presence of the voltage sources and the dissipation losses in the resistances was taken into
account. The introduced method is an alternative for the node potential method and is particularly effective for solving electrical circuits with
magnetic couplings. As an example of the application of the proposed method the ‘clean power’ type rectifier with autotransformer can be
given.(The Lagrange method for solving electrical circuits with magnetic couplings - automatic finding of circuit’s independent closed
loop. Part one).
Słowa kluczowe: teoria Lagrange’a, metoda oczkowa, prostownik "clean power", indukcyjności rozproszenia autotransformatora.
Keywords: Lagrange theory, loop method, clean power rectifier, autotransformer dissipation inductance.
Wstęp
Najczęściej stosowaną metodą wykorzystywaną do
rozwiązywania układów elektrycznych jest metoda
potencjałów węzłowych. Występują jednak trudności z jej
zastosowaniem przy występowaniu cewek ze sprzężeniami
magnetycznymi. W tym przypadku można wyprowadzić
równania układu za pomocą metody Lagrange’a. Jest to
tematem tego artykułu, którego dalszym ciągiem jest artykuł
[10].
Zgodnie z teorią Lagrange’a zachowanie się układu jest
równoznaczne z zapewnieniem [...]
|
|
|
|
|
|
Modelowanie zwarć zwojowych silnika indukcyjnego zasilanego z przemiennika częstotliwości
|
|
|
Czesław T. KOWALSKI Robert WIERZBICKI Marcin WOLKIEWICZ
|
W artykule przedstawiono model matematyczny silnika indukcyjnego z uszkodzony uzwojeniem stojana. Stopień uszkodzenia
modelowany jest poprzez zmianę liczby zwojów w jednej fazie uzwojenia stojana. Zaprezentowano porównawcze wyniki badań symulacyjnych oraz
eksperymentalnych silnika z uszkodzonym uzwojeniem stojana przy zasilaniu z przekształtnika częstotliwości dla różnej liczby zwartych zwojów.
Zaproponowany model matematyczny silnika dobrze odzwierciedla zmiany zachodzące w rzeczywistym silniku z uszkodzonym uzwojeniem stojana i
może być stosowany do testowania metod detekcji uszkodzeń stojana.
Abstract. In this paper a mathematical model of induction motor in the case of stator fault is presented. The fault level is modeled by a change of a
number of the stator winding turns. Comparison of simulation and experimental results of the converter-fed induction motor for different number of
shorted turns is presented. It is shown that the demonstrated mathematical model gives a high accuracy in relation of experimental results and can
be used for testing of detection methods of stator faults in induction motor. (Converter-fed induction motor modelling with inter-turn stator
faults).
Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, uszkodzenia uzwojeń stojana, modelowanie matematyczne, analiza FFT, monitorowanie.
Keywords: induction motor, stator short-circuits, mathematical modeling, FFT analysis, monitoring.
Wstęp
Najczęstszymi elektrycznymi uszkodzeniami silników
indukcyjnych są uszkodzenia uzwojeń stojana wynikające z
degradacji izolacji międzyzwojowej, międzyfazowej lub
głównej. Uszkodzenia izolacji pojawiają się nagle w postaci
zwarć w uzwojeniach i wymagają możliwie szybkiego
odłączenia zasilania maszyny. Stosowane obecnie układy
zabezpieczeń nie reagują na zwarcia małej liczby zwojów w
uzwojeniu fazy, gdyż powodują one zbyt małe zmiany
ilościowe w prądach fazowych. Natomiast prąd powstający
w zwartym obwodzie, o wartości niekiedy kilkadziesiąt r[...]
|
|
|
|
Modern magnetic materials - the review
|
|
|
Slawomir TUMANSKI
|
W artykule przedstawiono współczesne materiały magnetyczne. Opisano materiały magnetycznie miękkie - żelazo, stopy żelaza,
blachy elektrotechniczne, stopy NjFe, ferryty, materiały amorficzne i na nanokrystaliczne. Opisano też materiały magnetycznie twarde - Alnico,
ferryty, materiały na bazie ziem rzadkich. (Współczesne materiały magnetyczne - przegląd).
Abstract. The paper reviews modern magnetic materials. As soft magnetic materials it has been described - iron, iron cobalt alloys, iron aluminum
alloys, SiFe electrical steels, NiFe alloys, soft ferrites, amorphous and nanocrystalline alloys. As hard magnetic materials there are described - Alnico
alloys, hard ferrites and rare-earth metals based alloys.
Słowa kluczowe: materiały magnetyczne miękkie, blachy elektrotechniczne, materiały magnetyczne twarde.
Keywords: soft magnetic materials, hard magnetic materials, electrical steel, amorphous and nanocrystalline alloys.
Introduction
Commonly as magnetic materials we consider the
ferromagnetic or ferrimagnetic materials although also other
materials (diamagnetic and paramagnetic) exhibit magnetic
properties. This magnetic materials are divided into two
clearly separated class of materials - soft magnetic
materials and hard magnetic materials. As a criterion it is
assumed the coercivity - IEC Standard 404-1 proposed the
coercivity 1 kA/m as a value to distinguish both groups of
products. This border is rather symbolic because both
classes are completely other - from soft magnetic materials
we require as small as possible coercivity (even part of A/m
- not larger than 100 A/m) while hard magnetic materials
should have coercivity as large as possible (larger than 100
kA/m). Recently on the market appear intermediate class of
hard magnetic materials called semi-hard magnetic
materials (with coercivity between 1000 and 100 000 A/m).
Fig. 1 presents the range of magnetic materials taking into
account coercivity.
Fig. 1. The range of mar[...]
|
|
|
|
Modulator trzypoziomowego falownika typu FLC z regulacją napięcia na kondensatorze o zmiennym potencjale
|
|
|
Tadeusz PŁATEK Jacek RĄBKOWSKI
|
Artykuł opisuje oryginalny modulator szerokości impulsów trzypoziomowego falownika typu FLC (ang. Flying Capacitor)
opracowany w celu zastosowania w filtrze aktywnym. Oprócz możliwości kształtowania napięcia wyjściowego zapewnia on także stabilizację
napięć na kondensatorach o zmiennym potencjale. W pracy przedstawiono zasadę działania modulatora, podano wyniki badań symulacyjnych i
eksperymentalnych jednofazowego falownika trzypoziomowego.
Abstract. The paper describes the original PWM modulator of the flying capacitor converter developed to Active Power Filter application. Besides
output voltage control, presented solution provides control and stabilization of the voltage across the flying capacitor during transients of the DC
circuit. The paper consists of the modulator description, simulations as well as experimental results of the single phase, three-level inverter (PWM
modulator for three-level FLC inverter with the flying capacitor voltage balancing)
Słowa kluczowe: przekształtnik wielopoziomowy, kondensatory o zmiennym potencjale, stabilizacja napięć, FLC
Keywords: Multilevel converter, balancing the flying capacitor voltages, Flying Capacitor Converter
Wstęp
Dwupoziomowe falowniki napięcia, pracujące jako
równoległe filtry aktywne prądu w sieciach o napięciu
powyżej 3x400V, wymagają zastosowania tranzystorów
IGBT o napięciu blokowania wyższym niż 1,2kV.
Częstotliwość przełączeń takich tranzystorów w falownikach
o mocy kilkaset kW jest ograniczona ze względu na
komutacyjne straty mocy i na przykład dla klasy napięciowej
1,7kV praktycznie nie powinna przekraczać 7kHz. Tak mała
częstotliwość pracy wymaga zastosowania na wyjściu
falowników filtrów LC (eliminujących składową w.cz.) o
odpowiednio małej częstotliwości rezonansowej, co z kolei
ogranicza wymaganą stromość prądów wyjściowych.
Właściwości falowników wielopoziomowych umożliwiają
wykorzystanie tranzystorów o napięciu blokowania
mniejszym od napięcia w obwodzie DC, char[...]
|
|
|
|
Mostkowa metoda pomiaru stratności materiałów magnetycznie miękkich
|
|
|
Andrzej MAJOCHA Roman GOZDUR
|
W referacie przedstawiono mostek pomiarowy przeznaczony do pomiaru mocy strat i stratności materiałów magnetycznych. Cechą
szczególną omawianego mostka jest to, że jest on w równowadze przy zasilaniu napięciem stałym, natomiast podczas zasilania napięciem
przemiennym jest mostkiem niezrównoważonym. Sygnały pomiarowe mostka w stanie nierównowagi są miarą mocy strat materiału magnetycznego.
Wyniki eksperymentów przedstawione w referacie są potwierdzeniem tezy, że przedstawiona metoda mostkowa do pomiaru mocy strat oraz
stratności materiałów magnetycznych zapewnia uzyskanie poprawnych wyników pomiarów.
Abstract. In this paper the measuring bridge dedicated to power losses measurement of magnetic materials is presented. The bridge has a unique
property; it is balanced when it is supplied by a direct current and it is unbalanced when supplied by an alternating current. When the bridge is
unbalanced the measuring signals at are the measure of the power losses of the magnetic material. Experiment results confirm the thesis that this
bridge method provides proper measuring results of power losses of magnetic materials. (Bridge method of measurements of the power loss)
Keywords: measuring bridge, unbalanced bridge, power losses of magnetic materials
Słowa kluczowe: mostek pomiarowy, mostek niezrównoważony, stratność materiałów magnetycznych
Wstęp
Jednym z najistotniejszych etapów badań materiałów i
obwodów magnetycznych jest określenie strat mocy lub
energii w materiale magnetycznym.
Powszechnie znane są metody pomiaru strat energii lub
mocy w materiałach magnetycznych. Polegają one na
wyznaczaniu strat energii na podstawie wartości
powierzchni dynamicznej pętli histerezy magnetycznej lub
wyznaczaniu strat mocy metodą bezpośrednią lub
pośrednią [1], [2]. Pomiar strat energii polega na pomiarze
powierzchni pętli histerezy magnetycznej, której wartość
jest równa stracie energii w czasie jednego okresu
przemagnesowania materiału ferromagnetyczne[...]
|
|
|
|
Możliwości zastosowania hybrydowego złącza magnetyk-piezoelektryk jako sensora pola magnetycznego
|
|
|
Karol KUCZYŃSKI
|
W artykule przedstawiono wyniki eksperymentalne zastosowania efektu magnetoelektrycznego w hybrydowym złączu magnetykpiezoelektryk
jako sensorze pola magnetycznego. Przedstawiono charakterystyki przetwarzania mierzonego pola magnetycznego na sygnał
wyjściowy otrzymany ze złącza.
Abstract. The paper presents the results of experimental investigation of the magnetoelectric effect in the application hybrid magneto-piezoelectric
junction as magnetic field sensor. The possibility of output voltage measurement of the sensor in the function of DC magnetic field HDC is also
considered. (Possibilities of the application hybrid magneto-piezoelectric junction as magnetic field sensor).
Słowa kluczowe: efekt magnetoelektryczny, magnetostrykcja, magnetometry, amorficzne materiały magnetyczne, materiały
piezoelektryczne
Keywords: Magnetoelectric effects, Magnetostriction, Magnetometers, Amorphous magnetic materials, Piezoelectric materials.
Wprowadzenie - stan wiedzy
Opracowanie nowoczesnych magnetyków
charakteryzujących się dużymi wartościami odkształceń
magnetostrykcyjnych oraz piezoelektryków o dużej czułości
odkształceniowej stwarza nowe możliwości budowy
sensorów pól magnetycznych o wartościach rzędu od kilku
do kilkuset A/m [2, 3]. Zasada działania tych sensorów
polega na oddziaływaniu elementu magnetostrykcyjnego,
wywołanym polem magnetycznym, na piezoelektryk.
Oddziaływanie to w literaturze opisane jest jako efekt
magnetoelektryczny (ME) [1]. Efekt ten polega na zmianach
polaryzacji dielektrycznej (P) piezoelektryk[...]
|
|
|
|
Nanoskopowa analiza orientacji domen magnetycznych z wykorzystaniem technik bliskiego pola
|
|
|
Mariusz OZIMEK Andrzej SIKORA Dominika GAWORSKA-KONIAREK Wiesław WILCZYŃSKI
|
NiFe thin films deposited onto Si substrate at room temperature via impulse magnetron sputtering. Magnetron deposition was carried out
in sputtering power 550 W and different argon pressure (0.4, 1.0, 4.0 Pa). The ferromagnetic layers thicknesses were 80, 150 and 120 nm
respectively. The samples were characterized by X-Ray diffraction. Effect of sputtering parameters on domain structure, as explored by magnetic
force microscopy (MFM), was focused. The investigation showed a variety of magnetic domain microstructures (Utilisation of Near Field
Microscopy for Nanoscopic Analysis of Magnetic Domain Orientation).
Streszczenie. Cienkie warstwy NiFe otrzymano na szkle kwarcowym za pomocą impulsowego rozpylania magnetronowego. Proces nakładania
prowadzono przy stałej mocy (550 W) i różnym ciśnieniu gazu roboczego (0,4, 1,0, 4,0 Pa). Zbadano strukturę domenową otrzymanych warstw za
pomocą mikroskopii sił magnetycznych (MFM). Grubość powłok zawierała się w przedziale od 80 do 150 nm.
Keywords: magnetic force microscopy, magnetic domains, thin films Ni-Fe, magnetron sputtering.
Słowa kluczowe: mikroskopia sił magnetycznych, domeny magnetyczne, cienkie warstwy Ni-Fe, rozpylanie magnetronowe.
Wstęp
Nanotechnologia, będąca nowym kierunkiem nauki,
powstałym w wyniku intensywnego jej rozwoju umożliwia
prowadzenie badań na poziomie mikro- i nanoskopowym.
Stosowanie nieustannie rozwijanych, nowoczesnych
narzędzi badawczych pozwala na określenie właściwości
materiałów trudnych lub niemożliwych do opisania za
pomocą tradycyjnych metod.
Mikroskopia bliskiego pola, w szczególności mikroskopia sił
atomowych (AFM, ang. Atomic Force Microscopy)
dostarcza informacji na temat różnych właściwości
powierzchni badanego obiektu [1, 2]. Możliwe jest to dzięki
pomiarowi sił Van der Waalsa, lepkości, magnetycznych i
elektrostatycznych występujących między badaną
powierzchnią, a skanującym ostrzem znajdującym się w
odległości od uła[...]
|
|
|
|
Nowa metoda synchronizacji, w stanie dynamicznym związanym z wyrównywaniem częstotliwości łączonych obiektów
|
|
|
Grzegorz REDLARSKI
|
W artykule przedstawiono nowy sposób realizacji warunku częstotliwościowego w stanie dynamicznym związanym z wyrównywaniem
prędkości kątowych łączonych obiektów elektroenergetycznych, który pozwala na znaczne, nawet kilkukrotne, skrócenie czasu trwania procesu
synchronizacji. Sposób ten znajduje szczególne zastosowanie w sytuacjach ruchowych wymagających szybkiego dostarczenia energii do systemu
elektroenergetycznego, np. w sytuacjach zagrożonych blackout’em.
Abstract. In the paper author has presented a new method of synchronisation in dynamic state, relevant to aligning the frequency of voltage of the
joined objects. The method allows for multiple reductions of time of the synchronisation and can be used in situations which require speed i.e.
situations which cause blackout. (New method of synchronization in dynamic state connnected with frequency compensation of switching of
electric power units).
Słowa kluczowe: system elektroenergetyczny, proces synchronizacji, metody synchronizacji, parametry łączenia
Keywords: electric power system, synchronization process, methods of synchronization, joined variables
Wstęp
Łączenie synchronicznych zespołów wytwórczych do
pracy równoległej w systemie elektroenergetycznym jest
procesem szczególnie ważnym i odpowiedzialnym, w
sytuacjach ruchowych wymagających pośpiechu [10, 13].
Opóźnienie tego procesu wiąże się z wydłużeniem czasu
potrzebnego na zbilansowanie zapotrzebowania na energię
elektryczną w systemie, a w skrajnych przypadkach może
być przyczyną blackout’u.
Obecnie proces łączenia synchronicznych obiektów
elektroenergetycznych do pracy równoległej (tzw.
synchronizacja) w systemach elektroenergetycznych jest
realizowany za pomocą specjalizowanych urządzeń
automatyki jakimi są synchronizatory automatyczne (SA).
Urządzenia te, cały proces sprowadzają do realizacji trzech
niezależnych warunków synchronizacji [2-6]: napięciowego,
częstotliwościowego oraz fazowego. O ile czas r[...]
|
|
|
|
Ocena skuteczności prognozowania na giełdzie energii
|
|
|
Katarzyna HALICKA
|
Istotnym i nowatorskim osiągnięciem, przeprowadzonych w ramach artykułu badań, jest skonstruowanie miary skuteczności prognoz
wykorzystywanych do budowy ofert giełdowych. W artykule przeprowadzono ocenę skuteczności prognozowania. Ponadto w celach porównawczych
wyznaczono skuteczność prognoz wykorzystywanych przy składaniu oferty giełdowej przez przykładowe przedsiębiorstwo obrotu. We wszystkich
analizowanych wypadkach prognozy wykorzystane przez autorkę były bardziej skuteczne, niż te wyznaczone przez przedsiębiorstwo.
Abstract: The most important and innovative achievement of the research carried out in the framework of the article is the construction of the
forecasts' effectiveness measures used to the construction of the Power Exchange bid. In the article, there has been evaluated the effectiveness of
forecasting. In addition, for comparative analysis, there has been set the effectiveness of forecasts used while making a bid by a power distribution
utility. In all of the examined cases, the forecasts used by the author have been more effective, than those set by the power distribution utility.
(Assessment of the effectiveness of forecasting on the power distribution on the Power Exchange)
Słowa kluczowe: skuteczność prognoz, giełda energii, prognozowanie cen energii, rynek energii
Keywords: forecast quality, Power Exchange, electric energy price forecasting, electric energy market
Wstęp
Uczestnik krajowego rynku energii budując swój portfel
zakupu/sprzedaży energii elektrycznej może korzystać
z różnych form obrotu w różnym horyzoncie czasowym.
Może m.in. dokonać transakcji w segmencie giełdowym,
kontraktowym i bilansującym. Segment giełdowy zapewnia
jawne, przejrzyste reguły zawierania transakcji oraz
zapewnia dużą elastyczność ich zawierania w wypadku
nieprzewidzianych zmian zapotrzebowania na energię
elektryczną. Poza tym, ogranicza ryzyko handlowe poprzez
zabezpieczenia finansowe składane przez uczestników.
W Polsce istnieje je[...]
|
|
|
|
Oszacowanie dopuszczalnej nieliniowo´sci trzeciego rz˛edu wzmacniacza sygnału OFDM
|
|
|
Adam RUDZIŃSKI
|
W niniejszej pracy przedstawione zostało oszacowanie wymaganej warto´sci parametru IP3 wzmacniacza sygnału OFDM, przy której
wnoszone zniekształcenia w postaci produktów intermodulacyjnych sa˛ poniz˙ej załoz˙onego poziomu. Rozwaz˙ono takz˙e wpływ szumów wnoszonych
przez wzmacniacz i porównano efekty obydwu mechanizmów degradacji sygnału. Wyprowadzenia zostały przeprowadzone w sposób analityczny,
dzie˛ki czemu rezultaty pracy moz˙na wykorzystac´ do ustalenia załoz˙en´ dla toru wzmacniaja˛cego juz˙ na samym pocza˛tku procesu projektowania.
Abstract. In this work, there is presented an estimation of IP3 required for an amplifier of OFDM signal, which allows to keep introduced intermodulation
distortions below desired level. Impact of the amplifier’s noise has been considered and both mechanisms of signal degradation have been compared.
All derivations have been performed analytically, and thus obtained results make it possible to establish requirements for the amplifier at the very
beginning of the design process. (Estimation of acceptable third order nonlinearity of OFDM signal amplifier)
Słowa kluczowe: modulacja OFDM, wzmocnienie, nieliniowo´s´c, intermodulacje
Keywords: OFDM modulation, amplification, nonlinearity, intermodulations
Wst˛ep
Koncepcja techniki modulacji znanej dzi´s jako OFDM
(ang. Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) i pierwsze
prace na jej temat pojawiły si ˛e około 40 lat temu [1-3],
a od około 10 lat technika ta cieszy si ˛e ogromnym zainteresowaniem
i wydaje sie˛ byc´ jednym z najbardziej obiecuja˛-
cych kierunków bada´n w dzisiejszej telekomunikacji. Metoda
ta polega na "zrównolegleniu" transmisji - zamiast szybkiej
modulacji jednej nos´nej, stosuje sie˛ jednoczesna˛ modulacj
˛e N no´snych o cz˛estotliwo´sciach tak dobranych, aby były
one wzajemnie ortogonalne. Prowadzi to do N-krotnego
wydłu˙zenia czasu trwania symbolu, dzi ˛eki czemu transmisja
staje si ˛e o wiele mniej wra˙zliwa na propagacj ˛e wie[...]
|
|
|
|
Polowa analiza wpływu konfiguracji uzwojeń na straty mocy w transformatorze impulsowym
|
|
|
Wiesław ŁYSKAWIŃSKI
|
W artykule przedstawiono typowe konfiguracje uzwojeń transformatorów impulsowych. Do analizy konfiguracji uzwojeń
zaproponowano polowo-obwodowy model sprzężonych zjawisk elektromagnetycznych i cieplnych. Opisano algorytm rozwiązywania równań modelu
metodą elementów skończonych (MES). Na podstawie zaprezentowanego algorytmu opracowano program do badania wpływu konfiguracji uzwojeń
na straty mocy w transformatorze. Przedstawiono wybrane wyniki badań.
Abstract. In the paper the typical windings configuration of pulse transformers are presented. For analysis of windings configuration the field-circuit
model of coupled electromagnetic and thermal phenomena is proposed. In order to solve these equations the finite element method (FEM) is used.
Elaborated on this basis software is used for determining the influence of windings configuration on power losses in pulse transformer. Selected
results of investigations are shown. (Field analysis of windings configuration influence on power losses in pulse transformer).
Słowa kluczowe: transformator impulsowy, zjawiska sprzężone, metoda elementów skończonych, konfiguracja uzwojeń.
Keywords: pulse transformer, coupled phenomena, finite element method, windings configuration.
Wstęp
Postęp techniczny w dziedzinie produkcji urządzeń
elektronicznych zmierzający w kierunku coraz większej
miniaturyzacji i uzyskania wyższej sprawności powoduje
stopniowe zastępowanie konwencjonalnych transformatorów
sieciowych nowoczesnymi transformatorami
impulsowymi. Stosuje się je w zasilaczach elektronicznych
urządzeń o dużym poborze prądu i niskim stabilizowanym
napięciu wyjściowym, jak np. w komputerach,
prostownikach do ładowania baterii oraz sprzęcie RTV. Ze
względu na dużą moc uzyskiwaną przy niewielkiej masie
wykorzystuje się je również w technologiach kosmicznych
oraz lotnictwie.
Z uwagi na masową produkcję celowe jest poszukiwanie
nowych konstrukcji transformatorów impulsowych o jak
najlepszych parametrach fun[...]
|
|
|
|
Polskie Normy PN-EN dotyczące blach elektrotechnicznych i metod badań ich własności magnetycznych
|
|
|
Henryk KOZIOŁEK Henryk LAMPA
|
W referacie zestawiono wprowadzone normy PN-EN na blachy elektrotechniczne i metody badań własności magnetycznych.
Scharakteryzowano je pod kątem ich zgodności z wymogami odpowiadających Norm Międzynarodowych, zwłaszcza IEC.
Abstract. In the paper the implemented standards PN-EN for electrical steel and methods of magnetic property tests have been presented. The
requirements of those standards are compared with international standards, in particular IEC (The up-to-date Polish Standards PN-EN for
electrical steel and methods of magnetic properties measurements).
Słowa kluczowe: blacha elektrotechniczna, własność magnetyczna, norma.
Key words: electrical steel, magnetic property, standard.
Wstęp
Polska wstąpiła do Unii Europejskiej dnia 1 maja 2004 r.
Wcześniej, 1 stycznia 2004 roku PKN został członkiem
europejskich organizacji normalizacyjnych CEN i
CENELEC, co było uzależnione od wprowadzenia do
normalizacji krajowej minimum 80 % Norm Europejskich i
wycofania wszystkich norm sprzecznych z tymi normami
[1],[2],[25].
O intensywnych pracach normalizacyjnych w okresie
poprzedzającym członkostwo mogą świadczyć dane m.in. z
raportu rocznego z działalności normalizacyjnej PKN za
2003 rok [3]: zrealizowano 5196 tematów normalizacyjnych;
zatwierdzono 3055 Polskich Norm, z czego 92,9 %
stanowiły wprowadzenia Norm Europejskich; przygotowano
do druku 4419 tytułów Polskich Norm, wydrukowano 3773
norm PN.
Również w zakresie norm wyrobu i badań dotyczących
blach elektrotechnicznych dokonano olbrzymiego kroku
zastępując dotychczasowe normy krajowe tłumaczeniami
ich regionalnych (EN) lub międzynarodowych (IEC)
aktualnych odpowiedników.
Niniejszy referat jest kontynuacją opracowania
przygotowanego w 2003 roku [20] oceniającego jakość i
nowoczesność wprowadzonych norm w stosunkowo
wąskim zakresie działalności gospodarczej jaki stanowią
blachy elektrotechniczne, ich wytwarzanie i stosowanie.
Normy te nie zmieniają się tak gwałtownie, jak np.
[...]
|
|
|
|
Pomiar anizotropii przenikalności magnetycznej i stratności za pomocą systemu do badań właściwości magnetycznych w polach wirujących
|
|
|
Jerzy BAJOREK Dominika GAWORSKA-KONIAREK Jarosław KONIAREK
|
Przedstawiono zastosowanie systemu do pomiaru właściwości magnetycznych materiałów ferromagnetycznych w polach wirujących
do pomiaru anizotropii właściwości magnetycznych. Metoda nie wymaga obracania badanego obiektu lub aparatury pomiarowej podczas pomiaru, a
jedynie sterowania systemem pomiarowym z poziomu programu operatorskiego.
Abstract. An application of computerized measuring system designed for measurement of magnetic properties of ferromagnetic materials under
rotational fields to measurements of magnetic properties anisotropy is presented. An effective alternative solution for the measurement of magnetic
properties in different directions, without the need to shift the sample or measuring apparatus but only by setting of measuring system by application
program is proposed. (Measurement of magnetic permeability and total specific loss anisotropy using computerized system for
measurements under rotational fields)
Słowa kluczowe: pomiary anizotropii właściwości magnetycznych, pola wirujące, pomiary magnetyczne.
Keywords: magnetic properties anisotropy measurement, rotational fields, magnetic measurements.
Wstęp
Parametry magnetyczne i warunki, w jakich powinny być
badane blachy elektrotechniczne, zarówno orientowane jak
i nieorientowane precyzuje norma techniczna. Jednakże
warunki, w których wykonywane są pomiary bardzo często
odbiegają od warunków eksploatacji magnetowodów
wykonanych z blach. Wartości parametrów magnetycznych
otrzymanych na drodze pomiarów za pomocą tradycyjnie
stosowanych urządzeń (aparat Epsteina, Single Sheet
Tester) nie uwzględniają szeregu właściwości blach w
zakresie kształtu i wykroju elementów dla maszynach
wirujących [1]. Pomiary takie zazwyczaj wykonywane są
wyłącznie w dwóch kierunkach: w kierunku walcowania i
prostopadłym do kierunku walcowania. W praktyce bardziej
przydatna jest znajomość parametrów magnetycznych
badanych materiałów ferromagnetycznych dla dowolnego
obrotu wektora magnesowania [...]
|
|
|
|
Pomiar mocy traconej w magnesach nadprzewodnikowych akceleratora
|
|
|
Grzegorz KOSOBUDZKI Andrzej STAFINIAK
|
W artykule przedstawiono wpływ różnych czynników na dokładność wyznaczania mocy obiektów o bardzo małym współczynniku
mocy. Analizę teoretyczną poparto wynikami badań mocy strat elektromagnesu nadprzewodzącego.
Abstract..The influence of some important factors on the result of power measurement of low power factor load was shown. The theoretical analysis
was verified by investigation of real measurement data of superconducting magnets. (AC Loss Measurement of Superconducting Magnet).
Słowa kluczowe: pomiar strat zmiennoprądowych, dokładność pomiaru.
Keywords: AC loss measurement, measuring accuracy.
Wstęp
W celu sprawdzenia poprawności wykonania magnesu
nadprzewodzącego wykonywany jest test określający straty
zmiennoprądowe. Pomiar energii lub mocy strat magnesów
nadprzewodzących może byś realizowany metodą
kalorymetryczną lub elektryczną. Metoda kalorymetryczna
jest wolna, gdyż wymaga ustabilizowania systemu
kriogenicznego. Metoda elektryczna bazująca na pomiarze
prądu i napięcia jest szybka i niezależna od układu
chłodzącego. Szybkość ma szczególne znaczenie w
przypadku przeprowadzania testów dla różnych wartości
przepływającego prądu lub indukcji w magnesie.
Dla obiektów o bardzo małym współczynniku mocy,
jakim jest elektromagnes nadprzewodnikowy, pomiar z
wykorzystaniem powszechnie stosowanej aparatury
obarczony jest dużym błędem [1]. Pomimo, że sposób jest
prosty - należy zebrać próbki prądu i napięcia oraz
wykonać obliczenia - to wynik jest obarczony błędem
spowodowanym przez takie czynniki jak:
- różnica pomiędzy przesunięciem fazowym toru
pomiarowego prądu i napięcia,
- dobór okna pomiarowego (początek okna, ilość próbek),
- algorytm obliczeń,
- rozdzielczość przetworników oraz sposób pobierania
próbek,
- zakłócenia zewnę[...]
|
|
|
|
Pomiary magnetyczne rdzeni transformatorów specjalnych do przekształtników
|
|
|
Andrzej BUZE
|
Do projektowania transformatorów i dławików stosowanych w przekształtnikach mocy potrzebne są często badania specjalne
materiałów i rdzeni magnetycznych. Poniżej omówiono: typowe przebiegi prądów i napięć w powyższych urządzeniach, rodzaje wykonywanych
badań, nawiązując do ich wykorzystania. Podano przykładowe wyniki otrzymane w laboratorium Instytutu Elektrotechniki.
Abstract. The shapes of voltage and current of transformers and power induction reactors are various, therefore during design this devices are
indispensable special tests of the materials and magnet core. There are presented typical tests results made in Electro Technical Institute and
explained the typical shapes of voltage and current in transformers and induction reactors windings. (Investigations of the transformer cores for
special purposes)
Słowa kluczowe: przekształtniki mocy, transformatory specjalne, dławiki indukcyjne, badania materiałów magnetycznych.
Keywords: Power static convertors, special transformers, induction reactors, tests magnetic materials.
Wstęp
Wraz z rozwojem energoelektroniki rośnie
zapotrzebowanie na urządzenia elektromagnetyczne
stosowane w układach napędowych i przetwornicach
statycznych. Do urządzeń tych należą transformatory i
dławiki.
Szczególnie wysokie wymagania odnoszą się do
przekształtników trakcyjnych, a więc również do
instalowanych w nich urządzeń elektromagnetycznych.
Przekształtniki te są projektowane i wykonywane w
Zakładzie Trakcji Elektrycznej Instytutu Elektrotechniki (ZTE
IEL), nie jest więc przypadkiem, że jedną ze specjalności
Zakładu stały się transformatory i dławiki przekształtników
mocy. Elementy te pracują przy napięciach i prądach
niesinusoidalnych oraz częstotliwościach wielokrotnie
większych od 50 Hz. W związku z tym, pożądany wynik
opracowywanych rozw[...]
|
|
|
|
Pomiary pola magnetycznego w układzie magnetycznym z nabiegunnikami przy użyciu światłowodu
|
|
|
Zdzisław ŻYCKI Tomasz BŁAŻEJCZYK
|
W pracy przedstawiono wyniki pomiarów składowej tangensjalnej indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej układu magnetycznego
maszyny elektrycznej o magnesach trwałych, wykonanych przy użyciu światłowodu - jako czujnika pola magnetycznego. Źródłem pola magnetycznego
był prąd w uzwojeniu magnesującym oraz magnesy trwałe. Na podstawie uzyskanych wyników pomiarów oraz obliczeń numerycznych
przedstawiono propozycję wykorzystania nabiegunników jako koncentratorów pola magnetycznego spełniających rolę drogi dla strumienia głównego
i strumienia rozproszonego.
Abstract. The paper presents measurement results of the tangential component of magnetic flux density in the air-gap of a magnetic system of an
electric machine with permanent magnets, made using fiber optic system as a sensor of the magnetic field. The source of magnetic field was the
current in a magnetizing winding and permanent magnets. On the basis of the obtained measurement results and numerical calculation a proposal
is presented to use the pole shoes as magnetic field concentrators fulfilling the function a path for the main flux and the leakage flux (Measurements
of magnetic field in a magnetic system with pole shoes using a fiber optic system).
Słowa kluczowe: układ magnetyczny, koncentrator pola magnetycznego, światłowód.
Keywords: magnetic system, flux concentrator, fiber optic.
Wstęp
Nie do pomyślenia jest opracowywanie i wprowadzanie
do produkcji nowych, doskonalszych i o coraz większej
mocy maszyn elektrycznych o magnesach trwałych bez
korzystania z rozwoju w zakresie półprzewodników, materiałów
magnetycznie twardych, podzespołów teletechnicznych
- a w tym również i światłowodów [1, 2], nie wspominając
już takich tradycyjnych dziedzin, jak produkcja materiałów
izolacyjnych i materiałów magnetycznie miękkich.
Wymienione dziedziny produkcji nie wyczerpują pełnej
listy czynników współtworzących postęp techniczny w dziedzinie
maszyn elektrycznych [3]. Do osiągnięcia war[...]
|
|
|
|
Poprawa dokładności predykcji strat energii w materiałach magnetycznych
|
|
|
Jan SZCZYGŁOWSKI Paweł KOPCIUSZEWSKI Krzysztof CHWASTEK Mariusz NAJGEBAUER Wiesław WILCZYŃSKI
|
W pracy przedstawiono statystyczny algorytm pozwalający na uzupełnienie danych pomiarowych, które są wykorzystywane w opisie
zależności stratności w funkcji indukcji magnetycznej i częstotliwości. Zależności takie, podawane niekiedy przez producentów materiałów
magnetycznych, są przydatne dla celów projektowych elementów indukcyjnych urządzeń elektrycznych. W pracy wykazano, że uzupełnienie danych
pomiarowych o statystycznie wygenerowane dane pozwala na obniżenie błędu estymacji takiej zależności. Wielkość tego błędu przekłada się na
przewymiarowanie rdzeni magnetycznych w urządzeniu elektrycznym, co pociąga za sobą niepotrzebne koszty
Abstract. In the paper a statistical algorithm, which allows us to supplement the measurement data, used in the descriptions of the dependencies of
loss densities on flux density and frequency. These dependencies, given sometimes by the producers of electrical steel, are useful for purposes of
design of inductive components in electric devices. In the paper it was proved, that supplementing of measurement data with statistically generated
ones allows us to diminish the estimation error concerning the predicted dependence. The error quantity is relevant when over-dimensioning of
magnetic cores in electric devices is concerned, which could incur unnecessary costs. (Improvement of the prediction of the loss of magnetic
materials)
Słowa kluczowe: predykcja strat mocy, metoda Monte Carlo, regresja nieliniowa, orientowane i nieorientowane stale elektrotechniczne.
Keywords: core loss prediction, Monte Carlo method, nonlinear regression, oriented and non-oriented electrical sheets.
Wstęp
Podstawowym parametrem w projektowaniu i analizie
pracy magnetowodów urządzeń elektrycznych jest
stratność materiału stosowanego w ich konstrukcji. Jej
wartość jest zwykle podawana w katalogach producentów
materiałów przy określonej wartości indukcji. Dla blach
elektrotechnicznych wynoszą one 1,5 oraz 1,7 T przy
częstotliwości 50[...]
|
|
|
|
Powder magnetic materials
|
|
|
Barbara ŚLUSAREK
|
Development of new soft and hard magnetic materials is one of the main factors decisive for the development of today’s electric
machines. Magnetic materials prepared by powder metallurgy technology find more and more application in electric machines and other
electromagnetic transducers. Magnetic parts are manufactured from different types of powder and by different methods of powder metallurgy
technology. The paper reviews soft and hard magnetic powders, technology of production of magnetic parts and their physical properties.
Streszczenie. Rozwój nowych materiałów miękkich i twardych magnetycznie stymuluje rozwój maszyn elektrycznych. Materiały proszkowe znajdują
coraz większe zastosowanie w konstrukcji maszyn elektrycznych i przetworników elektrycznych. W artykule dokonano przeglądu miękkich i twardych
magnetycznie materiałów proszkowych, technologii ich produkcji i ich właściwości. (Materiały magnetyczne proszkowe)
Keywords: soft magnetic powders, hard magnetic powders, magnetic properties of composites
Słowa kluczowe: materiały magnetyczne proszkowe, materiały kompozytowe.
1. Introduction
Development of soft and hard magnetic materials is one
of the main factors decisive for the development of new
generation of electromagnetic transducers, for example
electric machines. Magnetic parts are manufactured by
different methods, such as, for instance, casting, rolling,
sintering, injection moulding, compression moulding,
extrusion etc. Magnetic materials in the form of powder
manufactured by powder metallurgy technology find more
and more application in electric devices. Physical properties
of magnetic parts depend mainly on the kind of powder and
technology used. Powders of soft magnetic ferrites,
powders of iron and iron alloys are most frequently used for
soft magnetic materials. Hard magnetic ferrite, alloys of rare
earth elements and cobalt, such as Sm-Co and alloys of
Nd-Fe-B are most frequently used for hard magnetic
ma[...]
|
|
|
|
Power system with high temperature conductors
|
|
|
Olgierd MALYSZKO Michał ZEŃCZAK
|
There are problems with current-carrying capacity of transmission lines in power system. Two methods can be used in order to increase
current-carrying capacity: application of high temperature conductors or monitoring of conductors’ temperature in existing lines. The paper presents
the comparative analysis of these methods.
Streszczenie. W systemie elektroenergetycznym istnieją problemy z obciążalnością linii elektroenergetycznych. Są generalnie dwie metody zwiększenia
obciążalności linii: zastosowanie przewodów wysokotemperaturowych lub monitorowanie aktualnej temperatury przewodów. W artykule
zamieszczono analizę porównawczą obu metod. (System elektroenergetyczny z przewodami wysokotemperaturowymi).
Keywords. Power transmission line, current-carrying capacity, high temperature conductors, weather conditions.
Słowa kluczowe. Linie elektroenergetyczne, obciążalność prądowa, przewody wysokotemperaturowe, warunki pogodowe.
Introduction
Insufficient current-carrying capacity of overhead power
lines is the most important reason which creates difficulties
with connection of new sources and loads to power system.
Current-carrying capacity of lines is not the same like current-
carrying capacity of conductors. The main criterion
estimating current-capacity of conductors is their highest
permissible temperature. The basic criterion of currentcapacity
of line is maximum permissible sag, which is connected
with minimal distances between conductors and
ground and objects crossed by line. Thus current-carrying
capacity is such the current, by which the temperature of
conductors does not exceed the design temperature. The
design temperature is basis for estimation of permissible
sag and distances between conductors and crossed objects.
In Poland almost 80% of 110 kV lines have been
designed for 40oC. This value is the main reason of limitation
of currents in power lines. Only 20% of lines in Poland
have been designed for 60oC. These line[...]
|
|
|
|
Prace Wojciecha Urbańskiego z dziedziny nauk elektrycznych
|
|
Polskie Towarzystwo Elektrotechniki Teoretycznej i Stosowanej postanowiło przypomnieć w 2010 roku niemal całkowicie
zapomnianą postać Wojciecha Urbańskiego - prekursora polskich badań zjawisk elektrycznych. Jego prace zasługują
na przypomnienie, zarówno ze względu na osiągnięcia naukowe, jak również na ich znaczenie społeczne. Okoliczności, w
jakich działał Urbański w XIX wieku we Lwowie oraz Wiedniu zaważyły na losach jego publikacji, ważnych zwłaszcza dla
elektryków w Polsce zajmujących się teorią i zastosowaniem pola elektromagnetycznego.
Urbański urodził się 28 marca 1820 r. w miasteczku Chodorów nad Ługiem koło Żurawna u ujścia Świcy do Dniestru,
ok. 60 km na południe od Lwowa. Okolica ta jest znana z obrony Jana III Sobieskiego w 1676 r. przed oblężeniem wojsk
tureckich i tatarskich. Miejsce urodzenia Urbańskiego podano na podstawie aktu chrztu; w 26 tomie Encyklopedii Powszechnej
Samuela Orgelbranda z 1867 r., jak i w późniejszych notach encyklopedycznych z XIX i początków XX wieku,
jako miejscowość urodzenia podana jest majątek Dubrawka, gdzie 20. sierpnia 1822 r. urodził się jego brat Ludwik. Rodzice
- Jan Urbański oraz Antonina z domu Woyna - wywodzili się ze zubożałego szlacheckiego ziemiaństwa, zasłużonego m.in.
w rozwoju sądownictwa. Po nauczaniu początkowym w domu rodzinnym, szkolną naukę rozpoczął w 1828 r. w Brzeżanach;
od 6-tej klasy gimnazjalnej uczył się w Stanisławowie utrzymując się z udzielania korepetycji. Już w tym czasie wykazywał
duże uzdolnienia matematyczne. Ze względu na trudności materialne rodziny nie mógł podjąć studiów we Lwowie i
za poradą ojca podjął naukę w filozoficznym seminarium pod opieką jezuitów w Tarnopolu. Sprzyjającą wykształceniu
Urbańskiego okolicznością okazało się matematyczne przygotowanie rektora jezuitów Muklanowicza, który przez trzy semestry
uczył go prywatnie wyższej analizy matematycznej i jej zastosowań w zagadnieniach mechaniki oraz astronomii.
Podczas obchodzonej w dniu 31 lipca 18[...]
|
|
|
|
Predykcja w układach sterowania energetycznych filtrów aktywnych
|
|
|
Marcin MACIĄŻEK Marian PASKO
|
W artykule przedstawiono przykładowy algorytm sterowania Energetycznym Filtrem Aktywnym z predykcyjnym regulatorem prądu.
Algorytm ten bazuje na dyskretnym modelu układu z wykorzystaniem estymatora napięcia lub obserwatora napięcia. W artykule przedstawiono
również ogólne porównanie uĸładów sterowania z predykcją i bez predykcji. Analizy teoretyczne uzupełnione zostały wynikami symulacji.
Abstract. In the paper the control system of Active Power Filter with model based predictive current control has been presented. The estimator and
phase voltage observer has been designed and implemented into control system. The properties of controller with and without prediction has been
compared. Theoretical analysis has been followed by results of simulations.(Prediction in control systems of active power filters)
Słowa kluczowe: energetyczne filtry aktywne, algorytmy sterowania, jakość energii
Keywords: active power filters, control algorithms, power quality
Wstęp
Energetyczne filtry aktywne (EFA) pełnią w układzie
zasilającym rolę źródeł dodawczych prądów lub napięć,
kompensujących chwilowe odchyłki prądów lub napięć
zasilających od przebiegów sinusoidalnych. Podstawową
przyczyną odkształceń przebiegów prądów i napięć
zasilających są odbiorniki nieliniowe. W ostatnich latach
zmienił się charakter odbiorników dominujących. O ile
jeszcze kilkanaście lat temu główną przyczyną odkształceń
były duże odbiorniki przemysłowe, to dzisiaj większe
wartości odkształceń wprowadza bardzo duża liczba
nieliniowych odbiorników małej mocy tj. zasilacze
komputerów, ładowarki telefonów komórkowych,
energooszczędne świetlówki kompaktowe itp. Dynamicznie
zmieniająca się w ciągu doby liczba podłączonych do sieci
odbiorników powoduje, że trudno jest zaprojektować
rezonansowe filtry pasywne, które umożliwiłyby eliminację
wyższych harmonicznych. Natomiast ich zbyt wysoki udział
może być przyczyną np. przegrzewania się urządzeń
przesyłowych, uszkodzeń przewodów[...]
|
|
|
|
Problems in descriptions of hysteresis
|
|
|
Krzysztof CHWASTEK
|
Przedstawiono ideę modelu histerezy, w którym podatność różniczkowa jest iloczynem funkcji zależnej od magnetyzacji i sumy
dwóch składników. Omówiono problemy związane z opisem procesów odwracalnych magnesowania.
Abstract. The idea of product model of hysteresis is presented. Some problems related to the description of reversible magnetization processes are
discussed. (Problemy w opisach histerezy)
Słowa kluczowe: Odwracalność, procesy magnesowania, histereza
Keywords: Reversibility, magnetization processes, hysteresis.
Introduction
The occurrence of ambiguous, history-dependent
material responses to external stimuli in ferromagnetic,
ferroelectric, magnetostrictive and piezoelectric materials
has attracted attention of numerous researchers. For
symmetrical excitations the so-called hysteresis loops are
obtained as input-output relationships. The area within the
loop is interpreted as a measure of dissipated energy during
a single cycle of input variation. Therefore the existence of
hysteresis loops is attributed to irreversible processes,
which occur in these materials. These irreversible
processes might be interpreted as the result of domain wall
translations through structural defects present in the
material i.e. inhomogeneities, impurities, dislocations of
crystalline lattice, inclusions, voids etc., commonly termed
as pinning sites [1].
If the amplitude of input signal is small, another situation
can be envisaged. Energy of a moving domain wall may be
insufficient for it to cross a pinning site. Then the wall
behaves like a sling in a boy’s catapult - it bulges between
two adjacent pinning sites, but as the applied field is
removed, it restores its initial position. In that case there is
no energy dissipation thus the process is reversible.
The paper discusses some problems related to inclusion
of reversible processes in descriptions of hysteresis [2] and
presents a possible solution of the problem.
Idea of produc[...]
|
|
|
|
Relaksacja elektryczna materiałów w zakresie wielkiej częstotliwości i jej wpływ na pole elektromagnetyczne w układach metal-dielektryk
|
|
|
Bogusław BUTRYŁO
|
W artykule przedstawiono zagadnienia związane z numeryczną analizą pola elektromagnetycznego w strukturach materiałowych
charakteryzujących się nieidealną relaksacją. Omówiono wybrane elementy szerokopasmowej metody elementów skończonych. Poddano ocenie
rozkład pola w układzie z elementem metalowym otoczonym dyspersyjnym dielektrykiem opisanym modelem Davidson-Cole.
Abstract. This paper deals with the problem of computer-aided analysis of some complex, dispersive material structures with non-ideal relaxation.
Some components of the broadband formulation of the finite element dime domain method are presented. The field phenomena in a metal-dielectric
component are analyzed, assuming the Davidson-Cole fractional relaxation. (High frequency electric relaxation of materials and its impact on
distribution of electromagnetic field in dispersive dielectric placed on the conducting bodies).
Słowa kluczowe: pole elektromagnetyczne, dyspersja elektryczna, modele ułamkowe dyspersji, metoda elementów skończonych - FETD.
Keywords: electromagnetic field, dielectric dispersion, fractional models of dispersion, finite element method - FETD .
Wstęp
W konstrukcji urządzeń elektrycznych i elektronicznych
szerokie zastosowanie znajdują materiały złożone, m.in.
kompozyty strukturalne, laminaty wielowarstwowe oraz
mieszaniny bazujące na materiałach o strukturze
bezpostaciowej z domieszką składników o innych
właściwościach (m.in. polimerowych, krystalicznych). Ze
względu na skład, złożoną strukturę i długość łańcuchów
cząsteczkowych, materiały tego typu wykazują zmienność
przenikalności elektrycznej  w funkcji częstotliwości [1, 2].
Przedmiotem prowadzonych prac są zjawiska związane
z propagacją szerokopasmowych impulsów elektromagnetycznych
(EM) w układach małej skali, zbudowanych
z dielektryków dyspersyjnych oraz przewodników. W
artykule przedstawiono algorytm i wyniki dotyczące
materiałów, w których obserwuje się dyspersję o
charakterze relaks[...]
|
|
|
|
Short time stability of parametric filters
|
|
|
Janusz WALCZAK Anna PIWOWAR
|
In this paper analysis of short time stability of the first order parametric filters has been carried out. The parameters of these filters have
been described by exponential functions. In this article stability of considered class of LTV (linear time varying) filters for not only strictly positive
parametric functions has been proved using the criteria of short time stability.
Streszczenie. W artykule przeprowadzono analizę krótkoczasowej stabilności liniowych filtrów parametrycznych pierwszego rzędu. Parametry tych
filtrów opisane są funkcjami eksponencjalnymi. Wykorzystując kryteria stabilności krótkoczasowej wykazano, że funkcje parametryzujące nie muszą
być ściśle dodatnie by rozpatrywane klasy filtrów LTV (linear time varying) były stabilne. (Stabilność krótkoczasowa filtrów parametrycznych)
Keywords: short time stability, LTV filters, parametric filters
Słowa kluczowe: stabilność krótkoczasowa, filtry LTV, filtry parametryczne
Introduction
The definition of short time stability has been introduced
by G.V. Kamenkov [1] and nowadays is still used mainly
control systems (e.g. [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10],
[11]). Approximately the short time stability of systems is
understood as stability in BIBO sense (bounded input
bounded output) in interval of time [0, T]. Examination of
criteria and conditions of short time stability concerned
originally LTI (linear time invariant) systems [12], [13] for
which different and not always equivalent sufficient
conditions of stability had been given. In works [3], [4] the
necessary and sufficient conditions of LTV (linear time
varying) system stability have been carried out using
differential inequality in matrix form and Lyapunov functions.
By now a great deal of works is devoted to short time
stability analysis of dynamic systems described by
nonlinear state equations [4], [5], [6], [7], [8], [9], [14], [15],
[16], [17].
In this article the problem of short time stability of th[...]
|
|
|
|
Sieciowy przekształtnik prądowy PWM z aktywnym tłumieniem obwodu wejściowego
|
|
|
Jarosław MATULKA Roman BARLIK Mieczysław NOWAK Jacek RĄBKOWSKI
|
W artykule przedstawiono analizę właściwości trójfazowego przekształtnika sieciowego PWM z obwodem wyjściowym o charakterze
źródła prądu stałego z punktu widzenia współpracy z siecią o odkształconym napięciu. Główny nacisk położono na dobór parametrów filtru
sieciowego LC oraz analizę wpływu aktywnego tłumienia filtru wejściowego na kształt przebiegu wartości chwilowej prądu pobieranego z sieci
zasilającej. Analizę przeprowadzono przy użyciu wielkości względnych, co pozwala na proste ujecie zapisów analitycznych nadając im uniwersalny
charakter. Podano warunki skuteczności i ograniczeń stosowania aktywnej pętli tłumiącej zjawiska rezonansowe w obwodzie filtru sieciowego.
Rozważania teoretyczne zweryfikowano badaniami modelu laboratoryjnego.
Abstract. This paper describes properties of PWM current source converter from the ac power system with distorted line voltage point of view. The
main part of this work is involved with problem of choosing LC filter parameters. The analysis of active damping control of resonance phenomena in
LC filter and its influence on line current waveforms is given. A simplified time-domain model and analytic expressions have been presented to
synthesis an output feedback loop. The analysis on per unit quantities have been made. The theoretical investigations are verified by experimental
results captured from laboratory set-up. (Properties of PWM Current Source Converter with active damping control of the input circuits).
Słowa kluczowe: przekształtniki sieciowe PWM, aktywne tłumienie, współczynnik mocy, magazyny energii, odnawialne źródła energii
Keywords: PWM current type converters, active damping, power factor, energy storage, renewable energy sources
Wstęp
Przekształtniki sieciowe PWM z wyjściowym obwodem o
charakterze źródła prądu sterowane za pomocą
sinusoidalnej modulacji szerokości impulsów, modulacji
wektorowej czy też modulacji z eliminacją wyższych
harmonicznych, umożliwiają dwukierunkową wymianę
ener[...]
|
|
|
|
Specialized diagnostic system for induction motors
|
|
|
Maciej SUŁOWICZ Dariusz BORKOWSKI Tomasz WĘGIEL Konrad WEINREB
|
W artykule przedstawiono praktyczną realizację rozproszonego systemu diagnostycznego. Prototyp modułu tele-pomiarowego został
zainstalowany w jednej z polskich elektrowni. System wnioskowania diagnostycznego wykorzystuje wzorce diagnostyczne uzyskane z rozwiązań
modeli matematycznych. Blok wnioskowania diagnostycznego oparto na sieciach neuronowo-rozmytych typu TSK. Na przykładzie zilustrowano
generowanie diagnozy stanu silnika objętego stałym monitoringiem w systemie diagnostycznym. (Specjalizowany system diagnostyczny dla
silników indukcyjnych).
Abstract. This paper presents concept and operation of a diagnostic system. The pilot version of the Tele-measuring System was installed in a
Polish power plant. The Diagnostic Inference System uses the patterns obtained from the mathematical models solution. The diagnostic inference
block is based on the TSK neuro-fuzzy network. The example presented illustrates the diagnostic generating process of a motor which is
permanently monitored in this system.
Słowa kluczowe: Akwizycja danych, system tele-pomiarowy, diagnostyka uszkodzeń, silniki indukcyjne, systemy ekspertowy
Keywords: Data acquisition, tele-measuring system, fault diagnosis, induction motors, expert system
Introduction
Correct and precise diagnosis of induction motors is
necessary to ensure a greater safety during the exploitation
of the drive. Early detection of failures can significantly
reduce the probability of the system breakdown. That is
why, this is a very important task and very difficult to
achieve in complex diagnostic systems of the high power
drive systems.
The diagnosis of induction motors is constantly in the
centre of the attention of various authors of the scientific
papers, working on the subject of electrical machines. The
new, more complex and more sophisticated methods of the
diagnostic of the state of the electrical machine are being
constantly developed. Scientists and engineers propose a
variety of cage[...]
|
|
|
|
Statyczna metoda badania właściwości magnetycznych walcowych próbek magnesów
|
|
|
Jerzy BAJOREK Józef NOWAK Wiesław WILCZYŃSKI
|
Przedstawiono metodę badania właściwości magnetycznych próbek magnesów za pomocą zmierzonej indukcji pola zewnętrznego
wytworzonego między biegunami elektromagnesu, zmierzonej indukcji w szczelinie nad powierzchnią próbki oraz obliczonych wartości natężenia
pola odmagnesowującego. Pokazano, że tą metodą można badać również próbki magnesów o dużej koercji.
Abstract. A method of magnets characterization on the base of measurement of induction of external magnetic field generated between
electromagnet poles and induction in the gap over sample surface and calculation of demagnetizing magnetic field strength was presented in this
paper. It was shown that this method is also appropriate for magnets with high coercivity. (Static method of cylindrical magnets magnetic
properties measurement)
Słowa kluczowe: magnesy, badanie, metoda statyczna.
Keywords: magnets, measurement, static method
Wstęp
Namagnesowane magnesy są trwałymi źródłami pola
magnetycznego. Jeśli źródłem zewnętrznego pola jest tylko
magnes, to natężenie pola w magnesie jest bezwzględnie
mniejsze od jego koercji. W procesie magnesowania musi
być wytworzone natężenie pola zewnętrznego powodujące
nasycenie magnesu. Przyjmuje się, że nasycenie zostanie
osiągnięte, jeśli natężenie pola w magnesie będzie nie
mniejsze od pięciokrotnej koercji magnesu.
Właściwości magnetyczne magnesu charakteryzują
zależności polaryzacji magnetycznej od natężenia pola oraz
indukcji magnetycznej od natężenia pola. Zależności te
wystarczy mierzyć w zakresie wartości natężenia pola nie
większych od koercji. Badana próbka magnesu musi być
jednak wcześniej namagnesowana do nasycenia. Dla
prawidłowości pomiarów jednorodna próbka magnesu musi
być także (w odpowiednim zakresie natężeń pól)
jednorodnie magnesowana w miejscach, w których jest
badana.
Do badania właściwości magnetycznych próbek
magnesów są stosowane metody, w których indukcja w
próbce jest mierzona tylko metodą indukcyjną. Indukcji nie
[...]
|
|
|
|
Sterowanie przekształtnika AC/DC współpracującego z siecią metodą DPC-3A
|
|
|
Krzysztof KULIKOWSKI Andrzej SIKORSKI
|
W artykule opisano metodę bezpośredniej regulacji mocy przekształtnika AC/DC: DPC-3A, oraz porównano ją z działaniem regulacji
DPC. Podstawą porównania obu metod były częstotliwości łączeń (straty na przełączanie). Artykuł zawiera wyniki symulacji przeprowadzonych w
środowisku Matlab Simulink.
Abstract. The present article describes DPC-3A control method of AC/DC converter, as well compare this method with DPC method of direct power
control. The comparable switching frequency (the switching power losses) of described methods is basis of the comparison of these methods. This
article includes the results of the simulations performed in the Matlab Simulink environment. (DPC-3A control method of AC/DC converter
connected to AC grid).
Słowa kluczowe: DPC, bezpośrednia regulacja mocy, przekształtnik AC/DC, DPC-3A.
Keywords: DPC, direct power control, AC/DC converter, DPC-3A.
Wstęp
Metoda bezpośredniej regulacji mocy DPC (Direct
Power Control) [1] powstała ze względu na dostrzeżenie
wielu zalet metody bezpośredniej regulacji momentu DTC i
zaadoptowaniu jej zasad na potrzeby przekształtnika
AC/DC. Większość modyfikacji metody DTC minimalizuje
jej wady np. powoduje zmniejszenie częstotliwości łączeń i
uchybu regulowanego prądu. W celu polepszenia własności
metody DPC można adoptować modyfikowaną metodę
DTC-3A na metodę DPC-3A [2], która została opisana w
artykule.
Model matematyczny przekształtnika
Opis wektorów napięć kształtowanych w przekształtniku
w stacjonarnym układzie odniesienia αβ opisuje równanie
(1):
(1)




  

" ", dla n { , }
[n] U e , dla n { , ..., }
j(n ) π
dc
0 0 7
3 1 2 6
1
3 2
Ud
gdzie: Udc - napięcie w obwodzie pośredniczącym, n -
współczynnik opisujący stany zaworów przekształtnika, "0"
- wektor zerowy.
Wektory pochodnych prądu przekształtnika AC/DC
Rys.1. Schemat przekształtnika AC/DC
W stacjonarnym układ[...]
|
|
|
|
Sterowanie ślizgowe napędem bezpośrednim z silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi
|
|
|
Stefan BROCK
|
W pracy przedstawiono dyskretną implementację układu sterowania ślizgowego dla napędu bezpośredniego z silnikiem
synchronicznym z magnesami trwałymi. Dla wyeliminowania szybkich przełączeń zastosowano strefę graniczną, a dodatkowy człon całkujący
eliminuje uchyb ustalony. W pracy przedstawiono zasady doboru nastaw regulatora dla zmiennych parametrów układu. Rozważania teoretyczne
zilustrowano badaniami symulacyjnymi.
Abstract. This paper focuses on the discrete implementation of the sliding mode controller to direct drive with permanent magnet synchronous
motor. To avoid the chattering the boundary layer is used. Additional integrator is used to eliminate steady state errors. The tuning method for
variable system parameters is presented. Simulation results show that the control approach can decrease the tracking error, enhance the system's
robustness and attenuate high frequency chattering in the control signal. (Implementation of sliding mode control to direct drive with
permanent magnet synchronous motor).
Słowa kluczowe: sterowanie odporne, serwonapęd, ruch ślizgowy, strefa graniczna
Keywords: robust control, servo drive, sliding mode, boundary layer
Wstęp
W układach napędowych stosowanych w robotyce i
obrabiarkach CNC coraz częściej stosuje się napędy
bezpośrednie, zwłaszcza z silnikami synchronicznymi.
Wyeliminowanie przekładni mechanicznej zmniejsza błędy
pozycjonowania, zwiększa żywotność i obniża koszt
napędu. Jednocześnie jednak zwiększają się wymagania
dla układów sterowania. Jednym z takich wymogów jest
odporność na zmiany w szerokim zakresie momentu
bezwładności napędu, który często wielokrotnie przekracza
moment bezwładności silnika.
W wielu ośrodkach trwają badania odpornych układów
regulacji, w tym układów z ruchem ślizgowym. Tematem
licznych prac jest eliminacja szybkich przełączeń sygnału
sterującego, przy zachowaniu dobrych właściwości układu
[1].
W pracy przebadano możliwość zastosowania ruchu
ślizgowego w dys[...]
|
|
|
|
Stochastic power process for nonlinear inertialess elements
|
|
|
Dariusz GRABOWSKI
|
In many cases current and voltage waveforms in systems are expressed by stochastic processes. Instantaneous power definition for a
nonlinear inertialess elements with stochastic waveforms has been given in the paper. Moments of the power process have been defined as
deterministic functions of the moments of stochastic Gaussian current process. This paper is a continuation of previous works and aims at simplified
analysis of features of stochastic power processes. Theoretical considerations have been supplemented by examples.
Streszczenie. Przebiegi prądów i napięć w wielu układach elektrycznych mogą być opisywane poprzez procesy stochastyczne. W artykule
przedstawiono definicję mocy chwilowej jako procesu stochastycznego dla bezinercyjnego element nieliniowego, dla którego zadany jest przebieg
prądu. Momenty procesu stochastycznego mocy chwilowej zostały wyrażone jako deterministyczne funkcje momentów Gaussowskiego procesu
prądowego. Rozważania teoretyczne zilustrowano przykładami. (Moc jako proces stochastyczny w nieliniowych układach bezinercyjnych).
Keywords: stochastic processes, power definition, stochastic system modeling.
Słowa kluczowe: procesy stochastyczne, definicja mocy, modelowanie układów stochastycznych.
Introduction
Circuit analysis is usually carried out using deterministic
models of systems and assuming deterministic character of
waveforms observed in these systems. However, in many
cases current and voltage waveforms in systems are
expressed by stochastic processes [1], [2]. Stochastic
signals are widely applied not only in circuit theory but also
in modelling and analysis of power systems,
telecommunication, cryptology, economy etc. [3], [4], [5],
[6]. Gaussian processes play a special role in the stochastic
theory as they are mathematical models of many physical
phenomena such as noise currents in electronic devices,
fading communication channels, thermal noise processes,
atmospheric disturbances etc. In general [...]
|
|
|
|
Symulacja polowo-obwodowa charakterystyk pracy jednofazowego silnika indukcyjnego z pomocniczym uzwojeniem kondensatorowym
|
|
|
Krzysztof MAKOWSKI Marcin WILK
|
W artykule przedstawiono wyniki obliczeń dynamicznego i ustalonego stanu pracy jednofazowego silnika indukcyjnego z
pomocniczym uzwojeniem kondensatorowym przy rozruchu bez obciążenia i pracy przy obciążeniu znamionowym. Opracowany model polowoobwodowy
jednofazowego silnika kondensatorowego został zaimplementowany do obliczeń w środowisku programu Flux2D. Przedstawione wyniki
badań symulacyjnych służą do wstępnej weryfikacji opracowanego modelu obwodowo-polowego, dzięki któremu można uzyskać bardziej dokładne
charakterystyki pracy silnika niż za pomocą modeli obwodowych.
Abstract. The paper presents simulation results of dynamic and steady-state operation of the single-phase capacitor induction motor at no-load and
nominal load operation. Developed field-circuit model was implemented for calculation using Flux2D package. Obtained simulation results are
treated as preliminary verification of the model. (Field-circuit simulation of operation characteristics of the single-phase capacitor induction
motor).
Słowa kluczowe: mikrosilniki, jednofazowe, indukcyjne, kondensatorowe, modelowanie polowo-obwodowe.
Keywords: small-power motors, single-phase, capacitor induction motor, field-circuit modeling.
Wstęp
Jednofazowe silniki indukcyjne z pomocniczym
uzwojeniem kondensatorowym są stosowane w różnego
rodzaju urządzeniach gospodarstwa domowego jako napęd
suszarek, lodówek, pralek, szlifierek, drzwi garażowych,
kosiarek, itp. oraz w zastosowaniach przemysłowych do
napędu pomp, kompresorów i wentylatorów. Przez
zastosowanie kondensatora w uzwojeniu pomocniczym
uzyskuje się przesunięcie prądu w stosunku do prądu
uzwojenia głównego, dzięki czemu w szczelinie powietrznej
silnika wytwarzane jest pole wirujące, konieczne do
powstania momentu rozruchowego [1, 2]. Ze względu na
eliptyczny kształt pola wirującego moment rozruchowy jest
stosunkowo niski i wynosi (0.5-1) Tn. Zastosowany model
polowo-obwodowy pozwala stosu[...]
|
|
|
|
Symulacyjna ocena prądów zwarciowych w rozdzielniach 110, 220 i 400 kV
|
|
|
Ryszard FRĄCKOWIAK Piotr PIECHOCKI
|
W artykule zaprezentowano wybrane wyniki analizy parametrów prądu zwarciowego w polach stacji elektroenergetycznych NN i WN.
Wykorzystano specjalny program symulacyjny budowany dla probabilistycznej oceny warunków zwarciowych w rozdzielniach 110, 220 i 400 kV.
Wyniki prac mają na celu umożliwić opracowanie wskazówek do określania parametrów zakłócenia zwarciowego w zależności od poziomu ryzyka.
Abstract. In the paper, chosen results of analysis of fault current parameters in the switch-bays of the HV electric power substations are presented.
A dedicated simulation software developed for probabilistic estimation of fault conditions in the 110, 220 i 400 kV distribution substations has been
used. Obtained results will be helpful when preparing indications how to determine the fault disturbance parameters depending on the risk level.
(Simulation-based estimation of shorts currents in 110, 220 and 400 KV distribution substations).
Słowa kluczowe: stacja elektroenergetyczna, zwarcia, symulacje.
Keywords: electric power substation, shorts, simulations.
Wstęp
Dobór parametrów aparatury do warunków zwarciowych
jest jednym z ważniejszych zadań na etapie projektowania
bądź przebudowy istniejących stacji elektroenergetycznych.
Ponadto, rozwój systemu elektroenergetycznego związany
z coraz większym zapotrzebowaniem odbiorców na energię
elektryczną powoduje ciągły wzrost prądów zwarciowych w
stacjach. Konieczna jest więc weryfikacja dopasowania
istniejących elementów rozdzielni do coraz większych mocy
zwarciowych. Prawidłowa ocena warunków zwarciowych
jest bardzo ważnym zagadnieniem. Wpływa ona nie tylko
na bezpieczeństwo pracy systemu elektroenergetycznego
lecz ma także wymiar ekonomiczny i decyduje o zagrożeniu
dla życia i zdrowia ludzi. Pewną pomoc we właściwej
ocenie warunków zwarciowych mogą stanowić analizy
oparte na metodach statystyczno-probabilistycznych.
Tematyką tą od wielu już lat zajmują się pracownicy
Instytutu Elektroenergetyki [...]
|
|
|
|
Technologiczne uwarunkowania rozwoju komputerów
|
|
|
Andrzej MICHALSKI
|
Artykuł prezentuje spojrzenie na rozwój informatyki, a w szczególności komputerów, przez pryzmat naturalnej sekwencji rozwoju
urządzeń technicznych. Sekwencja ta wskazuje, że określony wyrób może powstać, gdy pojawi się stosowna technologia, opracowana w
odpowiedzi na sytuację, gdy nie jest możliwe rozwiązanie zaistniałych problemów przy istniejącej bazie technologicznej. W artykule podano
odniesienia do najważniejszych rozwiązań, ich twórców i firm komputerowych.
Abstract. The paper presents computer technology development process through a natural technical devices development sequence perspective.
Analysis of this sequence shows that the new product may be constructed only when suitable technology will be discovered in the situation, when
existed technology gives no possibility to resolve the specific problem. References to important products, individual developers and computer
corporations are given. (Computer Development Technological Factors).
Słowa kluczowe: rozwój komputerów, czynniki technologiczne, procesy informacyjne, korporacje komputerowe.
Keywords: computer development, technological factors, information processes, computer corporations.
Typowa sekwencja rozwoju
Niemal wszystkie rozwiązania, wykorzystywane we
współczesnych systemach informatycznych, w tym także
systemach zarządzania, są uzależnione od stanu rozwoju i
zaawansowania technologii. Zależność ta przejawia się
przez cały czas rozwoju technik informatycznych.
Analizując ten związek, można zauważyć następującą
sekwencję (rys. 1):
Rys.1. Sekwencja powstawania nowego produktu [29], [30]
 na pewnym etapie działalności pojawia się problem,
który nie może zostać rozwiązany w oparciu o dostępną
technologię;
 w wyniku zaistnienia potrzeby zostaje opracowana nowa
technologia;
 w oparciu o nową technologię pojawia się nowy wyrób
(produkt), który bądź sam stanowi rozwiązanie problemu
(zaspokojenie potrzeby), bądź też daje taką możliwość.
Z pow[...]
|
|
|
|
The investigation of anisotropic Nd-Fe-B dielectromagnets in elevated temperatures
|
|
|
Marek PRZYBYLSKI Barbara ŚLUSAREK
|
Nd-Fe-B bonded permanent magnets, also called dielectromagnets can be manufactured as isotropic or anisotropic types. Anisotropic Nd-
Fe-B dielectromagnets are characterized by better magnetic properties than the properties of isotropic dielectromagnets. Investigation of anisotropic
dielectromagnets from two types of powder is being conducted. The paper presents correlation between magnetic properties of anisotropic Nd-Fe-B
dielectromagnets and changes of magnetic parameters with increasing temperature.
Streszczenie. Magnesy wiązane Nd-Fe-B nazywane też dielektromagnesami mogą być wykonywane jako anizotropowe i izotropowe. Magnesy
anizotropowe wykazują lepsze właściwości. Zbadan dwa rodzaje magnesów anizotropowych wiązanych. Artykuł przedstawia korelację między
właściwościami magnesów a z,mianą ich właściwości przy podwyższonej temperaturze. (Badania właściwości magnetycznych anizotropowych
dielektromagnesów Nd-Fe-B w podwyższonych temperaturach).,
x
Keywords: hard magnetic powders, magnetic properties of anisotropic bonded magnets
Słowa kluczowe: materiały magnetyczne proszkowe, magnesy, magnesy anizotropowe
1. Introduction
Bonded permanent magnets, also called
dielectromagnets, are made of hard magnetic powder
bonded mainly by plastics. There are two main types of
bonded magnets in terms of technology of production:
compression moulded and injection moulded. These types
of bonded magnets can be made anisotropic or isotropic in
magnetic character. Anisotropic bonded magnets have
better magnetic properties than isotropic bonded magnets.
However, this type of magnets has a disadvantage.
Anisotropic dielectromagnets need presence of magnetic
field during manufacturing, which gives magnetic orientation
to grains of powder. Magnetic field has to be used during
compression or injection process. This process gives
alignment of magnetic particles before final magnetization.
Magnetic poles which are created during alignment must be
equiv[...]
|
|
|
|
Transformatory o rdzeniach zwijanych w zasilaczach trójfazowych reaktorów plazmowych
|
|
|
Tadeusz JANOWSKI Henryka STRYCZEWSKA Grzegorz KOMARZYNIEC Włodzimierz JANOWSKI
|
W pracy omówiono możliwość wykorzystania rdzeni zwijanych w magnetowodach transformatorów stosowanych do zasilania
reaktorów plazmowych ze ślizgającym się wyładowaniem łukowym. Napięcia indukowane w uzwojeniach umieszczonych na skrajnych kolumnach
rdzenia wykorzystano do zapłonu wyładowań w reaktorze trójelektrodowym. Napięcia indukowane w uzwojeniach wtórnych kolumn wewnętrznych
podtrzymują wyładowanie między elektrodami roboczymi reaktora.
Abstract. The possibility to apply wound cores in the power system of three electrode gliding arc discharge plasma reactors is discussed. Voltage
induced in the windings put on the external columns of the wound core serves as a ignition of the discharge. Voltages induced in the secondary
windings put on the internal columns maintain discharge between reactors’ working electrodes.
(A wound cores transformer within power supplies of plasma reactors).
Słowa kluczowe: reaktor plazmowy, transformator, rdzenie zwijane, układ zasilania.
Keywords: plasma reactor, transformer, wound cores, power system.
Wprowadzenie
Plazma, definiowana jako zjonizowany gaz, jest
pojęciem bardzo szerokim i wieloznacznym, obejmującym
większość materii we wszechświecie. W procesach
technologicznych i ochronie środowiska stosowana jest
plazma niskotemperaturowa, szczególnie do neutralizacji
zanieczyszczeń gazowych i stałych powietrza emitowanych
do atmosfery podczas procesów spalania, lakierowania, itp.
[1], [2], [3]. Plazma jest stanem materii nietrwałym, nie
można jej transportować i musi być wytwarzana, najczęściej
metodą elektrycznych wyładowań barierowych,
jarzeniowych i łukowych, bezpośrednio w miejscu, w którym
jest wykorzystywana w procesie technologicznym.
Generator plazmy jest urządzeniem o szczególnych
cechach, a zwłaszcza o stromej charakterystyce
zewnętrznej, co powoduje znaczną dysproporcję napięć:
zapłonu wyładowań i napięcia elektrod roboczych po
zapłonie (rys. 1) [9].
Rys. 1. Charakterystyka zewnęt[...]
|
|
|
|
W pełni bezczujnikowe sterowanie silnikiem indukcyjnym z wykorzystaniem metody Bezpośredniej Regulacji Momentu
|
|
|
Lech M. GRZESIAK Grzegorz GĄBKA
|
Artykuł opisuje sposób sterowania silnikiem indukcyjnym bez użycia jakichkolwiek sygnałów z silnika w postaci sprzężeń zwrotnych.
Sygnały sterujące dla falownika wypracowywane są na podstawie modelu komputerowego układu. Zamodelowany układ zawiera implementację
sterowania DTC oraz model matematyczny silnika indukcyjnego z falownikiem. W artykule zawarte zostały wyniki badań symulacyjnych oraz
eksperymentalnych. Opisany został również wpływ momentu obciążenia na zachowanie układu.
Abstract. This article describes a kind of control of induction motor that do not use any signals from motor as a feedbacks. The control’s signals for
inverter are provided by computer’s model of setup. This model includes DTC scheme and mathematical model of motor and inverter. This paper
includes the results of computer’s simulations and experiments. Also describes the setup’s behavior under load (Sensorless control of AC
induction motor based on Direct Torque Control).
Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, sterowanie bezczujnikowe, Bezpośrednia Regulacja Momentu.
Keywords: AC induction motor, sensorless control, Direct Torque Control.
Wstęp
Zagadnienia bezczujnikowego sterowania silnikiem
asynchronicznym klatkowym są przedmiotem wielu prac
badawczych, a ich wyniki są zawarte w licznych
publikacjach np. [2], [12], [13]. Powszechnie używane
określenie "napęd bezczujnikowy" dotyczy rozwiązań,
w których nie korzysta się z czujników pomiarowych
prędkości kątowej i strumienia stojana lub wirnika.
Realizacja sterowania wykorzystującego metodę orientacji
wektora pola (FOC) lub też metodę bezpośredniego
sterowania momentem (DTC) wymaga jednak wiedzy
o aktualnej prędkości a także informacji o wektorze
strumienia wirnika lub stojana.
Prędkość kątowa oraz wybrany strumień są
wyznaczane na podstawie znajomości prądów i napięć
stojana. Wykorzystywane są przy tym algorytmiczne
metody estymacji bazujące na znajomości modelu
matematycznego silnika[...]
|
|
|
|
Wkład Oliviera Heaviside´a do teorii zjawisk elektromagnetycznych
|
|
|
Mirosław DĄBROWSKI
|
Przedstawiono naukowe osiągnięcia Oliviera Heaviside´a, który był geniuszem nie wykorzystującym swojego talentu dla samego
siebie. Był on jednym z najznamienitszych elektryków na przełomie XIX i XX wieku. Uważne studia jego prac wskazują, że był on wyróżniającym się
pionierem w rozwoju teorii zjawisk elektrycznych ujmując je matematycznie nie tylko na podstawie dedukcji, ale także eksperymentu. Jego wybitny
i przełomowy wkład do teorii telegraficznych i telefonicznych linii przesyłowych jest bezsprzeczny a jego priorytet w tej dziedzinie nie podlega dyskusji.
Dotyczy to także jego osiągnięć w dziedzinie rachunku operatorowego. Rachunek operatorowy jest obecnie uważany przez matematyków jako
jedno z najważniejszych osiągnięć w rozwoju matematyki w ostatnim kwartale XIX wieku. Doniosłość jego wkładu, na podstawie analizy wektorowej,
w rozwój i wyjaśnienie opracowanej przez Maxwella teorii elektrodynamiki była w owym czasie słabo rozpoznana, a przełomowe prace nad tymi
zagadnieniami nie przyniosły mu uznania. Heaviside wniósł istotny wkład w racjonalizację systemu jednostek stosowanych w elektrotechnice, do
terminologii w tej dziedzinie a także do wielu innych zagadnień.
Abstract. This paper presents main scientific achievements of Olivier Heaviside, a man who was a noble genius and who never exploited his rare
talents for his own sake. He was one of the greatest electricians on the turn of 19th and 20th centuries. Careful study of his works indicates that he
was a distinguished pioneer in the theory of electrical sciences who claimed that mathematics depends not only on deduction but also on empiricism.
His outstanding and revolutionary contribution to the theory of electrical communications and of telephone line transmission is evident, and his
priority in this is beyond question. This is also true for the operational calculus. The operational calculus is now regarded by mathematicians as one
of the most important pieces of mathematical resear[...]
|
|
|
|
Właściwości materiałów magnetycznych i ich wpływ na konstrukcję maszyn elektrycznych
|
|
|
Stanisław DERLECKI Zygmunt KUŚMIEREK Maria DEMS Jacek SZULAKOWSKI
|
W artykule przedstawiono różne metody wyznaczania charakterystyk magnesowania i stratności w funkcji indukcji magnetycznej
blachy elektrotechnicznej prądnicowej, w szerokim zakresie częstotliwości, dla powszechnie stosowanych w pomiarach przy użyciu aparatu
Epsteina próbek ramowych oraz dla próbek pierścieniowych. Wyznaczone charakterystyki zostaną wykorzystane w obliczeniach konstrukcyjno -
projektowych wysokoobrotowych silników indukcyjnych.
Abstract. In the paper the various methods of determining of the magnetization and losses density characteristics as a function of a flux density of
the non-oriented silicon steel, are presented in a wide range of frequencies. These characteristics will be used in the designing calculations of the
high-speed induction motors. (Properties of magnetic materials taking into account the electrical machines design)
Słowa kluczowe: charakterystyki magnesowania i stratności, metody pomiarowe, blacha elektrotechniczna
Keywords: the magnetization and losses density characteristics, measurement methods, non-oriented silicon steel
Wstęp
Wiele urządzeń elektrycznych zawiera elementy
magnetyczne z rdzeniami ferromagnetycznymi.
Częstotliwościowy zakres pracy tych urządzeń może być
bardzo szeroki poczynając, od częstotliwości kilku Hz do
kilkudziesięciu kHz. Przy projektowaniu obwodów
magnetycznych tych urządzeń niezbędna jest znajomość
charakterystyk magnesowania oraz stratności materiałów
magnetycznych zastosowanych do ich budowy, dla pełnego
zakresu zarówno indukcji magnetycznej jak i częstotliwości.
W celu uzyskania jak najlepszych parametrów
eksploatacyjnych urządzeń, do budowy obwodów
magnetycznych używa się materiałów charakteryzujących
się małą stratnością, oraz prądem magnesującym o małym
natężeniu. Obecnie, oprócz tradycyjnych materiałów
magnetycznych, jakimi są blachy elektrotechniczne
izotropowe i anizotropowe, stosuje się materiały amorficzne
i nanokrystaliczne.
W prowadzonym w Instytucie Mec[...]
|
|
|
|
Wpływ metod regularyzacji na jakość działania estymatorów neuronowych w napędzie dwumasowym
|
|
|
Teresa ORŁOWSKA-KOWALSKA Marcin KAMINSKI
|
W artykule przedstawiono analizę wpływu strategii uczenia sieci neuronowych z zastosowaniem metod regularyzacyjnych na jakość odtwarzania
zmiennych stanu napędu z połączeniem elastycznym. Przeprowadzono badania dotyczące najczęściej spotykanych członów regularyzacyjnych.
Testowano wpływ parametrów tych elementów na proces estymacji momentu skrętnego i prędkości maszyny roboczej. Ponadto dla opracowanych estymatorów
neuronowych wykonano badania mające na celu wyznaczenie odporności tych estymatorów na zmiany momentu bezwładności napędu.
Abstract. In the paper the influence of training strategies of neural networks, using different regularization methods, on the state variable estimation
of the drive system with elastic joint is demonstrated. The most frequently used regularization strategies are taking into account. The influence of
specific parameters of these methods on the estimation quality of torsional torque and load side speed of the two-mass drive is tested. Moreover the
robustness of the obtained neural estimators to the load inertia changes is tested. (Influence of regularization methods on the operation quality
of neural state estimators of two-mass drive system).
Słowa kluczowe: sieci neuronowe, metody treningu, regularyzacja, napęd dwumasowy, estymacja zmiennych stanu.
Keywords: neural networks, training methods, regularization, two-mass system, state variable estimation.
Wstęp
Napęd elektryczny, w którym występuje elastyczność
połączenia pomiędzy silnikiem napędzającym a maszyną
roboczą jest spotykany w wielu rozwiązaniach przemysłowych
takich jak: napędy walcarek, taśmociągów, robotów i
inne [1]. Skończona sztywność połączenia pomiędzy maszynami
napędu powoduje powstawanie oscylacji elektromagnetycznych
zmiennych stanu. Występujące drgania
skrętne utrudniają precyzyjne sterowanie prędkością lub
położeniem wału maszyny roboczej oraz mogą powodować
uszkodzenia elementów łączących, a także w skrajnych
przypadkach prowadzić [...]
|
|
|
|
Wyznaczanie gęstości mocy czynnej metodą planimetrowania pętli histerezy
|
|
|
Jerzy BAJOREK Dominika GOWORSKA-KONIAREK Józef NOWAK Wiesław WILCZYŃSKI
|
Pokazano, że dla wyznaczenia gęstości mocy czynnej w próbce blachy elektrotechnicznej metodą planimetrowania pętli histerezy nie
jest konieczny pomiar wartości chwilowych w równych odstępach fazowych. Nie jest również konieczne, aby odstępy fazowe dokładnie wypełniały
okres. Te właściwości powodują, że metoda nadaje się do wyznaczania mocy próbek w zakresie dużych wartości chwilowych prądu
magnesującego.
Abstract: It was shown that the measurement of instantaneous values in equal time intervals is not necessary to determine an active power density
in electrical steel by means of hysteresis loop area planimetry. It is not also necessary accuracy filling of period by intervals between samples, These
properties makes this method appropriate for determining of samples power in the range of high instantaneous values of magnetizing current.
(Determination of active power density by method of hysteresis loop area planimetry)
Słowa kluczowe: blachy elektrotechniczne, moc czynna, powierzchnia pętli histerezy.
Keywords: electric al steel, active power, hysteresis loop surface
Wstęp
Obecnie moc przekształcanej na ciepło i pracę energii
elektrycznej (moc czynną) wyznacza się najczęściej metodą
cyfrową. Moc czynna jest wyliczana za pomocą estymatora
iloczynu skalarnego na podstawie ciągów synchronicznie
zmierzonych wartości chwilowych (próbek) napięcia i prądu.
Gęstość mocy czynnej w próbce materiału magnetycznego
wyznacza się dzieląc moc czynna przez masę próbki.
Estymator iloczynu skalarnego wymaga równomiernego
rozłożenia próbek w okresie przebiegu napięcia i prądu
oraz dokładnego wypełnienia okresu przez odstępy między
próbkami. Trudności spełnienia tych warunków oraz błędy
pomiaru wartości chwilowych napięcia i prądu powodują, że
mocy czynnej, przy dużym udziale mocy biernej, nie można
wyznaczyć z odpowiednią dokładnością za pomocą
estymatora iloczynu skalarnego [1].
Bezpośrednio z podstawowych równań elektrodynamiki
otrzymuje się zależn[...]
|
|
|
|
Wzorcowanie przyrządów indukcyjnych do pomiaru grubości warstw wierzchnich
|
|
|
Paweł PTAK Lech BOROWIK
|
W artykule przedstawiono normy i procedury wzorcowania przyrządów indukcyjnych do pomiaru grubości warstw wierzchnich.
Zbadano 3 typy grubościomierzy. Badania przeprowadzono na powłokach aluminiowych i lakierniczych na podłożach ferromagnetycznych. Wyniki
badań przedstawiono na wykresach. Artykuł zakończono wnioskami i wykazem literatury.
Abstract. Norms and procedures of standarding inductive instruments to measurement of top layers thickness were introduced in the article. Three
types of instruments to measurement of thickness were examined. Investigations were conducted on aluminium and varnish layers on
ferromagnetical substates. The results of investigations were introduced on graphs. The article was finished conclusions and the list of the literature.
(Standarding inductive instruments to measurement of top layers thickness).
Słowa kluczowe: wzorcowanie, grubościomierze, pomiary grubości warstw.
Keywords: standarding, instruments to measurement of thickness, thickness measurements of layers.
Wstęp
Metody pomiarów grubości warstw wierzchnich oraz
powłok określają odpowiednie normy i przepisy. Opisano w
nich procedury przebiegu pomiarów oraz zawarto
dokładności poszczególnych metod. W minionych latach
pomiary grubości powłok metodami niszczącymi określano
wg. normy PN-67/H-04605, a metodami nieniszczącymi
normy PN-67/H-04623. Normy te głownie opisywały proces
skalowania warstwomierzy oraz parametry folii
wzorcowych. Podawany przez te normy błąd przy
stosowaniu opisanych w normach metod pomiarowych,
zawierał się w przedziale pomiędzy  3 % a  10 %.
Po przystąpieniu Polski do Unii Europejskiej przepisy
dotyczące tych pomiarów zostały zmienione i dostosowane
do rozwiązań obowiązujących w krajach Wspólnoty
Europejskiej.
Główne wymagania dotyczące pomiarów grubości
warstw znajdują się w normie EN ISO 4518:1995 a także w
PN-EN ISO 2064:2002 "Powłoki metalowe i inne
nieorganiczne. Definicje i zasady dotyczące pomiaru[...]
|
|
|
|
Zagadnienia integracji systemów IT w układach rozproszonej generacji energii elektrycznej
|
|
|
Eugeniusz SROCZAN
|
Systemy teleinformatyczne (IT) w elektroenergetyce (szerzej - w energetyce) w coraz większym stopniu wspierają procesy decyzyjne
związane ze sterowaniem pracą urządzeń, na poziomie pozwalającym optymalizację procesu generowania energii elektrycznej. Integracja
autonomicznych układów sterowania, transmisji danych (SCADA) i wspomaganie zarządzania umożliwia techniczną realizację pracy elektrowni
tworzących układ rozproszony połączony siecią inteligentną. Przedstawiony wariant IT obejmuje współpracę elektrowni wodnych i wiatrowych.
Abstract. Information technology (IT) system applied to the electric power operation system increasingly supports decision-making processes
connected with the generating the electricity process. The integration of autonomous systems of controlling, the data transmission (SCADA )and
aiding the managing enables the operation of the work of power stations and at the same time forming the system dispersed connected with the
intelligent power grid. The presented IT variant includes the cooperation of hydro and wind power stations (Problems of integration of IT systems
in dispersed systems of electricity generation).
Słowa kluczowe: technologie informatyczne, generacja rozproszona, sieci inteligentne, współpraca elektrowni, zarządzanie energią.
Keywords: information technology (IT), dispersed generation (DG), smart grid, power dispatch, energy management system (EMS).
Wstęp
Współczesny system elektroenergetyczny zachowuje
równowagę pomiędzy poziomem mocy generowanej
i zapotrzebowanej dzięki rozbudowanemu systemowi automatycznej
regulacji mocy i częstotliwości prądu (ARCM).
Funkcję tę realizuje regulator centralny, sterując mocą elektrowni
biorących udział w bilansowaniu mocy. W ostatnich
latach znacznie wzrosły obciążenia pokrywane przez
elektrownie przetwarzające energię pierwotną pochodzącą
ze źródeł odnawialnych (OZE, RES - renewable energy
sources). Cechą istotną tych źródeł jest ich ograniczona
moc (ograniczony[...]
|
|
|
|
Zależność momentu elektromagnetycznego silnika od geometrii obwodu magnetycznego
|
|
|
Zbigniew GORYCA Marcin ZIÓŁEK
|
W pracy przedstawiono wyniki modelowania pola elektromagnetycznego w silniku z cylindrycznym uzwojeniem. Przeprowadzono
symulację wybranego modelu silnika metodą elementów skończonych. Wyznaczono rozkład indukcji pola magnetycznego w obwodzie
magnetycznym silnika przy różnym położeniu wirnika. Obliczono wartość momentu zaczepowego i elektromagnetycznego w zależności od różnej
liczby zębów.
Abstract. The paper presents results of modeling the electromagnetic field for motor with cylindrical winding. Simulation of the chosen model of
motor with the help of finite elements method was carried out. The distribution of the induction of magnetic field in magnetic circuit was determined at
different position of rotor. Cogging torque and electromagnetic torque depending on different number of cogs were calculated. (Dependence of
electromagnetic torque from magnetic geometry).
Słowa kluczowe: bezszczotkowy silnik prądu stałego, moment zaczepowy, moment elektromagnetyczny.
Keywords: brushless DC motor, cogging torque, electromagnetic torque.
Wstęp
Silniki bezszczotkowe prądu stałego bardzo często
znajdują zastosowanie w napędach elektrycznych.
Niewielkie wymiary pozwalają na umiejscowienie maszyny
w kołach pojazdów [1], [2]. Silniki bezszczotkowe
charakteryzują się prostą konstrukcją i technologią
wykonania [3], [4], [5], [6], wysoką sprawnością, dużą
wartością momentu w stosunku do masy [7], cichą pracą,
niskim kosztem wytwarzania, trwałością oraz dużą
przeciążalnością i szybkim hamowaniem. W zależności od
przeznaczenia powstają różne kons[...]
|
|
|
|
Zastosowanie sensorów magnetosprężystych do monitorowania procesu spalania w silnikach Diesla lokomotyw serii SM
|
|
|
Adam BIEŃKOWSKI Roman SZEWCZYK Jacek SALACH Jerzy CZERWIŃSKI Aleksandra KOLANO-BURIAN
|
Paper presents new possibilities of real-time monitoring of diesel engine operation. For this monitoring ring-shaped magnetoelastic
sensors were applied. Such sensors are robust and sensitive as well as may be flat, what is important from the point of view of monitoring of diesel
engines. Presented results of experiments on SM-42 locomotive confirm, that developed sensors enable detection of ignition in diesel cylinder. This
confirm possibility of development and commercialization of complete, novel system for monitoring of diesel engines of locomotives. (New
possibilities of real-time monitoring of diesel engine operation. by means of ring-shaped magnetoelastic sensor)
Streszczenie. W referacie omówiono nowe możliwości monitorowania pracy silnika diesla lokomotywy w czasie rzeczywistym. Monitoring ten
wykorzystuje sensory magnetosprężyste z rdzeniami ze stopów amorficznych. Zastosowane sensory magnetosprężyste cechują się znaczną
odpornością na korozję i wysoką czułością, zaś ich kształt jest korzystny z punktu widzenia montażu na szpilce silnika diesla. Przestawione w
referacie wyniki testów z wykorzystaniem lokomotywy SM-42 potwierdziły, że opracowane sensory magnetosprężyste umożliwiają detekcję zapłonu
w cylindrze silnika lokomotywy. Weryfikacja ta otwiera możliwość opracowania i komercjalizacji systemu monitoringu pracy silnika diesla z
wykorzystaniem sensorów magnetosprężystych.
Keywords: magnetoelastic sensor, diesel engine, real-time monitoring.
Słowa kluczowe: sensor magnetosprężysty, silnik diesla, monitoring w czasie rzeczywistym.
Wstęp
Realizowane w czasie rzeczywistym monitorowanie
procesu spalania w silnikach diesla lokomotyw spalinowych
jest nierozwiązanym do tej pory problemem technicznym o
dużym znaczeniu praktycznym. Monitorowanie to wiąże się
przede wszystkim z detekcją zapłonu w cylindrze. Brak tego
zapłonu w jednym z cylindrów jest trudny do
zaobserwowania przez maszynistę na podstawie wskazań
dostępnych aktualnie[...]
|
|
|
|
Twój Profil
Twój koszyk
