ELEKTRONIKA, ENERGETYKA, ELEKTROTECHNIKA ›
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY ›
2011-3 |
| |
|
Publikacja: Conducted electromagnetic interference emitted by plasmatron discharges
Autor: Andrzej WAC-WŁODARCZYK  Andrzej KACZOR
The paper presents issues related to the electromagnetic compatibility of a plasma reactor. A diagram of a gliding arc discharge plasma
reactor’s column and its power system are presented, as are the measuring system and the preliminary voltage measurement results of conducted
electromagnetic disturbance on the power lines of the plasma reactor in question.
Streszczenie. Artykuł przedstawia zagadnienia związane z kompatybilnością elektromagnetyczną reaktora plazmowego. Zaprezentowano budowę
kolumny reaktora plazmowego ze ślizgającym się wyładowaniem łukowym oraz jego układy zasilania. Przedstawiono układ pomiarowy oraz wstępne
wyniki pomiaru napięcia przewodzonych zaburzeń elektromagnetycznych na liniach zasilających omawianego reaktora plazmowego. (Przewodzone
zaburzenia elekromagnetyczne emitowane przez wyładowania w plazmotronie).
Keywords: Electromagnetic compatibility, disturbance conducted, plasma reactor, gliding arc.
Słowa kluczowe: Kompatybilność elektromagnetyczna, zaburzenia przewodzone, reaktor plazmowy, wyładowanie łukowe.
Introduction
Recent years have witnessed rapid development of
modern technologies and the improvement of those
currently used for the effective protection of the
environment. Numerous conferences on global warming
and environmental pollution point to excessive emissions of
both greenhouse gases and the combustion by-products.
The elimination of various harmful chemicals is possible by,
inter alia, subjecting them to plasma treatment.
Plasma reactors operate on the principle of processing
the electromagnetic wave thus becoming a potential source
of electromagnetic disturbances. Such disturbances, when
at a level higher than that permitted by relevant standards,
may adversely affect both animate and inanimate matter.
Electromagnetic disturbances may hinder or prevent
communication which uses an electromagnetic wave, they
may also interfere with any other electrical or electronic
equipment used a[...]
|
Prenumerata
|
|
50 lat Oddziału Gliwicko-Opolskiego Polskiego Towarzystwa Elektrotechniki Teoretycznej i Stosowanej (PTETiS)
|
|
|
Marian Pasko
|
W dniu 27. 01. 2011 r. na Wydziale Elektrycznym Politechniki
Śląskiej odbyło się tradycyjne spotkanie noworoczne członków
Oddziału Gliwicko-Opolskiego PTETiS. W spotkaniu wzięli
licznie udział: profesorowie i doktorzy z Politechniki Śląskiej,
Opolskiej oraz pracownicy przemysłu z obszaru szeroko rozumianej
elektrotechniki i elektroniki. Oddział Gliwicko -
Opolski zrzesza ponad 200 członków i jest największym oddziałem
Towarzystwa w kraju. Został powołany 21 marca
1961 roku, jako Oddział Gliwicki, a w 2002 roku przekształcony
w Oddział Gliwicko - Opolski. Pierwszym Przewodniczącym
Oddziału był profesor Tadeusz Zagajewski.Część oficjalną spotkania pr[...]
|
|
|
|
A short review of energy-efficient line-start motor design
|
|
|
Tine MARČIČ
|
The paper provides an overview of design problems and contemporary research progress in the currently very interesting field of energyefficient
line-start motors. Discussed are problems related to induction motors (IMs), line-start synchronous reluctance motors and line-start interior
permanent magnet synchronous motors (LSIPMSMs). Emphasis is given on small rated power motors, where the LSIPMSM presents the most
interesting alternative for replacing IMs widely used in low-cost single-speed drives with ventilator fans, pumps and compressors.
Streszczenie. Artykuł daje przegląd problemów projektowania i postęp we wspólczesnych badaniach w interesującym obszarze wydajności
energetycznej silników bezpośredni włączanych. Dyskutowane są problemy związane z silnikami indukcyjnymi, silnikami synchronicznymi
reluktancyjnymi z bezpośrednim włączaniem i takie same z magnesem trwałym. Nacisk został położony silniki małej mocy, które skutecznie
zastępują silniki indukcyjne w niskokosztowych napędach w wentylatorach, pompach i kompresorach. (Krótki przegląd efektywności
energetycznej silników o bezpośrednim włączaniu)
Keywords: computer aided design, induction motors, squirrel cage motors, synchronous motors.
Słowa kluczowe: projektowanie wspomagane komputerowo, silniki indukcyjne, silniki klatkowe, silniki synchroniczne
Introduction
Nowadays, a large share of electric energy is converted
into useless heat by electric drives worldwide. A large
portion of these electric drives is represented by singlespeed
applications with ventilator fans, pumps and
compressors. In such drives the electric motors are mostly
started and fed directly from line, i.e. without the usage of
any power electronics. Therefore, the used line-starting
motors must fulfil one fundamental requirement - they have
to be able to start from standstill and accelerate the
complete drive to the rated speed when they are fed from a
constant amplitude and constant frequency voltage sour[...]
|
|
|
|
Adaptacyjny obserwator zmiennych stanu i prędkości kątowej maszyny indukcyjnej klatkowej
|
|
|
Marcin MORAWIEC
|
W referacie przedstawiono obserwator adaptacyjny ze wstecznym całkowaniem. W obserwatorze zmiennych stanu maszyny
i prędkości można estymować również rezystancję stojana i wirnika. Zagadnienia teoretyczne potwierdzono badaniami symulacyjnymi oraz
eksperymentalnymi
Abstract. The Adaptive observer backstepping is presented in this paper. The observer estimates the steady states and induction motor
parameters: stator and rotor resistance, the main and leakage inductance. The simulation and experimental research was shown (Application of
the state observer to identify squire-cage induction machine).
Słowa kluczowe: adaptacyjny obserwator ze wstecznym całkowaniem, identyfikacja parametrów silnika.
Keywords: adaptive-backstepping observer, estimation of induction motor parameters
Wstęp
Maszyna indukcyjna klatkowa jest, obok maszyny prądu
stałego, jednym z najczęściej stosowanych rozwiązań
w napędzie elektrycznym. W nowoczesnych układach
napędowych lub w napędach od których wymaga się dużej
precyzji regulacji prędkości, czujnik prędkości jest
zastąpiony estymatorem. Wykorzystywane sterowanie
wektorowe, implikuje stosowanie dokładnych estymatorów
zmiennych stanu i prędkości kątowej wirnika. Estymator ma
za zadanie precyzyjnie odtwarzać prędkość kątową wirnika
oraz zmienne stanu maszyny tj. strumienie wirnika lub
stojana i prądy.
W literaturze znane są bezczujnikowe układy napędowe
z silnikami indukcyjnymi. Wykorzystane w nich metody
estymacji zmiennych stanu oraz prędkości można podzielić
na kilka grup. Najbardziej popularnym estymatorem jest
obserwator zmiennych stanu bazujący na koncepcji
Luenbergera [6]. W ostatnich latach pojawiło się kilka
opracowań opartych na strukturze rozszerzonego
obserwatora Luenbergera, m.in. [1, 5]. Modyfikacja członów
korekcyjnych obserwatora Luenbergera oraz rozszerzenie
zmiennych równań różniczkowych modelu maszyny
doprowadziła do powstania [5 i 1]. W [5, 1] przedstawiono
obserwator z odtwarzaniem zak[...]
|
|
|
|
An induction motor speed measurement method based on supplying current analysis
|
|
|
Andrzej BIEŃ Krzysztof DUDA
|
Przedstawiony tekst opisuje nową technikę pomiaru prędkości obrotowej - poślizgu silnika indukcyjnego. Prezentowana metoda
opiera się o analizę czasowo-częstotliwościową prądu zasilania silnika w jednej fazie. Wyznaczana jest interpolowana DFT w analizowanych oknach
czasowych, tak by uzyskać konieczną rozdzielczość częstotliwościową spektrogramów prądu. Poślizg i prędkość obrotowa wyznaczana jest na
podstawie fluktuacji amplitudy podstawowej harmonicznej. Opisano wyniki badań laboratoryjnych metody. (Pomiar prędkości obrotowej silnika
indukcyjnego w oparciu o analizę widmową prądu zasilania)
Abstract. We present a new technique for estimating speed and slip of the induction motor. The method is based on the time-frequency analysis of
the current supplying the motor. Interpolated DFT, computed in the sliding time window, is used for obtaining current spectrograms with high
frequency resolution. The speed and the slip are estimated from the fluctuation of amplitude of the main current harmonic. The proposed method is
validated by laboratory experiment.
Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, poślizg, prędkość obrotowa, interpolowane DFT, analiza czasowo-częstotliwościowa.
Keywords: induction motor, slip, rotational speed, interpolated DFT, time-frequency analysis.
Introduction
The need of the speed measurement of induction
motors working in the inaccessible and important places is
often necessary. The possibility of on-line digital processing
of voltage and current measurement signals caused rapid
development of the induction motor speed measuring
methods. The methods for the induction motor speed
measurement described in scientific literature and patents
are based on the two following procedures:
- spectral analysis around the current induction
motor main frequency (electricity) or detection of its
envelope [1], [2], [3], [4] and patents: SU 1037401 A, DE
100 56 199 A 1, United States Patent 4,358,734
- spectral analysis in the frequency [...]
|
|
|
|
Analiza porównawcza modeli człowieka o różnej rozdzielczości w modelowaniu struktur elektromagnetycznych
|
|
|
Tomasz DŁUGOSZ
|
W artykule przedstawiono krótką charakterystykę metod analitycznych i numerycznych wykorzystywanych w badaniu zjawisk
dotyczących pola elektromagnetycznego. Przedstawiono porównanie modeli człowieka o różnym stopniu złożoności pod kątem zajętości pamięci
RAM, czasu obliczeń oraz dokładności uzyskiwanych w ten sposób wyników.
Abstract. The paper presents short profile of analytical and numerical methods used in electromagnetic fields investigations. Some comparison of
different models of human being was made. Author analyzed it in following points of view: time of calculations and technical specifications (RAM
memory and hard disc space).( Comparative analysis of different resolution human models for electromagnetic field computation)
Słowa kluczowe: pole elektromagnetyczne, modelowanie, modele człowieka, wzajemne oddziaływania.
Keywords: electromagnetic field, modeling, human being computer models, mutual interactions.
Wstęp
Podstawy elektrodynamiki sięgają XIX wieku, kiedy to
James Clark Maxwell dokonał unifikacji w dziedzinie pola
elektromagnetycznego (PEM) i wyprowadził, jakże słynny
obecnie, układ równań różniczkowych, wiążący ze sobą
pole elektryczne i magnetyczne oraz indukcję elektryczną i
magnetyczną [1]:
(1) D  
(2) B  0
(3)
t

E   B
(4)
t

H  J  D
gdzie: E - wektor natężenia pola elektrycznego, H - wektor
natężenia pola magnetycznego, D - wektor indukcji
elektrycznej, B - wektor indukcji magnetycznej, J - wektor
gęstości prądu elektrycznego, - gęstość objętościowa
ładunku elektrycznego.
Powyższe równania zostały zaaplikowane w metodach
analitycznych i numerycznych, służących rozwiązywaniu
problemów elektromagnetycznych. Oczywiście do badania
zagadnień dotyczących PEM stosuje się również
eksperymenty, ale są one zazwyczaj drogie, czasochłonne i
nie[...]
|
|
|
|
Analyses and tests of interlamination short-circuits
|
|
|
Danilo MAKUC Maks BERLEC Damijan MILJAVEC
|
Since the interlamination short-circuits in stator cores can cause major damage to electrical machine a great emphasis is placed to detect
such faults. ELCID (Electromagnetic Core Imperfection Detector) test is nowadays often used for testing of interlamination insulation in stator cores
of large electrical machines. To investigate this relatively young method a laboratory model of stator core was built, which enables measurements
and analyses of intentional short-circuits in the core. Interlamination faults were also simulated and analysed using FEM.
Streszczenie. Ponieważ zwarcia międzywarstwowe w rdzeniach stojanów mogą spowodować istotne awarie maszyn elektrycznych jest sprawą
wielkiej wagi detekcja takich zwarć. Test detektorem uszkodzeń rdzeni magnetycznych jest współcześnie często używany dla testowania izolacji
międzywarstwowej w rdzeniach stojana dużych maszyn elektrycznych. Do zbadania tej relatywnie nowej metody zbudowany został laboratoryjny
model rdzenia stojana, który umożliwia pomiary i analizę celowych zwarć w rdzeniu. Uszkodzenia międzywarstwowe były także symulowane i
analizowane za pomoca MES. (Analizy i testy zwarć międzywarstwowych)
Keywords: ELCID, fault diagnostics, interlamination short-circuit, stator core.
Słowa kluczowe: detector uszkodzeń rdzenia elektromagnetycznego, zwarcia międzywarstwowe, rdzeń stojana
Introduction
A traditional method for detection of interlamination
faults is the High Flux Ring Test, often referred to as a
Thermal Loop Test. The rotor is removed from the machine
and the stator core is magnetically excited by a high voltage
high current temporary winding. Magnetic flux produced in
stator yoke should be near to that normally applied in
service. Hot spots are detected by a variety of means
including thermal cameras. Because of the required
dismantling of the machine, high voltage excitation winding,
high power source, that method is not very convenient.
One of contemporary methods is ELC[...]
|
|
|
|
Analysis of coreless stator axial flux permanent magnet synchronous generator characteristics by using equivalent circuit
|
|
|
Peter VIRTIČ Jurij AVSEC
|
This paper presents calculation procedure to predict the characteristics in coreless stator axial flux permanent magnet synchronous
generators with surface mounted permanent magnets and double external rotor by using equivalent circuit. The input data for the calculation
procedure are obtained from the measurements. The characteristics obtained by using measurements and equivalent circuit are in good agreement
with analytically calculated results.
Streszczenie. Artykuł przedstawia procedurę obliczeń przy użyciu schematu zastępczego do predykcji charakterystyki w bezrdzeniowych stojanach
silników synchronicznych z magnesem trwałym o strumieniu osiowym z powierzchniowo zamontowanym magnesem i podwójnym wirnikiem
zewnętrznym. Dane wejściowe do procedury obliczeniowej otrzymane są z pomiarów. Charakterystyki otrzymane z pomiarów i i z obliczeń pozostają
w dobrej zgodności. (Analiza bezrdzeniowego stojana generatora synchronicznego z magnesem trwałym i strumieniem osiowym za
pomocą obwodu zastępczego)
Keywords: synchronous generator, permanent magnet, axial flux, equivalent circuit.
Słowa kluczowe: generator synchroniczny, magnes trwały, strumień osiowy, obwód zastępczy
Introduction
The analysis of the dynamic performance of an
electromotor drive requires the employment of a dynamic
model. The model may be either magnetically non-linear
with defined parameters in a non-linear manner [1], or it
may be linear with either variable or constant parameters,
depending on the required drive performance and accuracy
[2,3].
Although the extensive work required by finite element
method (FEM) is often needed to calculate the exact
magnetic flux distribution in the machine structure and
electromotive force (EMF) in the windings, important results
can still be expected from modelling approaches based on
classical equivalent circuits [4].
Equivalent circuit models of a synchronous machine
play an important role in the study of all characteristics
in[...]
|
|
|
|
Application of flywheel energy storage to damp power system oscillations
|
|
|
Zhongwei CHEN Xudong ZOU Shanxu DUAN Jinyu WEN Shijie CHENG
|
Flywheel energy storage system (FESS) is believed to be a potential solution for power quality improvements. This paper proposed a new
idea of using a large-mass varying-speed flywheel as an energy storage element to damping power system electromechanical oscillations. In the
paper, the FESS is studied in the context of a single-machine infinite-bus (SMIB) power system. The mathematical model of the SMIB power system
including a FESS is established, and the Phillips-Heffron control structure of the power system is described. Based on the principle of the complex
torque coefficient (CTC) method, the expression of the complex electromagnetic torque of the entire power system including the FESS unit is
derived. A 10 kW prototype of FESS, which consists of a double-fed induction machine (DFIM) and a voltage-source pulse width modulation (PWM)
rectifier-inverter used as an AC exciter, is developed. Simulation and experiment results demonstrate that it is effective in damping the power system
oscillations.
Streszczenie. System magazynowania energii typu FESS (z kołem zamachowym) może być potencjalnym rozwiązaniem problemu poprawy jakości
energii. Artykuł omawia szastosowanie systemu FESS do tłumienia oscylacji w systemach mocy. Przedstawiono model matematyczny systemu ze
strukturą sterowania typu Philips-Heffron. Bazując na metodzie współczynnika momentu wyprowadzono model momentu elektromagnetycznego w
systemie mocy. Zabadano model prototypu 10 KW z podwójnie zasilaną maszyną indukcyjną i źródłem napięcia typu PWM. Symulacje i
eksperymenty potiwrdziły zdolnosć tłumienia oscylacji. (Zastosowanie systemu z kołem zamachowym do tłumienia oscylacji w układach
mocy)
Keywords: Power system oscillation, Phillips-Heffron model, Flywheel energy storage system (FESS).
Słowa kluczowe: jakość energii, tłumienia oscylacji, koło zamachowe.
Introduction
Electromechanical oscillations have been observed in
many interconnected power systems worldwide [1]-[4].
[...]
|
|
|
|
Application of genetic algorithm for optimal placement of wind generators in the MV power grid
|
|
|
Ryszard SZCZEBIOT Sławomir CIEŚLIK
|
The paper presents a modelling method of optimal connection of wind generators to a medium voltage (MV) power grid taking into
account minimum active power losses. A genetic algorithm was applied to optimize active power losses in the power grid.
Streszczenie. W Pracy przedstawiono metodę modelowania optymalnego podłączenia elektrowni wiatrowych do sieci elektroenergetycznych
średniego napięcia. Minimalizowano straty mocy czynnej w sieci stosując w tym celu algorytm genetyczny. (Zastosowanie algorytmu
genetycznego do optymalnego rozmieszczenia turbozespołów wiatrowych w elektroenergetycznej sieci średniego napięcia)
Keywords: genetic algorithm, wind generators, power grid.
Słowa kluczowe: algorytmy genetyczne, elektrownie wiatrowe, sieci elektroenergetyczne.
Introduction
Due to a great interest in connecting wind generators
into medium voltage power grids, a current problem arises
of using the existing power grid infrastructure in an optimal
way. In this case it is reasonable to consider two
optimization aspects:
- operating optimization of the existing power generating
units (or their possible reconstruction),
- or, optimal placement of power generating units to be
installed at specific places.
The former problem was presented in paper [1], the
latter is considered below.
The paper presents an example of an optimal solution of
placing wind generators over a specific area using a
method based on a genetic algorithm. The area analyzed
encompasses a surface of 81 square kilometers including
the existing medium voltage infrastructure. Figure 1
presents a topological segment of a medium voltage power
grid where a connection of wind generators is planned.
The aim of the optimization procedure is to determine
the connection nodes for wind generators characterized by
specific rate powers in such a way as to obtain minimum
power losses in the analyzed segment. The planned
objective should be reached considering the following
limitati[...]
|
|
|
|
Application of voltage stabilizer in Slovenian low voltage grid
|
|
|
Silvo ROPOŠA Gorazd ŠTUMBERGER Darko LESTAN Miran ROŠER
|
In a competitive market power utilities are putting a lot of efforts in meeting vast range of customers’ expectations in order to secure their
market share. Their responsibility to provide adequate voltage quality throughout their grid is most important. A new type of voltage booster (MVB) is
available on the Slovenian market since 2008. It is installed in the low voltage distribution line before consumers with poor voltage level. It raises the
voltage at the output to a pre-set level of 235V and keeps it stable in spite of vast variations of power consumption. In this paper electrical
characteristics of the MVB are analysed through the orthogonal decomposition of currents and also through power quality measurements analysis,
taking into consideration SIST EN 50160 standard.
Streszczenie. Na konkurencyjnym rynku instytucji energetycznych duży nacisk jest położony na realizacje wysokich wymagań klientów, aby
zapewnić ich udział w udziałach rynkowych. Odpowiedzialność w dostarczaniu odpowiedniej jakości napięcia przez własną sieć jest dla każdego
operatora bardzo ważna. Nowy tym napięciowego wzmacniacza jest dostępny na rynku słoweńskim od 2008 roku. Jest on instalowany w liniach
rozdzielczych niskiego napięcia o slabym poziomie napięcia. Podnosi napięcie na wyjściu do 235V i utrzymuje je stabilne pomimo bogatej
zmienności w konsumowaniu energii. W artykule przeanalizowano charakterystykę tego wzmacniacza przez dokonanie ortogonalnej dekompozycji
prądów, jak również przez analizę pomiarową jakości mocy. (Zastosowanie stabilizatora napięcia w słoweńskiej sieci elektroenergetycznej)
Keywords: voltage stabilizer, magnetically controllable inductance, low voltage distribution network.
Słowa kluczowe: stabilizator napięcia, sterowana magnetycznie indukcyjnośc, sieć rozdzielcza niskonapięciowa
Introduction
The voltage boosters like discussed Magtech device,
represent a fast and economically acceptable solution for
improving voltage condition[...]
|
|
|
|
Bezczujnikowe sterowanie falownikowego napędu indukcyjnego dla pojazdów elektrycznych w szerokim zakresie prędkości
|
|
|
Dariusz STANDO Marian P. KAŹMIERKOWSKI Teresa ORŁOWSKA-KOWALSKA Mateusz DYBKOWSKI
|
W artykule dokonano analizy porównawczej trzech wybranych algorytmów estymacji wektora strumienia stojana silnika klatkowego
dla bezczujnikowego sterowania napędem pojazdów elektrycznych w transporcie publicznym. Estymatory te pracują bez sygnału prędkości kątowej
wału silnika. Przeprowadzono badania wrażliwości estymacji na zmiany parametrów silnika oraz określono minimalną częstotliwość pracy napędu
przy zastosowaniu wszystkich trzech badanych estymatorów. Podano wybrane wyniki badań symulacyjnych oraz eksperymentalnych napędu
bezczujnikowego z silnikiem klatkowym o mocy 7,5 kW.
Abstract. In this paper three selected stator flux vector estimation algorithms for rotor-cage induction motors are investigated and compared. These
estimators operate without motor speed feedback. The accuracy of estimation and sensitivity to motor parameter changes as well as lowest
operation speed for all considered algorithms are tested. Some selected simulated and experimental oscillograms measured of 7,5 kW drives are
presented. (Three selected stator flux vector estimation algorithms for rotor-cage induction motors)
Słowa kluczowe: napędy pojazdów elektrycznych, falowniki napięcia, napędy regulowane, sterowanie wektorowe, sterowanie
bezczujnikowe.
Keywords: driver for electrical vehicles, voltage source inverter, controlled drives, vector control, speed sensorless control.
Wprowadzenie
Rosnące zainteresowanie pojazdami elektrycznymi
powoduje podejmowanie badań nad nowymi rozwiązaniami
zwiększającymi sprawność i niezawodność przy redukcji
gabarytów i ciężaru napędów. Jednym z problemów dla
którego mimo wielu prac nie znaleziono rozwiązania, które
by się przyjęło jako standardowe jest eliminacja czujnika
prędkości. Brak sygnału prędkości powoduje trudności w
dokładnym odtwarzaniu pozostałych zmiennych stanu
napędu.
W artykule przedstawiono rezultaty badań
prowadzonych w celu opracowania algorytmu sterowania
wektorowego silnikiem klatkowym bez czujnika[...]
|
|
|
|
Boundary Element Method approach to forward problem solution in Diffusion Optical Tomography
|
|
|
Magdalena STASIAK-BIENIECKA Przemyslaw BEROWSKI
|
In this paper the capabilities of optical tomography (OT) applied to breast cancer detection have been discussed. The first step toward the
creation of the model is forward problem solution. For this purpose BEM with isoparametric triangle element has been implemented, which improves
the solution accuracy. The forward problem solution in OT is based on the solution of diffusion equations in the frequency domain. In the case where
scattering and absorption are homogenous, the equation reduces to a Helmholtz equation with Robin boundary condition.
Streszczenie. W pracy przedstawiono zastosowanie dyfuzyjnej tomografii optycznej (DTO) do detekcji raka piersi. W celu rozwiązania zagadnienia
prostego w DTO należy rozwiązać równanie Helmholtza w dziedzinie częstotliwości z warunkami brzegowymi Robina. W tym celu zastosowano
metodę elementów brzegowych z trójkątnym elementem izoparametrycznym, co wpływa na poprawę dokładności rozwiązania.(Zastosowanie
metody elementów brzegowych do rozwiązanie problemu prostego w dyfuzyjnej tomografii optycznej).
Keywords: Boundary Element Method, forward problem, Optical Tomography.
Słowa kluczowe: Metoda Elementów Brzegowych, zagadnienie proste, tomografia optyczna.
Introduction
Diffuse Optical Tomography (DOT) is a method of
testing the interior of objects which have the ability to
absorb and scatter the near infrared light [1, 2]. The
application of this method may be examination the lesions
of human tissue including the detection of cancer and
examination of brain activity [3, 4]. Comparing to other
diagnostic tomography-based methods like CT (x-ray
tomography), PET (Positron Emission Tomography),
ultrasound or MRI, DOT is an imaging technique, that
allows displaying soft tissue contrast based on functional
parameters (e.g. blood volume and oxygenation) as well as
some structural differences, with use of portable and low
cost medical monitor. Other advantages are use of
harmless doses of non-ionising r[...]
|
|
|
|
Calculation of thermal coefficients of a metal partition wall by FEM analysis
|
|
|
Peter KITAK Jelena POPOVIĆ Adnan GLOTIĆ Igor TIČAR
|
Thermal coefficients, used in numerical analysis of the thermal field, are usually given by tables. The values are also given with lower and
upper bound that presents an additional dilemma when determining, which value to choose. This paper describes a calibration of the thermal
coefficients on the test object with a Particle swarm optimization algorithm (PSO). The thermal field, which has been discussed in this research, is a
consequence of eddy currents that occur in metal parts of switchgear.
Streszczenie. Współczynniki transferu ciepła używane w analizie numerycznej pola cieplnego są zwykle przedstawiane w tabelach. Te wartości są
także podawane w postaci górnych i dolnych wartości, co generuje dodatkowy dylemat, która wartość wybrać. Artykuł opisuje kalibrację
współczynników przepływu ciepła na obiekcie testowym z użyciem algorytmu optymalizacyjnego PSO. Pole cieplne, które jest dyskutowane w
artykule, wynika z prądów wirowych występujących w częściach metalowych aparatu. (Obliczenia współczynników przepływu ciepła w
metalowych ścianach metodą elementów skończonych)
Keywords: eddy currents, electrothermal effects, finite element analysis, optimization methods.
Słowa kluczowe: prądy wirowe, efekt elektrotermiczny, metoda elementów skończonych, metody optymalizacji
Introduction
Partition wall is located between two medium voltage
switchgear cells, where busbars (conductors) go through.
Partition wall consists of a metal plate and three bushing
elements that go through it [1].
Eddy currents indirectly affect heating of medium
voltage cell. Depending on conductivity and permeability of
the metal plate, eddy current density varies. The whole
physical process could be explained with proximity effect.
The source conductors generate time-harmonic magnetic
field, which is assessed with Biot-Savart law. Variable
magnetic field has some influence on conductive materials.
According to Faraday’s Law time-harmonic magnetic field
that c[...]
|
|
|
|
Cewka z sekcjonowanym uzwojeniem foliowym w polu magnetycznym układów ruchomych magnesów trwałych
|
|
|
Bogdan SAPIŃSKI Stanisław KRUPA
|
W artykule przeprowadzono porównawcze obliczenia polowe i obwodowe układu składającego się z cylindrycznej cewki z uzwojeniem
foliowym o dwóch sekcjach i trzech poruszających się wewnątrz niej układów magnesów trwałych. Wyznaczono rozkład pola gęstości prądu, pola
potencjału i przebiegi czasowe napięcia, natężenia prądu oraz mocy chwilowej przy obciążeniu cewki dwójnikiem RL dla różnych odległości miedzy układami
magnesów.
Abstract. The paper provides the comparative calculations (of the filed and circuit parameters) for the system incorporating a cylindrical coil with twosectioned
foil windings and three systems of permanent magnets moving inside the coil. The results are utilised to find the current density field, time
patterns of voltage, current and instantaneous power under the load applied to the generator by the RL terminal element, for variable distance
between the magnets’ systems. (Coil with sectioned shield windings in the magnetic field induced by systems of movable permanent
magnets)
Słowa kluczowe: magnesy trwałe, sekcjonowane uzwojenie foliowe, pole magnetyczne, obliczenia numeryczne.
Keywords: permanent magnets, sectioned shield windings, magnetic field, numerical calculations.
1. Wstęp
Punktem wyjścia do rozważań są wyniki przedstawione
w pracy [1], w której przeprowadzono obliczenia polowe i
obwodowe trzech wariantów konstrukcyjnych generatora
elektromagnetycznego przeznaczonego do zasilania
tłumika magnetoreologicznego (MR). Cechami wspólnymi
analizowanych wariantów była liczba magnesów trwałych
(12) i liczba zwojów cewki (260), natomiast różnice wynikały
z liczby układów magnesów, liczby magnesów w układach i
liczby sekcji uzwojenia cewki[...]
|
|
|
|
Comparison of different experimental methods for determining the magnetically nonlinear iron core characteristics of transformers
|
|
|
Sebastijan SEME Gorazd ŠTUMBERGER
|
This paper is divided into two sections. In the first section, different experimental methods for determining magnetically nonlinear iron core
characteristics of transformer are described and evaluated. In the second section the obtained characteristic were used in nonlinear dynamic model
of a single-phase transformer. The comparison of the measured and by the dynamic model calculated results is given for the case of transformer
steady state operation at rated load and for the case of switch-on of unloaded transformer.
Streszczenie. Artykł jest podzielony na dwie części: w pierwszej doświadczalne metody są opisane i ewaluowane, w dtugiej otrzymane
doświadczalnie charakterystyki są uzyte w modelu jednofazowego transformatora. Porównanie pomierzonych i obliczonych z modelu wartości
zostało przeprowadzone dla warunków pracy ustalonej i dla przypadku właczenia transformatora do sieci. (Porównanie różnych metod
doświadczalnych dla okresślenia charakterystyki magnetycznie nieliniowego rdzenia transformatora)
Keywords: dynamic model, magnetic nonlinearities, parameters, power transformer
Słowa kluczowe: model dynamiczny, magnetyczne nieliniowości, parametry, transformator mocy
Introduction
This paper deals with determining parameters of a
magnetically nonlinear dynamic model of power
transformer. The paper focuses on determination of
magnetically nonlinear iron core characteristic (i). It is
determined by the classical methods based on no load test
and by the alternative methods based on numerical
integration of measured currents and voltages [1-3]. A
power grid and linear amplifier were used as a voltage
source. The linear amplifier was used to generate
sinusoidal and stepwise changing voltage waveforms. A
comparison of magnetically nonlinear characteristics
determined by the different methods is presented. The
magnetically nonlinear dynamic model of power transformer
is evaluated through a comparison of measured and
calculated c[...]
|
|
|
|
Comparison of various high-frequency models of RF chip inductors
|
|
|
Peter CSURGAI Miklos KUCZMANN
|
RF chip inductors are the most widely used inductors. Due to the miniaturization the continuous improvement of the electrical parameters
are highly requested. This demand of the improvement makes the accurate electrical model of the inductors essential. The purpose of the paper is to
present an evaluation and comparison of the currently available methods for calculating the inductor behaviour in frequency domain using analytic
formulas, finite element simulations, and real measurements on market available RF chip inductors
Streszczenie. Induktory z czipami o częstotliwościa radiowych RF są najszerzej używanymi induktorami. Dzięki miniaturyzacji ciągłe ulepszanie
parametrów elektrycznych jest pożądane. Żądanie poprawy czyni, ze dokładne elektryczne modele induktorów zyskują na znaczeniu. Celem pracy
jest pokazanie ewaluacji i porównania obecnie dostępnych metod dla obliczania działania induktora w dziedzinie częstotliwości przy użyciu wzorów
analitycznych, symulacji metodą elementów skończonych, a także rzeczywistych pomiarów na dostępnych na rynku induktorach. (Porównanie
różnych modeli wysokoczęstotliwościowych induktorów RF)
Keywords: inductor modelling, inductor losses, stray capacitance.
Słowa kluczowe: modelowanie induktora, straty w induktorze, pojemność rozproszenia.
Introduction
RF chip inductors are the most widely used inductors in
automotive, industrial, house hold and consumer electronic
appliances. Some of the most common inductors can be
seen in Fig. 1. Due to the miniaturization the continuous
improvement of the electrical parameters are highly
requested. This demand of the improvement makes the
accurate electrical model of the inductors essential. On one
hand the model shall be capable of identifying and separate
the sources of the losses, on the other hand it shall be able
to predict the exact behaviour of the inductor in frequency
domain. The purpose of the paper is to present an
evaluation and comparison of the cur[...]
|
|
|
|
Conception of the electronic controlled magnetorheological clutch
|
|
|
Paweł KIELAN Paweł KOWOL Zbigniew PILCH
|
This paper’s goal is to show conception of the electronic controlled clutch witch magnetorheological fluid (MR Fluid). The proposal of
coupling construction, structure of control system is presented and results of calculations of the magnetic field distribution and clutching torque value
as well calculation of the clutch shaft are shown. In the paper properties of magnetic fluids and fundamentals of magnetorheological devices
operation are described.
Streszczenie W artykule przedstawiono koncepcję elektronicznie sterowanego sprzęgła z cieczą magnetoreologiczną. Zaprezentowano propozycję
konstrukcji sprzęgła, strukturę jego systemu sterowania oraz rezultaty obliczeń rozkładu pola magnetycznego, momentu sprzęgła oraz obliczenia
konstrukcyjne wału sprzęgła. Opisano również podstawowe właściwości cieczy magnetycznych i przykłady zastosowania w urządzeniach
elektromechanicznych. (Koncepcja sprzęgła magnetoreologicznego ze sterowaniem elektronicznym)
Keywords: clutch, magnetorheological fluid, magnetic field distribution, control system.
Słowa kluczowe: sprzęgło, ciecz magnetoreologiczna, rozkład pola magnetycznego, układ sterowania.
Introduction
The magnetorheological fluid (MR Fluid) belongs to
groups of smart materials for which specific properties
appear on influence of the external magnetic field. In the
external magnetic field viscosity of the fluid increases.
Thanks to this feature MR fluid is applied in brakes,
dampers and clutches [1]. In these[...]
|
|
|
|
Determination of the adequate split ratio for high-efficiency permanent magnet synchronous motors with surface mounted magnets and concentrated non-overlapping windings
|
|
|
Bojan ŠTUMBERGER Miralem HADŽISELIMOVIĆ Tine MARČIČ
|
In the presented study, the influence of the split ratio in 12 slot-14 pole permanent magnet motor with interior rotor on the efficiency and
torque capability over a wide-speed range is presented. Results for two motors with the same outer stator diameter and different split ratio are
presented in order to demonstrate the influence of split ratio on the motor efficiency and torque capability.
Streszczenie. W artykule przedstawiono wpływ parametrów geometrycznych stojana (stosunek promienia wewnętrznego do zewnętrznego) silnika z
magnesem trwałym 12-żlobkowego i 14-biegunowego na sprawność i wydajność momentu w szerokim zakresie prędkości. Wyniki analizy dwóch
silników z takimi samymi średnicami zewnętrznym stojana i różnymi wewnętrznymi zostały zaprezentowane w celu zademonstrowania tego wpływu.
(Określenie odpowiednich parametrów geometrycznych stojana w silnikach synchronicznych z magnesami trwałymi o wysokiej
sprawności z magnesami umieszczonymi powierzchniowo i nie-nakładającymi się koncentrycznymi uzwojeniami)
Keywords: synchronous motors, permanent magnets, concentrated windings, split ratio.
Słowa kluczowe: silniki synchroniczne, magnesy trwałe, uzwojenia koncentryczne.
Introduction
Three-phase permanent magnet synchronous motors
with surface mounted magnets and concentrated nonoverlapping
windings having similar slot and pole numbers
2p=Ns1 and 2p=Ns2 (where p is number of pole pairs
and Ns number of slots ) has drawn particular attention of
the researchers in the last few years. Different selection of
slot and pole number mainly depends on the desired shape
of back-EMF line-to-line waveform, cogging torque level,
torque ripple level, noise level, efficiency and overload
capability 1, 2. Particularly popular are machines with 9
slots (2p=8 or 2p=10) and 12 slots (2p=10 or 2p=14). In
such machines however lower and higher order stator
magnetomotive force (MMF) harmonics might cause
localised co[...]
|
|
|
|
Determining parameters of a three-phase permanent magnet synchronous machine using controlled single-phase voltage source
|
|
|
Željko PLANTIĆ Gorazd ŠTUMBERGER
|
This paper compares and evaluates different experimental methods for determining permanent magnet synchronous machine (PMSM)
parameters. They are based on numerical integration, analysis of current time-response and harmonic analysis combined with calculation of phasors
and impedances. The results presented in the paper show that the parameters of two-axis PMSM dynamic model can be determined with sufficient
accuracy even when the three-phase PMSM with appropriately connected windings is supplied with a single stepwise changing voltage.
Streszczenie..W artykule porównano i ewaluowano różne metody eksperymentalne dla określenia parametrów maszyn synchronicznych z
magnesem trwałym. Metody te bazują na numerycznym całkowaniu, analizie prądowych odpowiedzi czasowych, oraz analizie harmonicznej
połączonej obliczaniem fazorów i impedancji. Wyniki przedstawiane w artykule pokazują, że parametry dwuosiowego modelu silnika mogą być
wyznaczone z wystarczającą dokładnością nawet wtedy, kiedy trójfazowy silnik zasilany jest z pojedynczego z krokowo zmiennego napięcia.
(Określanie parametrów trójfazowej maszyny synchronicznej z magnesem trwałym przy użyciu jednofazowego źródła napięcia)
Keywords: permanent magnet synchronous machine, experimental methods, controlled voltage source, parameters.
Słowa kluczowe: maszyna synchroniczna z magnesem trwałym, metody doświadczalne, źródło ze sterowanym napięciem, parametry
Introduction
Parameters of three-phase AC machines are normally
determined by means of measurements of current and
voltage on the terminals of the machine supplied with threephase
voltages. An inverter or an electric grid can be used
as a three-phase voltage source. Standard methods for
determining parameters of AC machines are normally
based on tests performed at no-load, different loads and
locked rotor, where the machine is supplied with sinusoidal
voltages at rated frequency, using Fourier analysis and
root-mean-square values of measur[...]
|
|
|
|
Development of a BLDC motor drive with improved output characteristics
|
|
|
Wael A. SALAH Dahaman ISHAK Khaleel J. HAMMADI Soib TAIB
|
A brushless DC (BLDC) motor control based on rotor position sensing scheme is discussed in this paper. A PIC microcontroller is
employed to generate pulse width modulation (PWM) signals for driving the power inverter bridge. Parameters required for power PWM generations
have been programmed, which provide flexible and online source code modifications in accordance with the motor and circuit requirements.
Hardware implementation and simulation results show the effectiveness of the developed motor drive. The flexibility offered by the developed motor
control and drive enables the implementation of difference control algorithms for improving the output characteristics of the BLDC motor.
Streszczenie. W artykule przedstawiono sterowanie silnikiem bezszczotkowym DC bazujące na czujnikach pozycji wirnika. Mikrokontroler jest
wykorzystywany do wytwarzania sygnału PWM zasilającego przekształtnik. Parametry wymagane do generacji sygnału PWM są programowane w
zależności od wymagań silnika i napędu. Badania modelu i symulacje pokazują skuteczność zaproponowanej metody. (Napęd silnika
bezszczotkowego z ulepszoną charakterystyką wyjściową)
Keywords: BLDC, Motor Drive, Microcontroller, PWM.
Słowa kluczowe: silniki bezszczotkowe DC, .PWM, napęd.
Introduction
In conventional DC motors with brushes, the field
winding is on the stator and armature winding is on the
rotor. The motor is expensive and needs maintenance
because of the brushes, the accumulation of the brush
debris and dust, and commutator surface wear. Moreover,
in certain hazardous locations, the application of DC
brushed motors is limited because of the arcing. This could
be solved by replacing the mechanical switching
components (commutator and brushes) with electronic
semiconductor switches. Brushless DC (BLDC) motor has a
permanent magnet rotor and a wound field stator connected
to a power electronic switching circuit. BLDC motor drives
have high efficiency, low maintenance and long [...]
|
|
|
|
Different motor models based on parameter variation using method of genetic algorithms
|
|
|
Vasilija SARAC Goga CVETKOVSKI
|
In this paper is presented optimisation procedure of Single Phase Shaded Pole Motor based on method of Genetic Algorithms coupled
with analysis of electromagnetic phenomena inside the optimised motor models by using Finite Element Method. Three new motor models were
developed and in each newly developed model number of varied parameters was gradually increased which resulted in gradual increase of
electromagnetic torque.
Streszczenie. Artykuł przedstawia procedurę optymalizacyjną, bazującą na algorytmie genetycznym, dla silników jednofazowych z fazą
pomocniczą. Procedura zawiera też analizę zjawisk elektromagnetycznych wewnątrz maszyny za pomocą metody elementów skończonych. Trzy
nowe modele silnika zostały opracowane i każdy z nich o różnych parametrach był stopniowo powiększany co w wyniku dało stopniowy wzrost
momentu elektromagnetycznego. (Różne modele silnika oparte na zmienności parametrów przy zastosowaniu algorytmów genetycznych)
Keywords: Single Phase Shaded Pole Motor, Optimisation Models, Magnetic Field Distribution
Słowa kluczowe: jednofazowy silnik z fazą pomocniczą, modele optymalizacyjne, rozkład pola magnetycznego
Introduction
In this paper object of study and investigation is single
phase shaded pole motor (SPSPM) type AKO-16 product
of "MikronTech". Although motor construction is relatively
simple, electromagnetic processes which occur inside the
motor are quite complex considering the fact that inside the
motor exist three electromagnetically mutually coupled
windings which contribute to occurrence of elliptical
electromagnetic field (Fig.1). This was a challenging task
since up to now there is no standardized method or
procedure for determination of parameters and performance
characteristics for this type of motor. Therefore, as a first
step analytical method based on symmetrical components
method for calculation of motor data and performance
characteristics was developed. Motor rated data given by
the producer [...]
|
|
|
|
Double fourier spectrum of air-gap magnetic field of outer-rotor single-phase induction motor
|
|
|
Ivan ZAGRADIŠNIK Miralem HADŽISELIMOVIĆ Mitja HRIBERNIK Tine MARČIČ
|
The paper presents the procedure for adequately obtaining the air-gap magnetic flux density spectrum by employing numerical field
calculation using FEM and single (space field analyses) or double Fourier analyses (space and time field analyses). The double Fourier analysis is
proven to be a helpful tool in analysing single-phase induction motors, where the excitation is explicitly time dependent. The problem of choosing
adequate combinations of stator and rotor slots, and skewing is discussed. Specific results are presented for the 24/34 and 24/30 slot combination.
Streszczenie. W artykule przedstawiono procedurę wyznaczania spectrum strumienia magnetycznego w szczelinie powietrznej przy użyciu metody
elementów skończonych połączonej z pojedyńczą (analiza przestrzenna) lub podwójną (analiza czasowo-przestrzenna) analizą fourierowską.
Podwójna analiza Fouriera wykazała zasadność jej stosowania w analizowaniu jednofazowych silników indukcyjnych, gdzie wzbudzenie jest
explicite czasowo-zmienne. Problem doboru właściwej kombinacji żłobków stojana i wirnika i ich skosów jest dyskutowany w artykule. Obliczenia
zostały przeprowadzone dla kombinacji liczby żłobków 24/34 i 24/30. (Podwójne widmo Fouriera pola magnetycznego w szczelinie powietrznej
jednofazowego silnika indukcyjnego z zewnętrznym wirnikiem)
Keywords: Double Fourier spectrum, finite element method, single-phase induction motors,.
Słowa kluczowe: podwójne widmo Fouriera, metoda elementów skończonych, silniki indukcyjne jednofazowe
Introduction
Experience has shown that the greatest costs for tools
during the manufacture of a family of small power induction
motors with outer rotor for direct drive of fans are the tools
for punching stator and rotor laminations. Therefore it is
common and especially for small series of such electric
motors, that only one punching tool is used for the whole
family of the same rotor outer diameter and for different
three- and single-phase motor version[...]
|
|
|
|
Electro-elastostatic fields of dislocation in piezoelectric plate
|
|
|
Konrad BOJAR Vladimir ALSHITS Jerzy P. NOWACKI Aldona DRABIK Romuald KOTOWSKI
|
We present in a form of 2D color-coded plots the results of computer simulations of electromechanical properties of a thin piezoelectric
plate with a generalized linear defect. A typical example of a device with such plate is an immersion transducer in which one side of the active
piezoelectric layer is clamped to a substrate and the other is mechanically free. Therefore we restrict ourselves to mixed boundary conditions.
Streszczenie. Prezentujemy wyniki w postaci kolorowych wykresów z komputerowych symulacji właściwości elektromechanicznych cienkiej płyty
piezoelektrycznej z uogólnionym defektem liniowym. Przykładem urządzenia z taką płytą jest przetwornik zanurzeniowy, w którym jedna strona
warstwy aktywnej jest zamocowana do substratu, a druga strona jest swobodna. Dlatego ograniczamy się do mieszanych warunków brzegowych.
(Pola elektroelastyczne od dyslokacji w płytach piezoelektrycznych)
Keywords: piezoelectricity, generalized linear defects, Stroh formalism, computer simulations.
Słowa kluczowe: piezoelektryczność, uogólnione defekty liniowe, formalizm Stroh, symulacje komputerowe.
Introduction
Due to rapid development of fabrication technologies,
recently rising interest in thin-film piezoelectric structures of
dimensions on the order of 1 μm or even less is observed.
At this scale practically all defects of crystal lattice become
important: line forces, line charges, electric potential jumps,
and dislocations [1, 2]. A lot of effort has been put into
calculating the physical fields induced by such defects, also
numerically [3]. Although static defects in a single layer with
various boundary conditions have already been investigated
(see bibliography of [2]), to the best of authors’ knowledge,
the solutions for mixed boundary conditions has never been
visualized in 2D yet. In this paper we are going to fill this
gap and give 2D plots of electro-elastostatic fields induced
by a dislocation and a line force in GaAs. [...]
|
|
|
|
Embedded platform for rapid implementation of local and remote motion control experiments
|
|
|
Darko HERCOG Andreja ROJKO Milan ČURKOVIČ Bojan GERGIČ Karel JEZERNIK
|
This paper presents hardware and software solution that enables rapid implementation of motion control algorithms. Presented solution
enables control design in MATLAB/Simulink and rapid transition from model-based design to real-time operation on DSP-based target hardware. In
addition to rapid control prototyping, presented solution enables data visualization, parameter tuning and remote control by using LabVIEW.
Streszczenie. Artykuł przedstawia rozwiązanie hardware’owe i software’owe. Umożliwiające szybką implementację algorytmów sterowania ruchem.
Zaprezentowane rozwiązanie wykorzystuje platform MATLAB/Simulink i szybkie przejście z projektu opartego na modelu do celowego urządzenia,
bazującego na DSP i działającego w czasie rzeczywistym. Poza tym szybkie sterowanie prototypowe daje możliwość wizualizacji. Dopasowania
parametrów oraz zdalnego sterowania przy użyciu Lab-View. (Aplikacja platformy dla szybkiej implementacji eksperymentów w zakresie
lokalnego i zdalnego srerowanie)
Keywords: DSP, motion control, rapid control prototyping, remote laboratory.
Słowa kluczowe: DSP, sterowanie ruchu, szybkie sterowanie prototypowe, zdalne laboratorium
Introduction
Nowadays, there are many requests for using advanced
control algorithms in motion control applications. Such
algorithms are usually very complex, but unfortunately, with
the complexity the likelihood of errors in the code drastically
increase. There are also numerous requests for shortening
development time, increasing quality, reliability and safety
of the final product. Successful implementation of control
algorithms also requires a very good knowledge of platform
on which control algorithm will be deployed. Control
developers thus face with a number of requirements
therefore the need for new methods and tools that enable
faster development and implementation of complex
algorithm increase.
Modern methods of designing control algorithms include
tools that enable r[...]
|
|
|
|
Emissions of electromagnetic fields caused by sagged overhead power lines
|
|
|
Klemen DEŽELAK Gorazd ŠTUMBERGER Franc JAKL
|
Nowadays people became aware of the overhead lines and their emissions of electromagnetic fields. This work presents a method for
calculation of the electric field strength and magnetic field density caused by the overhead power lines at the ground level. The method considers the
conductor sagging. It is shown that the sagged conductors can be replaced with the properly placed straight conductors without substantial decrease
in accuracy of calculated results.
Streszczenie. Obecnie daje się zauważyć wzrost świadomości społecznej istnienia linii elektroenergetycznych napowietrznych i emitowania przez
nie pola elektromagnetycznego. Artykuł prezentuje metodę obliczeń natężenia pola elektrycznego i strumienia magnetycznego od linii
elektroenergetycznej na poziomie ziemi. Metoda uwzględnia obniżenie (zwis) przewodu. Pokazano, że zwis przewodów może zostać zastąpiony
przez właściwie umieszczone proste przewody bez istotnej utraty dokładności. (Emisja pola elektromagnetycznego przez linie
elektroenergetyczne przy uwzględnieniu ich zwisu)
Keywords: overhead power line, magnetic fields, electric fields, conductor sagging.
Słowa kluczowe: linie napowietrzne, pole magnetyczne, pole elektryczne, zwis przewodu
Introduction
In nowadays, the people become increasingly aware of
the overhead power lines presence [1]. One of the reasons
for that are the electromagnetic field emissions caused by
the overhead power lines which could influence their health.
This concern leads to the different objections related to the
construction of the new overhead power lines. Additionally,
the re-constructions of the existing overhead power lines
and even different spatial plans could be under the
influence of the people’s objections [1]. Moreover, in the
case of overhead power lines not only emissions of
electromagnetic fields but also the audible noise emissions
are present, which could be a significant parameter.
This paper only focuses on emissions of magne[...]
|
|
|
|
E-mobility: realistic vision or hype - an economic analysis
|
|
This paper focuses on the question if forms of e-mobility have a feasible chance of market penetration from an economic point of view. As
positive ecological benefits are the most frequently mentioned advantages of e-mobility, first of all, potential ecological effects in relation to e-mobility
are highlighted. Subsequently, the likely switch of consumers from conventional vehicles to e-vehicles is considered from a micro-economic
perspective by taking into account the related opportunity costs of such a substitution.
Streszczenie. Artykuł skupia się na pytaniu czy e-mobilność ma realną szansę penetracji rynku z ekonomicznego punktu widzenia. Jako
pozytywne strony e-mobilności podaje się efekty ekologiczne. Kolejne korzyści to prawdopodobne odejście konsumentów od konwencjonalnych
pojazdów na rzecz e-pojazdów co może być rozpatrywane z makroekonomicznego punktu widzenia przez wzięcie pod uwagę związane z tym
zmniejszenie kosztów. (E-mobilność: realistyczna wizja czy krzykliwa reklama - analiza ekonomiczna)
Keywords: e-mobility, economic attitudes, ecological effects
Słowa kluczowe: e-mobilność, postawa ekologiczna, efekt ekologiczny
Introduction
The topic e-mobility is increasingly present in
media and public in Austria. Just recently the Austrian
Federal Ministry for Transport, Innovation and Technology
announced an implementation plan for e-mobility with the
aim to optimize the national transportation system by linking
industry, research and politics in order to reach an effective
and on individual preferences oriented use of alternative
driving technologies (in particular forms of e-mobility). Every
fourth Austrian car should have an ecological alternative
drive mechanism up to 2020 and ease the way to a
sustainable energy management due to the federal plans
[1]. Close to the visions of e-mobility is the scepticism.
This paper focuses on the question if forms of e-mobility
have a feasible chance of market penetration from an
eco[...]
|
|
|
|
Feeding models of wire antennas
|
|
|
Miklós KUCZMANN
|
Antenna parameters (e.g. input impedance, radiation pattern) can be measured in Full Anechoic Chambers (FAC). The simulated input
impedance is depending on the applied feed model. The most frequently used models are the current probe model, the voltage gap generator, the
magnetic frill generator and the waveguide port which are presented in this paper focusing on a simple example, a monopole antenna situated
above a ground plane. The Finite Element Method (FEM) has been used in the numerical field analysis.
Streszczenie. Parametry anteny (np. impedancja wejściowa, własności promieniowania)mogą być zmierzone w komorze bezodbiciowej.
Zasymulowana impedancja wejściowa zależy od modelu zasilania anteny. Najczęściej spotykane modele: model sondy prądowej, generator
napięciowy ze szczeliną, frill generator, oraz falowód, pokazane są w artykule z naciskiem na prosty przykład anteny jednobiegunowej
umieszczonej nad płaszczyzną gruntu. Metod elementów skończonych została użyta w analizie numerycznej. (Modele zasilania anten
obwodowych)
Keywords: antenna feeding, antenna parameters, finite element method.
Słowa kluczowe: zasilanie anteny, parametry anteny, metoda elementów skończonych
Introduction
The most important measured parameters of an
antenna are the input impedance and the radiation pattern.
Other parameters, such as the reflection coefficient or the
voltage standing-wave ratio can be calculated from the
input impedance, the directivity as well as the gain can be
obtained from the radiation pattern. The simulated input
impedance is depending on the applied feed model that is
why it is very important to know the advantages and the
disadvantages of the feeding models. The most frequently
used models are the current probe model, the voltage gap
generator, the magnetic frill generator and the waveguide
port. This paper presents the above mentioned approaches
through a monopole antenna situated above a ground
plane. The Finite Element Met[...]
|
|
|
|
FEM modeling of inter-turn short-circuits in excitation winding of turbogenerator
|
|
|
Rastko FIŠER Henrik LAVRIČ Miroslav BUGEZA Danilo MAKUC
|
The paper presents an approach to modeling of shorted turns in rotor excitation winding of synchronous generator using FEM. It enables
detailed analysis of magnetic field at several operating conditions under healthy and faulty states which are difficult to carry out by available
measurement methods in industrial environment. Modeling of excitation winding faults is performed for a 156 MVA turbo generator operating in
thermal power plant. Since the level of diagnostic signal is considerably influenced by combination of many machine and operating parameters, an
extensive analyses are needed to assure accurate healthy/faulty state predictions.
Streszczenie. Artykuł prezentuje podejście do modelowania zwartych zwojów w uzwojeniu wzbudzającym wirnika generator synchronicznego przy
użycie MES. Umożliwia to dokładną analizę pola magnetycznego w kilkunastu reżimach pracy z uwzględnieniem stanów awaryjnych i
bezawaryjnych, która jest trudna do przeprowadzenia dostępnymi w przemyśle metodami pomiarowymi. Modelowanie uzwojenia wzbudzenia
zostało wykonane dla turbogeneratora 156 MVA pracującego w elektrociepłowni. Ponieważ poziom sygnału diagnostycznego w sposób istotny
poddany wpływowi kombinacji wielu maszynowych i operacyjnych parametrów, ekstensywne analizy są niezbędne aby zapewnić dokładne
predykcje stanu awaryjnego. (Modelowanie za pomocą FEM międzyzwojowych zwarć w uzwojeniu wzbudzenia turbogeneratora)
Keywords: Failure analysis, fault detection, finite element method, synchronous generator.
Słowa kluczowe: analiza awarii, detekcja uszkodzeń, metoda elementów skończonych, generator synchroniczny.
Introduction
Supervision of electrical machines using non-invasive
condition monitoring and diagnostic techniques has
become a state-of-the-art tool for improving the reliability
of machines operation in many branches of the industry in
a last decade [1, 2], although the need for such topics
existed already far in the past [3, 4].
The main advanta[...]
|
|
|
|
FEM-based development of measurement system for magnetic fluid characterization
|
|
|
Miloš BEKOVIĆ Anton HAMLER
|
In this article we describe the FEM based development of measurement system for determination of magnetic fluid heating effect when
exposed to ac magnetic field. In the design phase several different geometries of excitation coils has been tested with the aim of achieving the
homogeneity of the magnetic field, using FEM magnetic analysis. Furthermore thermal FEM analysis has been performed with intention of selecting
suitable materials in the measuring system to achieve thermal stability.
Streszczenie. W artykule opisany jest system pomiarowy bazujący na metodzie elementów skończonych (FEM) dla określenia efektu cieplnego w
płynie magnetycznym wystawionym na pole magnetyczne AC. W fazie projektowej kilkanaście geometrii cewek wzbudzających zostało
przetestowanych przy użyciu metody elementów skończonych w celu osiągnięcia jednorodności pola magnetycznego. Ponadto, analiza cieplna za
pomocą FEM została przeprowadzona dla wyselekcjonowania materiałów pozwalających na osiągnięcie cieplnej stabilności. (Rozwój systemu
pomiarowego wspomaganego metodą elementów skończonych dla analizy płynu magnetycznego).
Keywords: Magnetic fluids, ac losses, heating effect, FEM analysis.
Słowa kluczowe: płyny magnetyczne, straty AC, efekt grzania, analiza MES.
Introduction
Magnetic fluids are relatively new material, distinguished
by some specific properties. Besides the obvious, that they
are magnets in a liquid state offer many other properties
that over the years had found many applications in the
industrial applications as well as in biomedicine. In doing
so, we can mention some applications such as targeted
dosage of active substances by using magnetic fluids,
magnetic resonance imaging contrast agents, and
promising alternative cancer treatment with so-called
hyperthermia [1]. This is a process in which the biocompatible
magnetic fluid is introduced into a tumour and
exposed to alternating magnetic field, where various acting
losses mechanisms res[...]
|
|
|
|
Forming a genetic record of cylindrical magnetic separator structures
|
|
|
Mykhaylo ZAGIRNYAK Irina SHVEDCHIKOVA Damijan MILJAVEC
|
A possibility of realization of structural genetic algorithm (SGA) for synthesis of separators magnetic systems structural varieties is
demonstrated taking basic Species of cylindrical longitudinally-symmetric y-oriented ones as an example. The veracity of synthesis results is proved
by means of comparison of the synthesis results with the data of patent information research. A forecasted component of the synthesis results is
determined.
Streszczenie. W artykule przedstawiono możliwa realizację strukturalnego algorytmu genetycznego do syntezy magnetycznych separatorów. Jako
przykładu takiej syntezy użyto separatora cylindrycznego z symetrią wzdłużną. Wiarygodność wyników syntezy wykazano przez porównanie
wyników syntezy z danymi, pochodzącymi z informacji patentowej. Przewidywany składnik wyników syntezy został określony. (Formowanie zapisu
genetycznego struktur z cylindrycznymi separatorami magnetycznymi).
Keywords: chromosome set, generating structure, genetic model, structural genetic algorithm.
Słowa kluczowe: zespół chromosomów, struktura generacyjna, model genetyczny, strukturalny algorytm genetyczny
Introduction
Expansion of the sphere of magnetic separators
application in modern conditions and increasing diversity of
magnetic separation devices, connected with it, result in
large percent of search design procedure in their designing
[1]. In practice, search and synthesis of new structural
variants are mainly of a heuristic character and based on
the use of designer’s intuition and personal experience. In
such conditions research oriented to determination of the
regularities of magnetic separators structure forming
processes and development of methodological instruments
providing realization of a directed search and synthesis of
their new structural varieties is topical.
Research methodology substantiation
Determination of Species variety and development of
genetic systematics of a class of open working area
magnetic [...]
|
|
|
|
High voltage converter design for a belt alternator starter
|
|
|
David STOJAN Peter SEVER Janko HORVAT
|
This paper presents high voltage power converter design, for a belt driven starter alternator. First, electrical and mechanical construction
of converter is presented. Next section describes thermal simulation of converter housing to met specified temperature range. At the end control
topology is presented and some cranking tests of internal combustion engine were done, to verify belt alternator system prototype functionality.
Streszczenie. Artykuł przedstawia projekt wysokonapięciowego przekształtnika dla rozrusznika BAS. Mechaniczna i elektryczna konstrukcja
przekształtnika została zaprezentowana, jak również opisana została symulacja cieplna obudowy przekształtnika dla otrzymania właściwego zakresu
temperatury. Ostatecznie, topologia sterowania jest przedstawiona, a na wewnętrznym silniku spalinowym zostały przeprowadzone testy,
weryfikujące funkcjonalność opracowanych systemów BAS. (Projekt wysokonapięciowego przekształtnika do rozrusznika BAS)
Keywords: belt alternator starter, start-stop system, high voltage converter
Słowa kluczowe: BAS, system start-stop, wysokonapięciowy przekształtnik
Introduction
Environmental regulations force car manufacturers to
continuously reduce cars pollution emissions, therefore this
field is one of the most interesting for research in
automotive industry. The simplest way of reducing
emissions is to turn off the internal combustion engine (ICE)
when it is not needed, e.g. when stopping on a traffic light.
Such systems are called Start/Stop systems and can
reduce fuel consumption and emissions by more than 5 %
for in-city driving [1]. A mayor requirement of the Start/Stop
system is to be able to start the ICE immediately and to be
able to do much more starts as a classical starter. Up to
now there are three known systems of doing warm starts of
ICE. The ICE can be started using a modified classical
starter [2], using combustion [3] or using a modified
alternator so called belt alternator starter ([...]
|
|
|
|
Impact of a passive nonlinear load on saturation in the magnetic core of a multi-winding transformer
|
|
|
Gorazd ŠTUMBERGER Beno KLOPČIČ Klemen DEŽELAK Drago DOLINAR
|
This paper deals with the saturation in magnetic core of a multi-winding transformer which supplies nonlinear passive load. Such systems
are often a part of DC-DC converters. In order to investigate the saturation phenomenon in multi-winding transformers, a laboratory transformer was
build. Analysis of time responses measured during different experiments performed on the transformer was used to explain the phenomenon in the
terms of physics. It represents theoretical background for prevention of magnetic core saturation in systems with multi-winding transformers.
Streszczenie. W artykule rozważono nasycenie rdzenia magnetycznego transformatora wielouzwojeniowego z nieliniowym pasywnym
obciążeniem. Taki układ występuje często w przekształtnikach stałoprądowych. W celu przebadania zjawiska nasycenia zbudowano transformator
laboratoryjny. Analizy przebiegów czasowych mierzonych podczas różnych eksperymentów pozwalały na wyjaśnienie fizycznej natury zjawiska, co,
z kolei, jest podstawą do ochrony rdzenia wielouzwojeniowego transformatora przed nasyceniem. (Wpływ pasywnego nieliniowego obciążenia
na nasycenie rdzenia magnetycznego wielo-uzwojeniowego transformatora)
Keywords: magnetic cores, multi-winding transformer, saturation, passive load.
Słowa kluczowe: rdzenie magnetyczne, wielouzwojeniowy transformator, nasycenie, obciażenie pasywne.
Introduction
Multi-winding transformers with magnetic cores are
indispensable components of dc-dc converters. The
magnetic cores are normally composed of ferromagnetic
material with magnetically nonlinear behavior. Thus, the
behavior of the entire multi-winding transformer is
magnetically nonlinear as well.
A special type of multi-winding transformers are those
installed in the middle-frequency resistance spot welding
systems [1]-[4] with rated power over 100 kVA. Such
systems are normally used for material joining in the
automotive industry. The multi-winding transformer, in this
case called also wel[...]
|
|
|
|
Impact of static and dynamic inductance on calculated time responses
|
|
|
Gorazd ŠTUMBERGER Željko PLANTIĆ Bojan ŠTUMBERGER Tine MARČIČ
|
This paper focuses on electromagnetic devices and electric machines with magnetic cores. Their behavior is magnetically nonlinear. In
magnetically nonlinear dynamic models of these devices, the magnetically nonlinear behavior can be accounted for by the characteristics flux
linkages versus magneto-motive-force or by the current dependent dynamic and static inductances. This paper discusses different methods for
determining characteristics of flux linkages and the impact of static and dynamic inductances on calculated dynamic responses.
Streszczenie. W artykule skoncentrowano się na urządzeniach i maszynach elektrycznych z rdzeniem magnetycznym. Praca tych urządzeń
wykazuje się magnetyczną nieliniowością. W nieliniowych magnetycznie dynamicznych modelach tych urządzeń uwzględnia się fakt nieliniowości
poprzez wstawianie zależności strumienia magnetycznego od siły magnetomotorycznej (przepływu) lub poprzez przyjmowanie dynamicznych i
statycznych indukcyjności. Artykuł przedstawia dyskusję różnych metod określania zarówno zależności wspomnianej, jak i wpływu dynamicznych i
staycznych indukcyjności na dynamiczne odpowiedzi. (Wpływ statycznej i dynamicznej indukcyjności na obliczane odpowiedzi czasowe)
Keywords: magnetic cores, devices, static inductance, dynamic inductance.
Słowa kluczowe: rdzenie magnetyczne, urządzenia, statyczna indukcyjność, dynamiczna indukcyjność
Introduction
Magnetic cores of different electromagnetic devices and
electric machines are normally made of ferromagnetic
materials. These materials have magnetically nonlinear
characteristics, which imply that the electromagnetic
devices and machines made of these materials behave
magnetically nonlinearly as well. Nowadays, there exist
many software packages developed for computation of
electric power system transients and dynamic evaluation of
electric drives, electric machines and electromagnetic
devices. In order to improve agreement between measured
and calculated resp[...]
|
|
|
|
Impacts of rotor slots on interior permanent magnet motors performance
|
|
In this paper, effects of number of rotor slots on the performance of line start interior permanent magnet synchronous motors (LSIPMSMs)
are analyzed in details. Magnetic, electrical and mechanical signals of two LSIPMSMs with 28 and 44 rotor slots are calculated, inspected and
compared with each other. Influence of the rotor slots on the space harmonics is studied using spectra of the aforementioned signals around the
fundamental harmonic and principle slot harmonic. Furthermore impacts of the load variation on the computed signals and their spectra are
investigated. Time stepping finite element method is utilized to simulate above mentioned motors.
Streszczenie. W artykule przeanalizowano wpływ liczby żłobków na działanie bezpośredni włączanego silnika synchronicznego z magnesem
trwałym. Sygnały elektryczne, magnetyczne i mechaniczne dwóch takich silników z 28 i 44 żlobkami w wirniku zostały obliczone i porównane między
sobą. Wpływ żłobków wirnika na harmoniczne przestrzenne został zanalizowany przy użyciu spektrum, wspomnianych wcześniej, sygnałów wokół
podstawowej harmonicznej i podstawowej harmonicznej żłobkowej. Co więcej, przebadano też wpływ zmienności obciążenia na obliczane sygnały i
ich spektra. Do symulacji silników wykorzystano metodę elementów skończonych z krokiem czasowym. (Wpływ złobków wirnika na działanie
silnika z wewnętrznym magnesem trwałym)
Keywords: IPMSM, rotor slot, TSFEM harmonic analysis.
Słowa kluczowe: silnik synchroniczny z magnesem trwałym, żlobek wirnika, analiza harmoniczna MES
Introduction
Application of permanent magnet (PM) synchronous
motors (PMSMs) is increasing due to advanced technology
in manufacturing PM, high power density, improved power
factor and high efficiency. The PMSMs are classified to
surface mounted PM synchronous motors (SPMSM) and
interior PM synchronous motors (IPMSMs). In [1],
performance of the SPMSM and IPMSM is evaluated by
computing electromotive force (EMF), starting curren[...]
|
|
|
|
Improvement of the TDR/TDT measurement using deconvolution technique in LabView
|
|
|
Jacek LEŚNIKOWSKI
|
Metoda TDR/TDT (time domain reflektometry/time domain transmission) jest jedną z najczęściej używanych metod do pomiarów
parametrów linii transmisyjnych, złączy w.cz. itd. Artykuł jest przewidziany dla osób które chcą stworzyć lub udoskonalić własny system do pomiarów
reflektometrycznych oparty o generator impulsowy i oscyloskop cyfrowy. W artykule opisano praktyczne zastosowanie metody dekonwolucji
używanej w pomiarach TDR/TDT. Metoda ta jest używana do poprawy rozdzielczości i dokładności wyników pomiaru. Pierwsza część artykułu
zawiera wprowadzenie do teorii dekonwolucji. W drugiej części przedstawiono praktyczną implementację procedury dekonwolucji z wykorzystaniem
popularnego programu LabView. W końcu artykułu przedstawiono praktyczne zastosowanie opisanej procedury w rzeczywistym stanowisku do
pomiarów nowego rodzaju tekstylnych linii transmisyjnych mających zastosowanie w Tekstronice. (Poprawa parametrów metody TDR/TDT z
wykorzystaniem dekonwolucji w programie LabView)
Abstract. TDR/TDT (time domain reflektometry/time domain transmission) technique is one of the most common method for evaluating a
transmission lines, connectors etc. The paper is intended for users who want to create or improve a TDR/TDT system based on the user-owned
digital oscilloscope, pulse generator and popular LabView program. The paper presents a practical application of deconvolution technique used in
TDR/TDT measurements. This technique is used to improve the overall resolution and accuracy of TDR/TDT measurement results. The first part of
the paper presents a theoretical introduction to a deconvolution technique. The second part describes practical implementation of the deconvolution
procedure using the popular measurement program LabView. Finally, the application of the described deconvolution procedure, in the real system
for the measurement of a new type of textile transmission lines applicable in Textronics, is presented.
Słowa kluczowe: reflektometria, [...]
|
|
|
|
Influence of asymmetries in stator back iron of PMS motors to the level of cogging torque components
|
|
|
Lovrenc GAŠPARIN Rastko FIŠER
|
A study presents a dependence of the level and harmonic structure of a cogging torque in PM motors to interlocks and notches in stator
back iron, which are standard methods for stator lamination stacking. It has been established that technologies for stacking lamination packs are
causing local saturation peaks in back iron which give rise to additional cogging torque harmonic components and consequently increase the total
cogging torque. The estimation of the substitutive relative permeability of the interlock soft magnetic material is also discussed.
Streszczenie. Artykuł prezentuje zależność poziomu i struktury harmonicznej momentu bezprądowego w silnikach z magnesem trwałym i
wycięciami w rdzeniu stojana ze wstecznym żelazem - są to standardowe metody dla składania warstwowego stojana. Trzeba dać sobie sprawę, że
technologie składania blach. Powoduje to lokalne nasycenia, które w efekcie dają wzrost momentu bezprądowego. Przedyskutowano .zastępczą
przenikalność magnetyczną. (Wpływ asymetrii w silniku maszyny elektrycznej na składniki momentu bezprądowego)
Keywords: cogging torque, finite-element method, harmonic components, PM synchronous motor.
Słowa kluczowe: moment bezprądowy, metoda elementów skończonych, składowe harmoniczne silnik synchroniczny z magnesem
trwałym
Introduction
High-performance drives in automotive applications
require permanent magnet synchronous motors (PMSM)
that produce smooth torque with a very low component of
cogging torque. This is not easy to attain as improper
design of PMSMs results in cogging torque that may be as
high as 25 % of the rated torque. In many commercially
available machines, it has typically a nominal value of 5 % ÷
10 % of the rated torque [1]. A number of high-performance
applications necessitate cogging torque not to exceed 1 %
of the rated torque [2]. Therefore, methods for analysis and
computation of the cogging torque are required to design
machines that meet the required specifi[...]
|
|
|
|
Kinematic chains of branched head positioning system of hard disk drives
|
|
|
Tomasz TRAWIŃSKI
|
In the article the branched kinematic chains of head positioning system of hard disk drive are presented. Basic information about data
areal density growth over last ten years is given as well exemplary modern head positioning systems of modern hard disk drives. The mathematical
expressions for inverted dynamic matrix of branched head positioning system are given.
Streszczenie. W niniejszym artykule zaprezentowano rozgałęzione łańcuchy kinematyczne systemu pozycjonowania głowic dysków twardych.
Podano podstawowe informacje dotyczące wzrostu powierzchniowej gęstości danych na przełomie ostatnich kilku lat, jak również zaprezentowano
nowoczesny system pozycjonowania głowic dysków twardych. Wyprowadzono również elementy odwrotnej macierzy bezwładnościowej
omawianego systemu. (Łańcuchy kinematyczne systemu pozycjonowania głowic dysków twardych)
Keywords: hard disk drives, kinematic chain, data areal density, VCM motor.
Słowa kluczowe: dyski twarde, łańcuch kinematyczny, gęstość powierzchniowa, silnik VCM.
Introduction
In the recent years we may observe incredible increase
of hard disk drive (HDD) capacity. The capacity of HDD is
defined by one fundamental factor - so-called data areal
density. This factor to determine the amount of data
possible to store on unit disk surface, and it is expressed in
Gb/in2 (giga bits per square inch). The data areal densities
growth over the ten last years is in Fig.1 presented. Today’s
highest data areal density applied in commercial products is
used in WD 2TB hard disk drive (manufactured by Western
Digital company).
Fig.1. Data areal density growth in commercial products over the
last 10 years
In Fig. 2 the data areal density which was reached in
laboratory environment is presented and three regions are
assigned on it.
Fig.2. Data areal density reached in laboratory environments
Region denoted by capital letter A collect the data areal
densities written by the means of longitudinal recording
[...]
|
|
|
|
Kryteria projektowania alternatorów samochodowych
|
|
|
Andrzej SĘK Rafał BOGUSZ
|
W artykule przedstawiamy podstawowe kryteria projektowania alternatorów samochodowych oraz szczególne rozwiązania
pozwalające na optymalizację konstrukcji w kierunku ich realizacji. Rozważane są: obliczenia własnego modelu, redukcja rozmiarów i masy,
modyfikacja obwodu magnetycznego wzbudzenia (zmiana rozmiaru szczeliny powietrznej), poprawa efektywności chłodzenia, zmniejszenie
generowanego hałasu i inne.
Abstract. In this paper, we present basic criteria, as well as special solutions, permitting on optimalization of construction in direction their realization
designing automotive alternators. Own model calculations, reduction in mass and size, modifications in the magnetic excitation circuit (air gap size
change), improvement in the cooling efficiency, decrease of the generating noise and others are discussed. (Design criteria of automotive
alternators).
Słowa kluczowe: inżynieria samochodowa, alternator kłowy, kryteria projektowe, optymalizacja.
Keywords: automotive engineering, claw pole (Lundell) alternator, design criteria, optimalization.
Wstęp
Przepływ prądu w uzwojeniach odbywa się na skutek
pola magnetycznego, więc pierwszym działaniem
projektanta jest określenie obwodu magnetycznego
maszyny. Po dokonaniu wstępnego doboru rodzaju
magneśnicy, który w większości przypadków wypada na
korzyść biegunów kłowych, w ramach dalszych działań
należy rozważyć, w jaki sposób w ramach tej samej
konstrukcji osiągnąć większą wydajność prądową i moc na
wyjściu układu. Nie można przy tym zapomnieć, że
pomiędzy potencjalnymi możliwościami drzemiącymi w
konstrukcji alternatora, a rzeczywistością istnieje istotna
przepaść. Miarą poziomu tej "niemocy" jest sprawność,
chociaż z drugiej strony stanowi ona swoistą gwarancję;
pole manewru; że poprzez identyfikację strat i źródeł ich
powstawania, w ramach tej samej konstrukcji, odpowiednie
zabiegi technologiczne, względnie inny dobór materiałów
konstrukcyjnych zadziałają na naszą korzyść.
Wstępn[...]
|
|
|
|
Magnetic field analysis in slotless PM linear motor model: comparison of calculated and measured results
|
|
|
Miralem HADŽISELIMOVIĆ Viktor GORIČAN Tine MARČIČ Peter VIRTIČ Bojan ŠTUMBERGER
|
The article presents a magnetic field analysis in slotless permanent magnet linear motor model. The two types of magnetic field
calculation are presented. The first one is analytical calculation of magnetic field in Polar coordinate system considering the linear motor model
geometry. The second one is numerical calculation based on finite element method. In both calculations the normal and tangential components of
the magnetic flux density in the air-gap are calculated. In order to make adequate analysis of magnetic field and to confirm calculation results the
experimental setup for magnetic field measurement in slotless permanent magnet linear motor model was developed. Comparison of calculated and
measured results is presented in paper as well.
Streszczenie. W artykule przedstawiono analizę pola magnetycznego w modelu bezżłobkowego silnika liniowego z magnesem trwałym. Dwa
sposoby obliczania pola magnetycznego są prezentowane: obliczenia analityczne pola magnetycznego w biegunowym układzie współrzędnych,
uwzględniającym geometrię modelu i obliczenia numeryczne oparte na metodzie elementów skończonych. W obu metodach obliczeniowych
wyznacza się składowe normalne i styczne indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej. W celu weryfikacji adekwatności modelu i weryfikacji
obliczeń wykonany został zestaw eksperymentalny dla pomiarów pola magnetycznego. Przedstawiono zostało porównanie wyników obliczeń i
pomiarów. (Analiza pola magnetycznego w modelu bezżłobkowego silnika liniowego z magnesem trwałym)
Keywords: magnetic field, permanent magnets, analysis, calculation, measurement.
Słowa kluczowe: pole magnetyczne, magnesy trwałe, analiza, obliczenia, pomiar
Introduction
In the process of designing the permanent magnet
synchronous motors two different types of magnetic field
calculations are usually used. The first type of calculation is
analytical calculation of magnetic field quantities in the
motor’s air-gap and yoke (solution of m[...]
|
|
|
|
Mathematical model of drive system for metallurgical roller table unit with rotation of rollers transmitted by chain transmission
|
|
|
Andrzej RUSEK Andrzej POPENDA
|
The paper discusses the drive system with the chain transmission driven by induction motor through the multi-stage gear-reducer. The
mathematical model is formulated taking into account the load at both endings of each roller of drive set. The equations describing the drive system are
derived on the basis of variational Hamilton’s principle and Lagrange’s equation of the second type. The final system of equations was transformed to the
linear differential equations. The aforementioned system of equations allows formulating the computer model for digital simulations.
Streszczenie: W artykule zaprezentowano układ napędowy z łańcuchowym napędem rolek z zastosowaniem wielostopniowego reduktora
zębatego napędzanego silnikiem indukcyjnym. Model matematyczny sformułowano z uwzględnieniem obciążeń na obu końcach każdej rolki
zestawu napędowego. W oparciu o wariacyjną zasadę Hamiltona oraz równanie Lagrane'a drugiego rodzaju wyprowadzono równania opisujące
układ napędowy. Ostateczną postać układu równań sprowadzono do układu liniowych równań różniczkowych umożliwiającego sformułowanie
modelu komputerowego do obliczeń symulacyjnych. Układ napędowy z łańcuchowym napędem rolek z zastosowaniem wielostopniowego
reduktora zębatego napędzanego silnikiem indukcyjnym
Keywords: chain transmission, roller-table, mathematical modelling, technological loads.
Słowa kluczowe: napęd łańcuchowy, samotokowa linia transportowa, modelowanie matematyczne, obciążenia technologiczne.
Introduction
The drive systems for roller-table sets with rotation of the
rollers transmitted by chain transmission are example of a
constructional solution of the drive systems for roller-table
transporting lines. The aforementioned drive systems are
applied in transporting lines in which due to technological
problems the instalment of gear-motors with self-transporting
construction on each roller is not possible. It concerns also
these cases where transmission of motion amon[...]
|
|
|
|
Measurement and simulation of vector hysteresis
|
|
|
Miklós KUCZMANN
|
The paper presents a rotational single sheet tester (RSST) which can be used to measure vector hysteresis characteristics inside a
specimen with round shape. The measured hysteresis characteristics in the orthogonal directions presents uniaxial anisotropy. It has been handled
by the Fourier expansion of the measured Everett functions. The Fourier coefficients of the unknown Everett function have been identified by the
modification of a previously implemented algorithm. In the identification task linearly and circularly polarized measured data have been taken into
account.
Streszczenie. Artykuł przedstawia obrotowy tester jedno-arkuszowy (RSST), który może być wykorzystany do pomiaru wektora histerezy w obiekcie
o kształcie okrągłym. Mierzona w prostopadłych kierunkach pętla histerezy posiada jednoosiową anizotropię. Problem został rozwiązany przez
użycie rozwinięcia Fouriera pomierzonych funkcji Everetta. Współczynniki Fouriera nieznanej funkcji Everetta zostały zidentyfikowane poprzez
modyfikację zaimplementowanego algorytmu. W zadaniu identyfikacji wzięto pod uwagę liniowo i kołowo spolaryzowane dane pomiarowe. (Pomiar i
symulacja wektora histerezy)
Keywords: Everett function, Preisach model, Vector hysteresis characteristics.
Słowa kluczowe: funkcja Everetta, model Preisacha, charakterystyka wektora histerezy
Introduction
Different types of single sheet testers have been
designed and manufactured to measure vector hysteresis
properties of soft magnetic materials [1-10]. The Rotational
Single Sheet Tester with a specimen with round shape
(R-RSST) has been used in this study [9-10].
The Preisach model of hysteresis is the most widely
applied simulation technique to approximate measured
hysteresis curves [11,12]. The vector Preisach model is
able to simulate vector behaviors of the field quantities
inside the materials under test [11], i.e. the phase lag
between the magnetic field intensity vector and the
magnetic flux density vecto[...]
|
|
|
|
Methods of parameters identification of fractional systems
|
|
|
Tomasz JANICZEK Janusz JANICZEK
|
This paper presents the parameters of identification method generalized for systems that for obtaining estimates of parameters of models
use fractional differential equations i.e. systems containing elements of fractional degree. These elements introduce fractional derivatives to
differential equations and in the operator equations they are presented as operators of fractional degree. The discussed method based on the
operators which affect the defined/ measured incoming and outgoing signals allows to obtain equations or a set of equations with unknown
parameters. This method was generalized to systems in which there are elements of the fractional degree. The way how to transform the algorithm
of the model as to avoid large scale mathematical complications and with a little loss of generality is demonstrated.
Streszczenie. W niniejszym artykule przedstawiono uogólnienie metody różniczkowej i zbadano ją pod kątem przydatności w identyfikacji systemów
zawierających elementy stopnia ułamkowego. Elementy te w równaniach różniczkowych wprowadzają pochodne ułamkowe, zaś w równaniach
operatorowych pojawiają się w postaci operatorów z potęgami ułamkowymi. Rozpatrywana poniżej metoda wykorzystująca operatory działające na
zadane/ mierzone sygnały wejściowe i wyjściowe umożliwia takie przekształcenie sygnałów, aby uzyskać równania bądź układy równań z
niewiadomymi parametrami. Metodę tą uogólniono do układów, w których występują elementy stopnia ułamkowego, obrazując sposób przekształceń
i poszukiwanie parametrów wybranego modelu procesu. (Metody identyfikacji parametrów systemów ułamkowych)
Keywords: fractional calculus, differential method of identification.
Słowa kluczowe: ułamkowy rachunek różniczkowy, różniczkowa metoda identyfikacji.
Introduction
Fractional calculus is a term known since the early
nineteenth century. However, the main development falls on
its end, when the fundamental definitions and theorems
were formulated [1]. Up to the 19[...]
|
|
|
|
Model matematyczny autokompensacyjnego przetwornika immitancja-napięcie
|
|
|
Włodzimierz CHOMA Artur SMOLCZYK
|
W artykule przedstawiono ogólny model matematyczny autokompensacyjnego przetwornika immitancja-napięcie oraz sposób
uproszczenia tego modelu. Dokonano również estymacji zakresu adekwatności uproszczonego modelu względem częstotliwości oraz podprzedziałów
przetwarzania. Omówiono prostą i poglądową metodykę analizy transmitancji przetwornika, przydatnej do wykorzystania w praktyce inżynierskiej.
Abstract. In this paper a complex generalized mathematic model of autocompensation immitance-to voltage converter and a mean of simplification
this model are presented. Also the simplified model estimate range of adequacy with regard to frequency and conversion range has been derived.
The simple and evident analysis method of converter transfer function suitable to the use in engineering is discussed. (Generalized mathematic
model of autocompensation immitance-to voltage converter)
Słowa kluczowe: transmitancja, równoważny współczynnik wzmocnienia, zakres adekwatności modelu.
Keywords: transfer function, equivalent gain factor, range of adequate model.
Wstęp
W ostatnich dziesięcioleciach przy budowie mierników
immitancji (impedancji lub admitancji dwójnika biernego)
szeroko stosuje się wzmacniacze operacyjne (WO). Włączenie
ich do schematu pomiarowego pozwala stworzyć
małogabarytowe, szerokozakresowe środki pomiaru,
zmniejszać wpływ parametrów pasożytniczych przewodów
połączeniowych i przełączników, zwiększyć czułość i odporność
na zakłócenia. Rzeczywisty WO opisuje się przy
pomocy złożonego modelu matematycznego i odpowiednio
złożony jest model schematów urządzeń wykorzystujących
WO. Dlatego tworząc odpowiadający rzeczywistości ale
wygodny do analizy model autokompensacyjnego przetwornika
immitancja-napięcie należy wziąć pod uwagę tylko
najistotniejsze czynniki destabilizujące, odrzucając drugorzędne.
Podstawą do analizy rzeczywistego schematu operacyjnego
jest transmitancja, uwzględniająca właściwości samego
wzmacniacza operacyjnego oraz s[...]
|
|
|
|
Modelling the influence of anisotropy on magnetic properties in grain-oriented steels
|
|
|
Krzysztof CHWASTEK Mariusz NAJGEBAUER Jan SZCZYGŁOWSKI Wiesław WILCZYŃSKI
|
The paper presents an anisotropy model of magnetic properties based on the concept of coenergy. The proposed model is verified for
chosen grades of grain-oriented electrical steel. It is shown, that it is possible to predict magnetization curves for arbitrary values of angle  on the
basis of measurements, made in two directions of sample.
Streszczenie. W artykule przedstawiono model anizotropii właściwości magnetycznych oparty o koncepcję ko-energii. Zaproponowany model został
zweryfikowany dla orientowanych blach elektrotechnicznych o wybranych grubościach. Wykazano możliwość uzyskania pętli histerezy dla
dowolnego kąta  wycięcia próbki, w oparciu o pomiary wykonane wyłącznie w dwóch kierunkach. (Modelowanie wpływu anizotropii na
własności magnetyczne orientowanej blachy elektrotechnicznej)
Keywords: anisotropy, Fröhlich equation, grain-oriented steel, modified elliptic model.
Słowa kluczowe: anizotropia, równanie Fröhlich, orientowana blacha elektrotechniczna, zmodyfikowany model eliptyczny.
Introduction
In order to tailor the operation point of magnetic circuits
in electric machines it is necessary to take the anisotropy
phenomenon into account [1-4]. Even the so-called isotropic
steels can reveal a significant anisotropy [5-7]. There is
a number of challenging problems with magnetic
measurements carried out under rotational magnetization
flux [8-13]. It is thus desirable to focus on these descriptions
of magnetization processes, which make it possible to
determine the B H
 
 dependencies at an arbitrary angle
from measurements carried out in two orthogonal
directions.
There exists a number of engineering approaches to
address this issue. As pointed out by Cornut et al. [14],
some of developed CAD models are not thermodynamically
coherent. Péra et al. have advanced a relatively simple 2D
numerical representation of magnetic properties for
anisotropic materials based on coenergy modeling[...]
|
|
|
|
Nanofluid and ferrofluid slip flow in rectangular and circular microchannels and minichannels
|
|
|
Jurij AVSEC Peter VIRTIČ Greg NATERER
|
This paper has developed a formulation of fluid motion and entropy production in microchannels. We have developed the formulations for
pressure driven flow, flow under electric forces and flow under ferromagnetic forces. Friction, thermal and electromagnetic irreversibilities have
significance in energy efficiency of microfluid systems. The results indicate that entropy and the Second Law have practical significance in
electrokinetic liquid transport through microchannels.
Streszczenie. W artykule pokazano rozwój sformułowania ruchu płynu i entropii produkowanej w mikrokanalikach. Rozwinięte zostały
sformułowania dla płprzepływów poddanych ciśnieniu, przepływów w polu elektrycznym i przepływów poddanych siłom ferromagnetycznym.
Ciśnienie, cieplna i elektromagnetyczna nieodwracalność mają istotne znaczenie dla efektywności energetycznej system mikroprzepływowych.
Wyniki wskazują, że entropia i drugie prawo termodynamiki mają praktyczbe znaczenie w transporcie płynów elektrokinetycznych przez
mikrokanaliki. (Nano- i ferropłyny w kołowych i prostokątnych mikro- i mini kanalikach)
Keywords: ferrofluids, magnetohydrodynamics, microchannel flow.
Słowa kluczowe: ferrofluidy, magnetohydrodynamika, przepływ mikrokanałowy.
Introduction
Fluid flows through microchannels and capillaries of
different geometries arise in various emerging technologies,
ranging from electronics cooling [1] to slip-flow control [2]
and others [3]. In electronics cooling applications, past
analytical methods have been developed to predict Nusselt
number variations in microchannels of various aspect ratios
[1]. Past studies have different views regarding the
apparent viscosity in microchannel flows [4 - 6]. In certain
cases, the apparent (required or measured) viscosity is
reported to be much larger than the bulk viscosity at large
distances away from the wall (Israelachvili; [4]). However, in
other studies conducted with flows in capillaries, the
apparent and bulk vi[...]
|
|
|
|
Niskonapięciowy wzmacniacz transkonduktancyjny CMOS, sterowany z elektrod podłoża
|
|
|
Tomasz KULEJ
|
W pracy przedstawiono nowe rozwiązanie wzmacniacza transkonduktancyjnego CMOS, sterowanego z elektrod podłoża. Układ ten
charakteryzuje się małą wartością napięcia zasilania (0,5V), oraz małą wartością transkonduktancji (31,1nS) i mocy rozpraszanej (107nW).
Wzmacniacz jest przeznaczony do zastosowań w układach filtrów aktywnych na zakres bardzo małych częstotliwości.
Abstract. A novel solution for a bulk-driven transconductance amplifier is described in the paper The circuit is characterized by low supply voltage
(0,5V), as well as small transconductance (31,1nS) and low dissipation power (107nW). The amplifier is devoted for applications in low-frequency
active filters. (Low-voltage, bulk-driven transconductance amplifier in CMOS technology).
Słowa kluczowe: wzmacniacze transkonduktancyjne, układy CMOS, sterowanie podłożowe, układy niskonapięciowe
Keywords: transconductance amplifiers, CMOS circuits, bulk-driven, low-voltage circuits.
Wstęp
Zagadnienie projektowania mikroelektronicznych
analogowych filtrów aktywnych o częstotliwościach
charakterystycznych rzędu kilku herców lub nawet
mniejszych, wymaga rozwiązania problemu projektowania
wzmacniaczy transkonduktancyjnych o bardzo małych
wartościach transkonduktancji, rzędu nano a nawet
pikosimensów [1],[2],[3]. Zadanie to jest szczególnie trudne
do zrealizowania w przypadku stosowania najnowszych
technologii CMOS, o rozmiarach charakterystycznych rzędu
kilkudziesięciu nanometrów, ponieważ tranzystory
realizowane w tych technologiach posiadają stosunkowo
duże wartości parametrów transkonduktancyjnych. Co
więcej, stosunkowo małe wartości rezystancji wyjściowych
tranzystorów i zwiększone prądy ich bramek, wpływają
negatywnie na wartość uzyskiwanego wzmocnienia
napięciowego i inne ważne parametry układowe [4].
Zmniejszające się ciągle napięcie zasilania układów
scalonych również zmusza projektantów do poszukiwania
nowych rozwiązań układowych. Dla najnowszych
technologii CMOS, napięc[...]
|
|
|
|
Nonlinear reluctance model of transverse flux motor
|
|
|
Janez LESKOVEC Makuc DANILO Franci LAHAJNAR Damijan MILJAVEC
|
The aim of this paper is to present parametric nonlinear reluctance model of outer rotor permanent magnet transverse flux machine
(TFM). Main and leakage magnetic flux paths of TFM are studied and modelled with reluctances using mean length and cross area approximation
which divide the model into simple solids. General propose circuit simulator is used to solve the model. The main goal of the model is to provide the
results of machine performances with sufficient accuracy and quick enough to use them in optimization procedures.
Streszczenie. Celem artykułu jest prezentacja nieliniowego reluktancyjnego modelu maszyny elektrycznej z poprzecznym strumieniem i z
zewnętrznym wirnikiem i magnesem trwałym. Strumienie magnetyczne, główny i rozproszenia, modelowane są z reluktancjami przy użyciu średnich
długości i przekrojów, które dzielą model na proste obiekty. Zadaniem symulatora obwodowego jest rozwiązanie modelu. Głównym celem
modelowania jest dostarczenie wyników działania maszyny z dostateczną dokładnością i wystarczająco szybko do wykorzystania w procedurach
optymalizacyjnych. (Nieliniowy model reluktancyjny silnika z poprzecznym strumieniem).
Keywords: finite element method, nonlinear reluctance model, transverse flux machine
Słowa kluczowe: metoda elementów skończonych, nieliniowy model reluktancyjny, naszyna ze strumieniem poprzecznym
Introduction
The development of soft magnetic composite materials
(SMC) increase the interest in electromagnetic structures
with 3-D guided magnetic flux, such as transverse flux
machine (TFM) [1, 2] shown in Fig. 1. Model of TFM is
composed of inner stator made from soft magnetic
composite material and outer rotor composed of yoke and
permanent magnets. The three phase coils are in form of
ring and positioned in the stator slot. The rotor magnets are
shifted for 120 electrical degrees circumferentially regarding
each phase.
Fig.1. 3-D model of 1/36 transverse flux motor
Further, the paper proposes a[...]
|
|
|
|
Numerical scalar hysteresis model and its precision
|
|
|
Marko JESENIK Viktor GORIČAN Anton HAMLER Bojan ŠTUMBERGER Mladen TRLEP1
|
The calculation of magnetic fields in the electromagnetic devices is an important part of the design process. The numerical approach in
consideration to the measured material hysteresis is discussed in the paper. Some precision problems of the model are pointed out. The results of
the calculation are compared with the measurement results made on the magnetization set up for the characterization of semi and hard magnetic
materials.
Streszczenie. Obliczanie pola magnetycznego w urządzeniach elektrycznych jest istotną częścia procesu projektowania. W artykule dyskutowane
jest numeryczne podejście do zmierzonej histerezy. Pewne precyzyjne problemy zostały wypunktowane. Wyniki obliczeń porównane są z wynikami
pomiarów wykonanych na zestawach magnetycznych charakterystycznych dla materiałów magnetycznych twardych i półtwardych. (Numeryczny
model skalarny histerezy i jego dokładność)
Keywords: Finite element methods, Magnetic fields, Measurement.
Słowa kluczowe: metoda elementów skończonych, pole magnetyczne, pomiary
Introduction
The program for the 3D finite element magnetic field
calculations includes the numerical scalar hysteresis model.
The description of the magnetic material is based on the
measured major hysteresis loop and as many as possible
measured first order reversal curves (FORCs) for the
increase and for the decrease of the excitation current.
In each of the finite elements, the new magnetic
induction B is calculated on the basis of the nonlinear finite
element method calculation made with different
magnetization curves in each finite element. The magnetic
induction in each of the finite elements, calculated from the
previous time step, the history of the magnetic density and
the excitation current, are the basis for the evaluation of the
new magnetization curve, which will be used for nonlinear
calculation in the current time step. Some calculations must
be repeated, if the result is on the wrong magnetization
curve.
S[...]
|
|
|
|
Obliczenia cieplne transformatora
|
|
|
Piotr KISIELEWSKI Jarosław HAMERA
|
Niniejszy artykuł ma na celu pokazanie możliwości wykorzystania programu komputerowego, wykorzystującego metodę elementów
skończonych do obliczeń cieplnych, w projektowaniu transformatorów. Sprawdzana jest przydatność SOLID WORKS’a z nakładką COSMOS
WORKS. Wyniki obliczeń porównywane są z wynikami pomiarów laboratoryjnych
Abstract. The goal of this article is show the possibility of using a computer program, which use finite-elements method for thermal calculations, for
design of transformers. Program is tested with the overlay SOLID WORKS with added COSMOSWORKS. The calculation results are compared with
the results of laboratory measurements. (Heat calculations of transformer).
Słowa kluczowe: CosmosWorks, obliczenia cieplne, transformator
Keywords: CosmosWorks, heat calculations, transformer.
1. Wstęp.
Obliczenia cieplne transformatora mają szerokie
zastosowanie w pracach projektowych biur konstrukcji
transformatorów. Wcześniejsze obliczenia pozwalają na
dobór odpowiednich materiałów użytych przy produkcji
(przekroje przewodów, sposób nawinięcia uzwojeń, typ
zastosowanej izolacji itp.). Praca ukazuje przydatność
programu Solid Works z nakładką CosmosWorks podczas
projektowania transformatorów. Zajmuje się badaniem
rozkładu ciepła na poszczególnych elementach
transformatora. Symulacje przeprowadzone programem
komputerowym pozwalają na skrócenie czasu w jakim
otrzymać można finalny projekt. Symulacja komputerowa
pozwala na uniknięcie produkcji "nietrafionego" prototypu,
ponieważ przeprowadzenie obliczeń za pomocą programu
pozwala na sprawdzenie założeń konstrukcyjnych.
Używając symulacji komputerowych produkt można
optymalizować na etapie projektowania a dopiero później
planować seryjną produkcję. Bez symulacji projektowych
optymalizacja produktu jest kosztowna i czasochłonna.
Praca ukazuje sposób przeprowadzenia obliczeń
symulacyjnych oraz w jaki sposób należy interpretować
otrzymane wyniki. Przedstawione zostały także [...]
|
|
|
|
Optimal slot opening in permanent magnet machines for minimum cogging torque
|
|
|
Li ZHU Shu Zhong JIANG Zi Qiang ZHU Ching Chuen CHAN
|
Based on the 2-d model of a slot and the effective flux density distribution in an equivalent slotless machine, this paper presents an
analytical technique for accurately determining the optimal slot opening for minimum cogging torque in permanent magnet machines. It is then used
to derive the relationship between slot opening and cogging torque for machines having different combinations of slot number and pole number. In
addition, it is applied to slot pairing to effectively reduce the cogging torque. Analytical results are verified by finite element analyses and
experiments.
Streszczenie. Wykorzystując dwuwymiarowy model szczeliny i rozkładu indukcji w artykule zaprezentowano technikę określania optymalnej
szczeliny dla uzyskania minimalnego momentu zakleszczania się. Analizę wykorzystano do określania momentu w maszynach o różnej liczbie
szczelin i biegunów. Wyniki analizy zweryfikowano eksperymentalnie i obliczeniowo (metodą elementu skończonego). (Optymalna konstrukcja
szczeliny w silnikach z magnesami trwałymi warunkująca minimum momentu zakleszczenia)
Keywords: Cogging torque, permanent magnet machines, slot opening, slot pairing.
Słowa kluczowe: silniki prądu stałego, zakleszczanie się maszyny.
Introduction
Permanent magnet (PM) brushless machines are being
widely used in high performance drives for applications
which require accurate velocity and position control, due to
easy implementation of field oriented control, high
efficiency, high power factor and high torque density
compared with other kinds of motors. However, the inherent
cogging torque causes torque and speed ripples and results
in acoustic noise and vibration, particularly at low speed
and light load.
For cogging torque reduction, many researches have
been carried out, and numerous methods proposed, such
as a fractional number of slots per pole [1-3], slot or magnet
skewing [4,5], auxiliary slots or teeth [2], magnet
segmentation [6], slots or teeth pairing [4[...]
|
|
|
|
Optimization based reduction of the electromagnetic field emissions caused by the overhead lines
|
|
|
Klemen DEŽELAK Gorazd ŠTUMBERGER Franc JAKL
|
This paper deals with the reduction of electric and magnetic field emissions caused by the single-circuit 400 kV overhead power line.
These emissions are especially important on the border of the overhead power line right of way, where electromagnetic field emissions should be
under prescribed limits. This paper deals with the two solutions. Firstly the usage of higher towers is investigated, while secondly the new conductor
arrangements is defined in the optimization process.
Streszczenie. W artykule poruszono problem ograniczenia emisji pola elektromagnetycznego wywołanego linią elektroenergetyczną 400 kV.
Emisja ta jest szczególnie istotna na obszarze dostępnym (right-of-way) gdzie emisja pola elektromagnetycznego podlega szczególnym restrykcjom.
Artykuł pokazuje dwa rozwiązania: użycie wyższych słupów energetycznych lub/i zastosowanie nowych ustawień przewodów energetycznych.
(Optymalna redukcja emisji pola elektromagnetycznego wywołanego liniami napowietrznymi)
Keywords: optimization, electric fields, magnetic fields, overhead power lines.
Słowa kluczowe: optymalizacja, pole elektryczne, pole magnetyczne, linie napowietrzne
Introduction
This work deals with the reduction of the electric and
magnetic fields emissions caused by the overhead power
lines. The sources of the magnetic and electric fields in the
vicinity of the overhead lines are the electrical currents
flowing through conductors and charges existing on it.
Generally, these fields can be summed with fields induced
in the earth or in nearby objects, neglected in this work. In
the last decades the increasing public concern about
exposure to electric and magnetic fields has been an
important issue in most countries around the world. In that
sense the relation between the electromagnetic field
emissions and the possible induced body currents is often
taken as basic restrictions by the international organization
like IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers),[...]
|
|
|
|
Parallel computation of arbitrary shaped thin wire antennas
|
|
|
Géza HEGEDŰS Miklós KUCZMANN
|
An important group of antennas is that one, which antennas have been settled from thin wires. We can build complicated shaped
antennas, and complex antenna-systems with these elements. In general case demand of counting of the 3-dimensioned model is too large. Mostly
it is true in that case, if we use this one applying fine discretization. For this reason it is important to work out the parallel algorithm, where it is
possible. At this work the method of moments has been used for discretization of the equations.
Streszczenie. Ważną grupą anten są anteny wykonane z cienkich przewodów. W takim przypadku anteny mogą posiadać skomplikowane kształty i
pracować w złożonych systemach. W przypadku ogólnym obliczanie modeli 3-D może być trudne. Istotnym jest w takim przypadku opracowanie
algorytmu równoległego pozwalającego na obliczenia tego typu problemów. W artykule wykorzystano metodę momentów do dyskretyzacji równań.
(Obliczenia równoległe anten o dowolnym kształcie)
Keywords: thin wire, arbitrary shape wires, method of moments, parallel computation.
Słowa kluczowe: cienkie obwody, obwody o dowolnym kształcie, metoda momentów, obliczenia równoległe.
Introduction
The thin conducting wire elements are important parts of
the antenna theory, because in the practise the antenna
consists of completely or partially such elements. In this
case the thin wire elements are such conductor elements
which have much smaller diameter than the used
wavelength.
In the efficient antenna design an appropriate
computational model is elementary. This model must be
easy to use, modularly easily connectable, acceptably
accurate, and give the result within an acceptable time. The
aim is to develop such a program for[...]
|
|
|
|
Parameters estimation using single phase measurement of three phase induction machine
|
|
|
Mitja NEMEC Vanja AMBROŽIČ Rastko FIŠER Danilo MAKUC
|
In this paper a method for parameter detection through a single phase measurement in a three phase induction machine with broken rotor
bars, is presented. Based on frequency response of the machine, the parameters can be obtained with only two measurements. In order to study the
variation of these parameters with position of electrical rotor asymmetry a single phase measurement at standstill is proposed. Simulations and
experimental measurements confirm the theoretical assumptions.
Streszczenie. W artykule przedstawiono metodę detekcji parametrów przez użycie jednofazowego pomiaru w trójfazowej maszynie indukcyjnej z
pękniętym prętem wirnika. Wykorzystując odpowiedź częstotliwościową, parametry mogą być wyznaczone w dwóch pomiarach. W celu
przebadania zmienności tych parametrów w zależności od elektrycznej asymetrii wirnika jednofazowy pomiar w stanie zatrzymanych jest
przeprowadzany. Symulacje i pomiary potwierdzają założenia teoretyczne. (Estymacja parametrów przy użyciu jednofazowego pomiaru
trójfazowej maszyny elektrycznej)
Keywords: Broken rotor bars, Induction machines, Parameter measurement.
Słowa kluczowe: pęknięte pręty wirnika, maszyny indukcyjne, pomiar parametryczny
Introduction
The induction machine parameters are typically
obtained from no-load, rated load and short circuit (locked
rotor) measurements [1]. The drive is usually supplied with
symmetrical three phase voltages that contain only first
harmonic. Such measurements give precise machine's
parameters only for symmetric machines. In case of
machine's electrical asymmetry due to the broken rotor bars
[2, 3, 4] the usual measurements do not give accurate
machine parameters.
Many already developed mathematical models of
induction machine with broken rotor bars are complex as
they model the internal states of induction machine in great
detail either by using high number of differential equations
[5, 6] or even by finite element analysis (FEA) [7, 8] to
correctly mo[...]
|
|
|
|
Performance comparison of double and single rotor permanent magnet machine
|
|
|
Peter PIŠEK Bojan ŠTUMBERGER Tine MARČIČ Peter VIRTIČ
|
This paper presents the performance comparison between a special double rotor permanent magnet synchronous machine and the
adequate conventional single rotor permanent magnet machine. The here presented double rotor machine is primary meant for use in hybrid electric
vehicles to improve the fuel economy and to reduce emissions of the whole traction system. Finite element analyses are employed to determine the
performance of each machine, where special attention was paid to the iron loss and electromagnetic torque calculation.
Streszczenie. W artykule zaprezentowano porównanie działanie maszyny synchronicznej z magnesem trwałym i specialnym podwójnym wirnikem
oraz konwencjonalnej maszyny z magnesem trwałym i jednym wirnikiem. Prezentowany tutaj silnik z podwójnym wirnikiem był pierwotnie pomyślany
do wykorzystania w hybrydowych pojazdach elektrycznych w celu poprawienia gospodarki paliwami i redukcji emisyjności gazów z całego systemu
trakcyjnego. Do opisu działania każdej z maszyn wykorzystano metodę elementów skończonych a specjalną uwagę skierowano na straty w żelazie i
moment elektromagnetyczny. (Porównanie działania maszyn z magnesem trwałym jedno- i dwuwirnikowych)
Keywords: double rotor electric machine, permanent magnets, finite element analysis, hybrid electric vehicles.
Słowa kluczowe: maszyna elektryczna dwuwirnikowa, magnesy trwałe, metoda elementów skończonych, elektryczny pojazd hybrydowy
Introduction
With ever increasing oil prices and concerns on natural
environment, the hybrid electric vehicle (HEV) has become
one of the most celebrated concepts for present and
nearest future transportation. One of the key components of
HEVs is a highly efficient traction system. One of the most
interesting solutions for hybrid vehicles traction system
presents the use of a double rotor permanent magnet
synchronous machine (DRPMSM) commonly called as four
quadrant transducer [1-3] or dual mechanical port machine
[4-6]. Due to double rot[...]
|
|
|
|
Power and cooling capability of synchronous generator with interior permanent magnets: Laboratory verification of machine characteristics
|
|
|
Bojan ŠTUMBERGER Miralem HADŽISELIMOVIĆ
|
The paper presents an experimental verification of power and cooling capability of totally enclosed non-ventilated (TENV) synchronous
generator with interior permanent magnets, designed to work as a part of autonomous unit mounted to the driveline shaft of the internal combustion
engine (ICE).
Streszczenie. Artykuł przedstawia eksperymentalną weryfikację wydajności energetycznej i chłodzenia całkowicie pozbawionego wentylacji
generatora synchronicznego z wewnętrznym magnesem trwałym, zaprojektowanym do pracy jako samodzielna jednostka zamontowana na wale
napędowym silnika spalinowego.(Wydajność mocy i chłodzenia generatora synchronicznego z wewnętrznym magnesem trwałym:
weryfikacja laboratoryjna charakterystyki generatora)
Keywords: power capability, cooling capability, synchronous generator, permanent magnets, laboratory verification.
Słowa kluczowe: wydajność energetyczna, wydajność chłodzenia, generator synchroniczny, magnesy trwałe, weryfikacja laboratoryjna
Introduction
Three-phase permanent magnet synchronous
generators can be in the last few years frequently found in
different applications where high efficiency, great power and
cooling capability is desired over a wide speed range.
Typical representative applications for permanent magnet
machines can be found in the automotive industry where
permanent magnet machines are used as
starters/alternators, torque boosters and in different wind
turbine generator systems for electric energy production as
well.
In the automotive applications, a synchronous machine
with permanent magnets is often exposed to high ambient
te[...]
|
|
|
|
Project based teaching of electromagnetics in power electronics course
|
|
|
Alenka HREN Franc MIHALIČ Miro MILANOVIČ
|
This paper presents the results and gained experience from the student design project task in power electronics, based on boost
converter test board. In the project task the students are asked to calculate the main boost converter circuit parameters capacitor C and inductor L,
additionally they are also required to design the inductor L in order to meet the project goals. The whole project design based on the ideas from the
CDIO (Conceive, Design, Implement, Operate), where the students are encouraged to considered the whole system process to get the hands-on
experience.
Streszczenie. Artykuł przedstawia wyniki i zdobyte doświadczenie ze studenckich zadań projektowych w dziedzinie energoelektroniki, oparte na
konwerterze wzmacniającym. W tym zadaniu studenci dostają polecenie obliczenia parametrów obwodu konwertera, pojemności C i indukcyjności L,
a także wymaga się od nich, żeby zaprojektowali induktor. Cały projekt bazuje na idei czterech kolejnych czynności: koncepcja, projekt,
implementacja, działanie. W takim cyklu projektu studenci zdobywają umiejętność patrzenia na system projektowy w sposób całościowy.
(Nauczanie projektowe elektromagnetyzmu w wykładzie energoelektroniki)
Keywords: teaching, design project, boost converter, inductor.
Słowa kluczowe: nauczanie, zadanie projektowe, konwerter wzmacniający, induktor
Introduction
This paper presents the results and gained experience
from the student design project task in power electronics,
based on boost converter test board layout. The test board
is used in the advanced course of Power Electronics that is
offered as an optional subject to the third year students of
professionally oriented undergraduate study program. In the
second year of the curriculum students participate in basic
course of Industrial Electronics that covers basics in dc/dc,
ac/dc and dc/ac converters. In advanced course of Power
Electronics the converters design and dynamical analysis
are treated among other [...]
|
|
|
|
Promieniowanie odpowiedzialne za ruch wahadełka w świetle teorii pola elektromagnetycznego
|
|
|
Piotr TYRAWA
|
Promieniowanie, które wprowadza w ruch harmoniczny wahadło trzymane w palcach przez człowieka jest pochodzenia kosmicznego,
dochodzi ono do powierzchni ziemi w okolicach biegunów magnetycznych, i tworzy zarówno nad powierzchnią ziemi jak i w jej wnętrzu rozkłady fal
stojących. Sposób, w jaki ustalono cechy charakterystyczne tego promieniowanie i jego rozkłady fal stojących w sąsiedztwie ziemi, jest przedmiotem
tego artykułu.
Abstract. The radiation which causes harmonic movement of a pendulum held by a man in his fingers comes from space. It reaches the earth’s
surface in neighbourhood of the magnetic poles. It creates distributions of standing waves over the whole surface of the earth, as well as in its
interior. The object of this paper is the method by which that radiation’s features, and its standing waves distributions in the earth’s surroundings,
have been confirmed. (Radiation causing pendulum movement in light of electromagnetic field theory).
Słowa kluczowe: radiestezja, wahadełko, promieniowanie elektromagnetyczne, fale stojące.
Keywords: radiesthesia, pendulum, electromagnetic radiation, station wave.
Wstęp
Nie trzeba specjalnych uzdolnień do tego, aby
sprawdzić, że wahadełko trzymane w palcach prawie przez
każdego człowieka porusza się, kreśląc w przestrzeni różne
figury. Czy nie jest zastanawiające, że kołysze się ono
prawie zawsze, nie zależnie od tego, w jakim środowisku
się nim posługujemy, czy nad ziemią w otwartej przestrzeni,
czy nad różnymi przedmiotami lub w ich obecności.
Zdumiewające jest również to, że mimo iż każdy
radiesteta posługuje się innym wahadłem, o indywidualnej
częstotliwości własnej, to wszystkie one w otaczającym
polu zawsze się poruszają.
Problem ze zwykłym wahadłem, zbudowanym z
ciężarka zawieszonego na rozciągliwej nici i w dodatku
trzymanego za każdym razem w innym miejscu polega na
tym, że trudno jest jednoznacznie zinterpretować jego
zachowanie się w otaczającym polu.
T[...]
|
|
|
|
QFT-based robust velocity controller design for a SW-DC motor
|
|
|
Dalibor IGREC Andrej SARJAŠ Amor CHOWDHURY
|
The article presents a robust velocity controller design on the basis of Quantitative Feedback Theory for a series-wound DC motor. The
aim of this work is to show the design technique with mathematical modelling of a series-wound DC motor, preparation of performance
characteristics, selecting QFT boundaries and choosing the controller structure. The controlled system performance obtained with the presented
control strategy has been validated through simulation and the results have shown to be consistent with the expected performance of the linear and
nonlinear models.
Streszczenie. Artykuł przedstawia projekt sterownika prędkości na bazie teorii ilościowego sprzężenia zwrotnego (QFT) dla silnika szeregowego
prądu stałego. Celem pracy jest pokazanie techniki projektowania z matematycznym modelem silnika, przygotowanie charakterystyki działania,
wyselekcjonowanie ograniczeń QFT oraz wybór struktury sterownika. Działanie systemu sterowanego otrzymane ze strategii działania zostało
walidowane przez symulację i rezultaty nie pokazały sprzeczności z oczekiwanym zachowaniem modeli liniowych i nieliniowych. (Projekt
sztywnego sterownika prędkości dla silników szeregowych prądu stałego)
Keywords: QFT design, Nichols chart, parameter uncertainty, robust stability
Słowa kluczowe: projektowanie na bazie QFT, wykres Nicholsa, parametr niepewności, stabilność mocna
Introduction
The aim of the modern control feedback theory is to
ensure proper and stable system behaviour. Robustness of
the closed-loop system to disturbances and uncertainties
has always been the central research issue of the feedback
control theory. In many cases like electric motors and other
open-loop stable systems, feedback would not be needed if
there were no disturbances or uncertainties. A simple
notation of uncertainties can be presented as the difference
between the mathematical model and the real system.
Uncertainties mostly have a major ascendancy in the
controller design[...]
|
|
|
|
Research of rnergy processes in circuits containing iron in saturation condition
|
|
|
Vyacheslav PRUS Alyona NIKITINA Mykhaylo ZAGIRNYAK Damijan MILJAVEC
|
Problems of application of instantaneous power theory theses to the analysis of electromagnetic and energy processes in nonlinear
ferromagnetic circuits at different degrees of its saturation have been considered. Results confirm the necessity to revise the conventional methods
and approaches to analyze the nonlinear circuits in saturation conditions.
Streszczenie. Rozważono problemy związane z teorią mocy chwilowej zastosowaną do analizy elektromagnetycznych i energetycznych procesów
w nieliniowych obwodach ferromagnetycznych w różnym stopniu nasyconych. Wyniki analiz potwierdzają konieczność rewizji metod
konwencjonalnych i podejść do analizy obwodów nieliniowych w stanie nasycenia. (Badania procesów energetycznych w obwodach
zawierających żelazo w warunkach nasycenia)
Keywords: magnetic saturation, magnetic material, energy processes, iron losses.
Słowa kluczowe: nasycenie magnetyczne, materiał magnetyczny, process energetyczny, straty w żelazie
Introduction
Changes of the state of electro-technical and electromechanical
magnetic systems during their operation cause
the problem of diagnostics regarding their electrical and
magnetic properties topical. In this case it is often
necessary to solve the problems connected with accurate
measurements of the magnetic system parameters and
characteristics. The influence of devices with changes in
their magnetic system on electromagnetic compatibility to
the supply system is another important issue.
Problem statement
In the course of long-term operation and repairs of
electro-technical and electromechanical devices with
magnetic system, made of laminated electro-technical steel,
deterioration of its properties occurs. It shows in the change
of magnetic characteristics, increase of iron losses and
higher degree of magnetic saturation. Change of magnetic
system state results in increased level of its saturation.
Consequently, the considered devices present a nonlinear
load for the supply[...]
|
|
|
|
Rozkłady: prąd aktywny, prąd rozrzutu, prąd bierny w dziedzinie czasu - podstawy matematyczne, metoda splotowa
|
|
|
Maciej SIWCZYŃSKI
|
W artykule podano podstawy matematyczne rachunku operatorowego L1-impulsów i sygnałów okresowych z zastosowaniem splotu
cyklicznego. Takie podejście umożliwia identyfikację zjawisk energetycznych w obwodach elektrycznych bezpośrednio w dziedzinie czasu. W
szczególności dotyczy to kwestii rozkładu prądu odbiornika na składowe fizyczne.
Abstract. In the article the mathematical theory of the operational calculus of the L1-impulses and periodical signals are presented. The cyclic
convolution were used. Was shown that this approach makes identification of power phenomena in electrical circuit in the time domain: the distribution
of current to physical components in special case. (The distribution: active current, scattered current, reactive current, the time domain
approach - the mathematical theory)
Słowa kluczowe: L1 - impulsy, splot cykliczny, dziedzina czasu.
Keywords: L1 - impulses, cyclic convolution, time domain.
1. Wstęp
W pracy [4] po raz pierwszy podano koncepcję rozkładu
prądu liniowego na składowe czynną i bierną w
periodycznym stanie ustalonym formułując zagadnienie
bezpośrednio w dziedzinie czasu. Prąd bierny nie przenosi
energii tylko szkodliwie zwiększa wartość skuteczną prądu
odbiornika. Ale od prądu czynnego "lepszy" jest prąd
aktywny, który przenosi taką samą energię jak czynny, lecz
ma najmniejszą wartość skuteczną. Został on intuicyjnie
wprowadzony jeszcze przez Fryzego. Do rozkładu prądu
L.S. Czarnecki wprowadza jeszcze jedną składową, którą
nazywa prądem rozrzutu, jako różnicę między prądem
czynnym a prądem aktywnym.
2. Rozkład prądu odbiornika na składowe fizyczne w
dziedzinie czasu
W dziedzinie czasu liniowy, stacjonarny odbiornik
opisuje impulsowa przyczynowa funkcja y(t), która jak to
wynika z warunku stabilności jest elementem przestrzeni L1
(tzw. L1 - impulsem [3]), tj.:
     
 y t dt
Jest ona oryginałem transformaty Fouriera
Y[...]
|
|
|
|
Silniki tarczowe z magnesami trwałymi jako napęd pojazdów wolnobieżnych - przegląd rozwiązań konstrukcyjnych
|
|
|
Tadeusz GLINKA Emil KRÓL Andrzej BIAŁAS Tomasz WOLNIK
|
Silniki elektryczne coraz częściej znajdują zastosowanie jako napęd pojazdów samochodowych oraz statków powietrznych takich jak
paralotnie, motolotnie czy samoloty bezzałogowe. Poszukując rozwiązania maszyny elektrycznej charakteryzującej się jak największym momentem
z jednostki masy pod uwagę wzięto silniki tarczowe z magnesami trwałymi. W artykule przedstawiono wybrane konstrukcje silników tarczowych,
które zdaniem autorów mogłyby znaleźć zastosowanie jako napęd wolnobieżnych pojazdów samochodowych, bądź statków powietrznych.
Abstract. Electrical motors are increasingly being used as a drive motor vehicles and aircraft such as gliders, powered gliders and unmanned
aircraft. Looking for a solution of the electrical machine characterized as the biggest moment of the unit weight were taken into account disc motors
with permanent magnets. The article present selected construction of axial flux motors which could be used as drive motor vehicles or aircraft. Axial
Flux Permanent Magnet Motors as drive slow moving vehicles - review of construction
Słowa kluczowe: maszyny elektryczne, silniki tarczowe, silniki z magnesami trwałymi, bezpośredni napęd pojazdów.
Keywords: electrical machines, axial flux motors, permanent magnet motors, direct drive vehicles.
Wstęp
Poszukując rozwiązania maszyny elektrycznej o
minimalnej masie przy założonych parametrach należy
wziąć pod uwagę silniki tarczowe. Istotną zaletą tego typu
maszyn jest ograniczona długość osiowa, która decyduje o
możliwości stosowania tych silników w pojazdach
samochodowych oraz statkach powietrznych. Silniki
elektryczne stanowiące napęd pojazdów drogowych lub
szynowych powinny charakteryzować się jak największym
momentem z jednostki masy lub jak największą mocą z
jednostki objętości. Minimalizacja masy silnika
elektrycznego jest istotna, gdyż wpływa to na masę pojazdu
i na energię zużywaną na ruch pojazdu. Problem masy
silnika jest jeszcze bardziej istotny w statkach powietrznych
[...]
|
|
|
|
Solution of the TEAM workshop problem No. 7 by the Finite Element Method
|
|
|
Gergely KOVÁCS Miklós KUCZMANN
|
This paper presents some potential formulations which can be derived from the "quasi-static" Maxwell’s equations. The simulation results
of the potential formulations are compared with each others focusing their CPU times and their accuracy - and with the measurement results, as
well. The model -which was simulated - the TEAM workshop problem No. 7. The magnetic flux density and the eddy current were shown by the
results of the simulation.
Streszczenie. W artykule przedstawiono sformułowania potencjałowe wyprowadzone z quasi-statycznych równań Maxwella. Wyniki symulacji
sformułowań potencjałowych są porównywane między sobą w aspekcie czasu CPU i dokładności oraz z wynikami pomiarów. Model symulowany w
tej pracy pochodzi z katalogu problemów sformułowanych przez TEAM Workshop i ma numer 7. Pokazano strumień magnetyczny oraz prądy
wirowe.(Rozwiązanie problem Nr 7 TEAM Workshop metodą elementów skończonych)
Keywords: TEAM workshop problem 7, eddy current field, potential formulations, finite element method.
Słowa kluczowe: problem 7 TEAM, pole prądów wirowych, sformułowania potencjałowe, metoda elementów skończonych
Introduction
The idea of the TEAM (testing electromagnetic analysis
methods) exercises is issues to the Argonne National
Laboratory. The aim of these initiations was to disperse and
to propagate the usage of the numerical techniques. By
resolving more types exercises the accuracy of the results
can be confirmed. The benchmark problem No. 7 of the
TEAM workshop consists of an aluminium plate with a hole
and a coil [1-5]. The sketched model can be seen in Fig. 2.
Fig.1. The drawn model
The coil is excited by a sinusoidal current which
generates a time varying magnetic field in the vicinity of the
coil. This field induces eddy currents inside a conducting
material, which currents generate a magnetic field, and this
field modifies the magnetic field supplied by the sources.
The conductivity of the plate is 3,526x107 S/M.[...]
|
|
|
|
Solutions of reducing an influence of converter-fed AC-drives on vicinity
|
|
|
Andrzej POPENDA Andrzej RUSEK
|
The paper discusses the negative impact of power converters on mains and vicinity. Higher harmonics of current and voltage, energy
losses, electromagnetic radiation, and high level of noise are considered as examples. The preventive measures are discussed. The effectiveness of
the low-pass filter applied between inverter and motor was investigated and results are presented.
Streszczenie. W artykule zaprezentowano przykłady negatywnego oddziaływania układów przekształtnikowych na sieć i otoczenie, do których
można zaliczyć wyższe harmoniczne prądu i napięcia, straty energii, promieniowanie elektromagnetyczne oraz wysoki poziom hałasu. Opisano
środki zaradcze. Przedstawiono wyniki badań skuteczności filtru dolnoprzepustowego zastosowanego między przekształtnikiem i silnikiem.
(Sposoby minimalizacji oddziaływania przekształtnikowych napędów prądu przemiennego na otoczenie)
Keywords: ac drives, power converters, electric power quality, environmental protection.
Słowa kluczowe: napędy prądu przemiennego, układy przekształtnikowe, jakość energii elektrycznej, ochrona środowiska.
Minimization of drives’ influence on electric power system
Nowadays, the ac-motor is the fundamental final control
unit of industrial drives due to the fast progress in power
electronics. Since many years there is a possibility to set up
ac-drives with technical parameters (static, dynamic and
energetic) competitive with converter-fed dc-drives, whereas
the well-known advantages (higher reliability, high rotational
speeds, lower dimensions and moments of inertia) of acmotors
are kept. The fundamental disadvantages such as
hunting and falling out of step of synchronous motors and
stalling of squirrel-cage motors have been eliminated by the
appropriate control. The range of applica[...]
|
|
|
|
Speaker recognition based on the combination of GMM and SVDD
|
|
|
Yuhuan ZHOU Xiongwei ZHANG Jinming WANG Yong GONG Yi ZHOU
|
Score-level combination of subsystems can yield significant performance gains over individual subsystems in speaker recognition. A
novel speaker verification method based on support vector data description (SVDD) is proposed to remedy the defect of Gaussian mixture model
(GMM) to some extent, and then using the theory of multiple classifier systems (MCS),a new speaker recognition system based on the combination
of GMM and SVDD is proposed. Experiments on TIMIT speech database show that the GMM-SVDD model fully utilizes the complementarities of
GMM and SVDD to improve the performance obviously in speaker verification, closed-set speaker identification and speaker recognition.
Streszczenie. Zaproponowano nowa metodę rozpoznawania głosu bazującą na systemie SVDD jako alternatywę dla modelu GMM. Następnie
wykorzystując teorię wielokrotnego systemu klasyfikacji MCS zaproponowano wykorzystanie połączenia systemów GMM i SVDD. Eksperymenty
potwierdziły że nowy model GMM-SVDD umożliwia ulepszonę rozpoznawanie głosu. (Rozpoznawanie głosu bazujące na kombinacji systemów
GMM i SVDD)
Keywords: Gaussian Mixture Model, Support Vector Data Description, Speaker Recognition, Multiple Classifier Systems
Słowa kluczowe: rozpoznawanie głosu, systemy SVDD I GMM.
1 Introduction
Speaker recognition (SR) deals with identification of the
person who utters a sentence and identity verification of the
selected speaker using his/her voice. Two modes of
operation are usually envisaged: speaker identification (SI)
and speaker verification (SV). SI is concerned with the
selection, while SV is concerned with the validation of the
claimed identity of a person.
One-class classification is usually applied in SR, which
can be divided into three categories: density estimation
methods, reconstruction methods and boundary methods.
Density estimation methods aim at estimating the whole
distribution of the target data, typical methods are Parzen
density estimation and GMM. G[...]
|
|
|
|
Stability analysis of the MRAS-type estimator taking into account parameter changes of the model of the induction motor
|
|
|
Roman NIESTRÓJ Tadeusz BIAŁOŃ Marian PASKO
|
The paper presents the results of stability and reconstruction quality analysis performed for MRAS-type estimator in steady-state of rotor
speed and stator and rotor magnetic fluxes of induction motor, obtained with taking into consideration simultaneous changes of all parameters of
induction motor model. Investigations were performed for a large number of sets of motor's model parameters with random deviations. Investigation
results were worked out statistically.
Streszczenie. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badania stabilności i jakości odtwarzania w estymatorze MRAS w stanie ustalonym
prędkości wirnika i strumieni magnetycznych stojana i wirnika silnika indukcyjnego, uzyskane przy uwzględnieniu jednoczesnych zmian wszystkich
parametrów modelu silnika indukcyjnego. Badania wykonano dla dużej liczby zbiorów parametrów modelu silnika z losowymi odchyłkami. Wyniki
badania zostały opracowane statystycznie. (Analiza stabilności estymatora MRAS z uwzględnieniem zmienności parametrów modelu silnika
indukcyjnego).
Keywords: induction motor, MRAS-type estimator, stability analysis, state variables reconstruction.
Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, estymator MRAS, analiza stabilności, odtwarzanie zmiennych stanu.
Introduction
MRAS-type estimators (Model Reference Adaptive
System), used in the induction motor control systems for
angular rotor speed 
r and magnetic fluxes of the stator 
s
and rotor 
r reconstruction, belong to a class of adaptive
direct systems (for which adaptation mechanism influences
directly some parameter of the adaptive system, in this case
r
) [1]. Block diagram of a classical MRAS-type estimator is
shown in the figure 1. Principle of operation and properties
of different versions of this estimator (with different
quantities used as signals wref and wadapt) are described in
the publications [2,3] as well as in the publications cited
there.
Fig. 1. Block diagram of a classi[...]
|
|
|
|
Starting strategies of three-phase single-stage PFC converter based on isolated full-bridge boost topology
|
|
|
Tao MENG Hongqi BEN Danquing WANG He HUANG
|
Starting strategies were investigated for a three-phase single-stage power factor correction (PFC) converter. Starting process and
mechanism of input over current was analyzed in detail. A lossy method was proposed and designed in which a resistor was connected in series
with the filter capacitor to increase effective value of output voltage. Based on them, the boost inductors were replaced by central-tapped inductors
with flyback windings, and a lossless starting strategy was proposed. Experimental results prove the validity and feasibility of the proposed methods.
Streszczenie. Przeanalizowano strategie startu trójfazowego przekształtnika do korekcji współczynnika mocy PFC. Zaproponowano metodę w
której rezystor połączony jest szeregowo z pojemnością filtru w celu zwiększenia napięcia wyjściowego. Cewka została zastąpiona cewką z
zaczepami umożliwiającej zmianę uzwojeń. Zaproponowano bezstratną strategię startu. (Strategie startu trójfazowego przekształtnika PFC
bazującego na pełnomostkowej topologii typu boost)
Keywords: power factor correction (PFC), single-stage, starting, three-phase.
Słowa kluczowe: korekcja współczynnika mocy, przekształtnik.
Introduction
Single-stage power factor correction (PFC) and power
conversion technique are important researching orientation
in power electronics field [1-3]. The isolated full-bridge
boost topology is attractive in applications such as isolated
DC/DC converter, single-phase and three-phase singlestage
PFC, because: (1) it can realize electrical isolation
between input and output sides and output voltage
regulation, (2) achieve soft-switching for all switches, and (3)
avoid short-through problem of the bridge legs switches [4,
5]. While, the topology itself has the following drawbacks: (1)
due to the existing of the transformer leakage inductance,
there is a voltage spike across each bridge leg switch, (2)
an additional starting-up circuit is required to establish an
initial output volt[...]
|
|
|
|
Sterowalność systemu liniowego stacjonarnego z niepewnością stanu i sterowania
|
|
|
Krzysztof OPRZĘDKIEWICZ
|
W pracy omówiono problem sterowalności dla systemu liniowego, stacjonarnego z niepewnością parametryczną macierzy stanu i
sterowań. Rozważono klasę systemów o jednym wejściu i jednym wyjściu (SISO) z czysto diagonalną macierzą stanu, której elementy są
nieliniowymi funkcjami niepewnych parametrów systemu, opisanych przez liczby przedziałowe. Elementy macierzy sterowań również są nieliniowymi
funkcjami niepewnych parametrów systemu. W pracy sformułowano proste warunki sterowalności dla rozważanej klasy systemów dynamicznych,
bazujące na geometrycznej interpretacji widma systemu i elementów macierzy sterowań. Wyniki zilustrowano przykładem obliczeniowym.
Abstract. In the paper a controllability problem for a linear, time-invariant dynamic system with parametric uncertainty of state and control matrices
is considered. The system we deal with is a SISO system with pure diagonal state matrix, which elements are non-linear functions of uncertain
parameters, described by interval numbers. Elements of control matrix are also non-linear functions of uncertain parameters. In paper simple
controllability conditions, based onto geometrical interpretation of interval spectrum were formulated. Results were by a numerical example depicted.
(A controllability problem for a linear, time-invariant, system with uncertainty of state and control)
Słowa kluczowe: systemy o niepewnych parametrach, sterowalność.
Keywords: uncertain-parameter systems, a controllability.
Uwagi wstępne
W wielu sytuacjach praktycznych podczas budowy
modelu obiektu regulacji w postaci równania stanu mamy
do czynienia z niepewną informacją o wartości parametrów
modelowanego obiektu oraz, przy jednoczesnej znajomości
ogólnej struktury modelu oraz pełnej informacji o jego
wyjściu. Uzasadnić to można tak, że podczas konstrukcji
układu sterowania struktura wewnętrzna obiektu i sposób
oddziaływania na niego sygnału sterującego, opisane przez
macierze: stanu i sterowań nie zawsze są znan[...]
|
|
|
|
The advantages of the finite line elements application for the analysis of the grounding systems
|
|
|
Anton HABJANIČ Marko JESENIK and Mladen TRLEP
|
In this paper, the new numerical model is presented to analyze the electromagnetic field around the grounding rod and grounding wire. In
contrast to recently existent procedure based on the "classical" finite element method (FEM), in this new methodology the soil and the air domain of
the problem are discretized by the 3-D finite elements and the conductors of the grounding electrodes are discretized by 1-D finite line elements. The
results of calculations have been verified by comparison with the results of measurements found in the literature.
Streszczenie. W artykule prezentowane jest analiza pola elektromagnetycznego wokół pręta uziemiającego i obwodu uziemiającego. W
przeciwieństwie do istniejących metod analizy, bazujących na metodzie elementów skończonych (MES) wprowadzono nową metodę, w której gleba
i obszar powietrzny są dyskretyzowane siatką elementów skończonych 3-D a przewodniki uziemiających elektrod przez sieć elementów
skończonych 1-D. Wyniki obliczeń skonfrontowano z wynikami pomiarów z literatury. (Zalety zastosowania liniowych elementów
skończonychdo analizy systemów uziemiających)
Keywords: electromagnetic transient analysis, finite element methods, grounding electrodes .
Słowa kluczowe: analiza elektromagnetycznych stanów przejściowych, metoda elementów skończonych, uziemiające elektrody
Introduction
The primary goal of grounding systems is to provide
conductive paths to dissipate electrical currents into the
ground, in order to ensure the safety of personnel and
prevent damage of electrical installations, while their
secondary goal is to provide common reference voltage for
all interconnected electrical and electronic systems. To
optimize the design of grounding systems, as well as to
minimize the disturbance level in the protected area, the
program tool able to analyze the transient performance of
grounding systems is fundamental. For that very reason,
the goal of this work was to develop the methodology (the
pr[...]
|
|
|
|
The analysis of thermal losses in an induction motor
|
|
|
Ignacijo BILUŠ Miralem HADŽISELIMOVIĆ
|
Operation of any kind of machinery is always connected to efficiency and losses. The part of energy is always being dissipated to the
surroundings. In the case of electric machines the losses result in heat generation. Present contribution introduces the numerical method for
predicting and analysing the heat transfer including conduction, convection, and radiation at the specific operating regimes of electric motor. For
numerical method validation, experimental system was used. The goal of analysis was to define the mathematical model for proper definition of heat
transfer mechanisms.
Streszczenie. Wszelkiego rodzaju działanie z urządzeniami związane są ze sprawnością i stratami. Część energii jest rozpraszana do otoczenia. W
przypadku maszyn elektrycznych wynikiem strat mocy jest generacja ciepła. Artykuł przedstawia metodę numeryczną dla predykcji i analizy
przepływu ciepła, włączając przewodnictwo, konwekcję i promieniowanie w specyficznym obszarach pracy silnika elektrycznego. Dla walidacji
wyników użyto systemu eksperymentalnego. Celem analizy było zdefiniowanie modelu matematycznego dla właściwego opisu mechanizmu
przepływu ciepła. (Analiza strat cieplnych w silniku indukcyjnym)
Keywords: numerical simulation, heat transfer, thermal losses, induction motor.
Słowa kluczowe: symulacja numeryczna, przepływ ciepła, straty cieplne, silnik indukcyjny.
Introduction
Over the last decade, computer simulation has been
increasingly used for various fluid dynamics examples at
the field of machinery optimisation and development
because of its undeniable advantages such as cost and
efficiency comparing to experimental development. Hence,
several studies of fluid flow and heat transfer in induction
motors have been presented. Most of the studies are
focused on the optimization of the induction motor
characteristics to correlate the power with its thermal
performance characteristics. Although experimental studies
of thermal losses have been un[...]
|
|
|
|
The methodology of magnetic materials classification
|
|
|
Andrzej WAC-WŁODARCZYK Tomasz GIŻEWSKI Ryszard GOLEMAN
|
The classification of magnetic materials is a process including the subsumption of distinctive features according to affinity categories. To
identify any group one needs to adopt a model whose basic characteristics complies with the changes imposed by structure, geometry, space
defects, etc. In the following thesis the authors wish to present the methodology of classifying magnetic materials according to a model analogous to
the weight function of the classical Preisach model.
Streszczenie. Klasyfikacja materiałów ferromagnetycznych jest złożonym procesem przyporządkowania określonej grupie obiektów podobnych - o
określonej klasie podobieństwa. Do identyfikacji grup zaadoptowano model czuły na istotne zmiany charakterystyk zewnętrznych. Wybrano I
przestawiono funkcję wagi modelu Preisacha oraz określa metodologię klasyfikacji badanych materiałów oraz wad materiałów. (Metodyka
klasyfikacji materiałów magnetycznych)
Keywords: non-destructive testing, classification, weigh function.
Słowa kluczowe: badania nieniszczące, klasyfikacja, funkcja wagi.
Introduction
The automatic classification of multidimensional objects
is a process that requires the adoption of a model that
explicitly depicts their basic properties and characteristics
[2]. The objects tested for ferromagnetic properties are
suitable for examination by means of dynamic methods.
The fundamental method is to determine the eddy-current
changes inside the tested sample as a consequence of
magnetic field intensity, as well as the frequency values [3].
Essential here is the observation of a trajectory following
either the impedance module or impedance argument
change. Another method belonging to the inductive way of
testing ferromagnetic objects is that which examines the
magnetic hysteresis loop. It is an object composed of
closed spline, whose shape, as well as the area defined by
the, exhibit specific dynamic properties: magnetic
permeability, and dynamic losses (including [...]
|
|
|
|
The optimal tracking strategies for two-axis PV system
|
|
|
Sebastijan SEME Gorazd ŠTUMBERGER Jože VORŠIČ
|
This paper deals with two-axis tracking system of photovoltaic (PV) systems. The new method for determining the optimal trajectories of
the tracking system is proposed. The optimization goal is the maximum of electric energy production in the PV system, considering the consumption
of the tracking system. The determination of the tracking system trajectories is described as a non-linear and bounded optimization problem. The
stochastic search algorithm called differential evolution is used as an optimization tool.
Streszczenie. Artykuł przedstawia system dwu-osiowego sterownia systemem fotowoltaicznym. Zaproponowana została nowa metoda określania
optymalnej trajektorii systemu. Celem optymalizacji jest uzyskanie maksymalnej energii wyprodukowanej w systemie fotowoltaicznym z
uwzględnieniem wydatku energii na system sterowania. Określenie trajektorii systemu stanowiło rozwiązanie nieliniowego problemu z
ograniczeniami. Jako narzędzie zastosowano algorytm stochastyczny ewolucyjny.(Optymalne strategie sterowania dwuosiowym systemem
fotowoltaicznym)
Keywords: two axis tracking system, electromechanical system, solar radiation, differential evolution.
Słowa kluczowe: dwuosiowy system naprowadzania, system elektromechaniczny, promieniowanie słoneczne, ewolucja różniczkowa
Introduction
European union‘s directive upon increasing the
production of electricity from the renewable energy till 2020
has contributed to the growth of photovoltaic (PV) systems
connected to the electric grid. The main elements of the PV
systems are solar modules which convert the solar radiation
directly into the electricity. The efficiency of this conversion
depends on the solar radiation that reaches the surface of
the solar cells, the temperature of the solar cells, the
impedance matching between the solar modules and dc/dc
converters, and the quality of the inverters.
This paper focuses on the increase of energy
conversion efficiency which can be achieved by t[...]
|
|
|
|
The study of phased-ultrasonic receiving-planar array transducer for PD location in power transformer
|
|
|
Li JISHENG Luo YONGFEN Li JUNHAO Li YANMING
|
Partial discharge (PD) is the main cause of electric equipment degradation. PD location can provide the scientific direction and analysis for
equipment condition monitoring. The phased-ultrasonic receiving-planar array transducer for PD location in transformer is studied in this paper. The
operation environment and material properties of transducer are analyzed. The center frequency of transducer is 150 kHz and its bandwidth is 100
kHz. The piezoelectric source and oil interstitial defect are used to detect the transducer’s performance in lab. Experimental results show the
transducer has perfect ultrasonic receiving characteristics. The successful developments of this sensor provide a good foundation for PD location in
transformer using phased-ultrasonic receiving-planar array transducer.
Streszczenie. Wyładowania niezupełne są częstą przyczyną uszkodzeń urządzeń elektrycznych. W artykule przedstawiono ultradźwiękowy
przetwornik o czestotliwości 150 kHz zaprojektowany do lokalizacji wyładowań niezupełnych. Preprowadzne eksperymenty dowiodły przydatności
takiego przetwornika. (Badania odbiornika ultradżwiękowego w zastosowaniu do lokalizacji wyładowań niezupełnych w transformatorach)
Keywords: partial discharge, ultrasonic, array transducer, PD location.
Słowa kluczowe: wyładowania niezupełne, przetwornik ultgradźwiękowy.
1. Introduction
Partial discharge (PD) is the main cause of insulation
degradation in power transformers and is an important item
of insulation detection. By locating PD inside the
transformer, appropriate guides and suggestions can be
made to eliminate failures and to carry out maintenance.
Partial discharge produces electrical pulse,
electromagnetic radiation, ultrasonic, light, some new
products, partial overheating, etc. Theoretically the above
phenomena, if detectable, can be used as incitements of
PD defects [1]. Promising developments have been made in
PD location, including electro pneumatic location, ul[...]
|
|
|
|
Thermal analysis of the half-bridge IGBT power module with analytical, numerical and experimental methods
|
|
|
Jelena POPOVIĆ Miro MILANOVIČ Drago DOLINAR Beno KLOPČIČ
|
This paper describes a thermal analysis of the half-bridge IGBT power module, which is mounted to the heat sink. Power dissipation of
semiconductor devices gradually heats the power module up to the certain temperature. The main objective of this research is to calculate and verify
the temperature rise of the system for different cases of power dissipation and forced cooling conditions. Temperature rise in the case when power
dissipation achieves its maximum can be predicted. Several solutions are proposed: analytical, numerical (finite element methods) and experimental.
Streszczenie. Artykuł opisuje analizę cieplną półmostkowych modułów mocy IGBT zamontowanych do urządzeń grzejnych. Dyssypacja mocy
urządzeń półprzewodnikowych stopniowo nagrzewa moduł mocy do pewnej temperatury. Głównym Selene tych badań jest obliczenie i weryfikacja
wzrostu temperatury różnych systemów dyssypacji energii i wymuszonych warunków chłodzenia. Wzrost temperatury w przypadku kiedy dyssypacja
energii osiąga maksimum może być przewidziany. Zaproponowano analityczne i numeryczne rozwiązania problemu. (Analiza cieplna
półmostkowego modułu mocy IGBT metodami analitycznymi, numerycznymi i doświadczalnymi)
Keywords: finite element methods, heat equation, thermal analysis, power module.
Słowa kluczowe: metoda elementów skończonych, równanie cieplne, analiza termiczna, moduł mocy
Introduction to the power module
This paper describes a thermal analysis of the halfbridge
IGBT power module. Power modules are widely
used in all branches of industry. They are usually fixed to
the heat sink, which provides the better cooling of the
device. Heat sink is often made of aluminium and it is
attached to the bottom side of the power module. The
structure of the IGBT module and the material layer
structure are shown in Fig. 1. It is actually a half-bridge
module, which contains two IGBT transistors and two hybrid
diodes. The diode and transistor chips are soldered to the
isolati[...]
|
|
|
|
T-potential based model of induction heating of thin conductive plates in hard-coupled formulation
|
|
|
Ivo DOLEŽEL Bohuš ULRYCH Petr KROPÍK
|
Mathematical and computer models of induction heating of very thin plates are presented. The plate is supposed to be exposed by timevariable
external magnetic field. Distribution of eddy currents and other quantities is modeled in terms of electric vector potential. The problem is
solved in hard-coupled formulation and the methodology is illustrated by a typical example.
Streszczenie. Zaprezentowano model matematyczny i model komputerowy dla problem grzania indukcyjnego bardzo cienkich płytek. Płytka wystawiona
jest na działanie zmiennego pola magnetycznego. Rozkład gęstości prądów wirowych i inne wielkości zostały zamodelowane poprzez
użycie elektrycznego potencjału wektorowego T. Problem został rozwiązany w warunkach silnego sprzężenia elektromagnetyczno-cieplnego a
przedstawiona metodyka zilustrowana jest prostym przykładem. (Model grzania indukcyjnego cienkich płytek bazujący na potencjale T przy
silnym sprzężeniu zjawisk)
Keywords: induction heating, T-potential, hard-coupled formulation, numerical analysis.
Słowa kluczowe: grzanie indukcyjne, potencjał T, silne sprzężenie, analiza numeryczna
Introduction
Nowadays, modeling of induction heating is usually
performed numerically using the finite element method [1-3]
and magnetic field in the system is described in terms of the
magnetic vector potential A . This approach is also implemented
into a number of professional codes such as
OPERA [4], ANSYS [5] or FLUX [6].
From time to time, however, one must solve problems
where this classical approach can fail. One class of such
problems is characterized by geometrical incommensurability
of some parts of the investigated system. This means
that one dimension of such a part is much smaller than
other dimensions, but yet, this dimension is important and
its influence cannot be neglected. We can mention, for
example, local induction heating of nonferromagnetic thin
plates. One of the possible arrangements for realizing this
technologic[...]
|
|
|
|
Transient analysis module from an object oriented electrical circuit designer application
|
|
|
Éva KATONA Miklós KUCZMANN
|
The paper deals with a software module, developed by the first Author, from a complex electrical circuit designer application. This analysis
module presents the transient response of the designed network to the excitation applied to it. The results can be calculated by some different type
ordinary differential equation solvers. The most important aim of this part of the research is creating a new algorithm, which the all different type
ordinary differential equation solvers can be used with one algorithm.
Streszczenie. Artykuł dotyczy modułu oprogramowania umieszczonego w kompleksowym systemie projektującym obwody elektryczne. Analiza
modulu przedstawia odpowiedz stanu przejściowego (transient) zaprojektowanego pbwodu na zaplikowane wzbudzenia. Wyniki mogą być
uzyskiwane przez solvery różnego rodzaju równań różniczkowych. Najważniejszym celem tej części badań jest stworzenie nowego algorytmu,
łączącego różnego rodzaju solvery w jeden algorytm. (Moduł do analizy stanu przejściowego umieszczony w systemie projektującym obwody
elektryczne)
Keywords: , circuit analyzer, transient analysis, differential equation solver.
Słowa kluczowe: analizator obwodów, analiza stanu przejściowego, solver równań różniczkowych.
Introduction
This paper deals with a new software module from a
complex electrical circuit designer application [1,2] (Fig. 1),
developed by the first Author, what have been improved for
two and a half years.
Fig. 1. The graphical interface of the software, developed by the
first Author
This analysis module presents the transient response of
the designed network to the excitation applied to it. The
result can be voltage, current or power function of the time
[3]. The excitations can be different type of time functions,
due to all, unit step, Dirac impulse, square, triangle, sine
and cosine wave functions.
The results can be calculated by some different type
ordinary [...]
|
|
|
|
Trend elimination of time series of 24-hour load demand in the power system and its application in power forecasting
|
|
|
Krzysztof SIWEK Stanisław OSOWSKI Bartosz ŚWIDERSKI
|
The paper is concerned with the elimination of different trends existing in the time series representing the hourly power consumption in the
power system of small size. Analysing the hourly need for the power in such system we can observe significant trends associated with the season of
the year, type of the day, as well as the particular hour of the day. At prediction task the variability of the time series is of great importance. The lower
is this variability the better is the accuracy of prediction. In the paper we will present the method of reducing this variability by removing such trends.
The elimination of trends is performed in few phases. The first step is to determine the index corresponding to the regular jth day of the weak for j =
1, 2, …, 7 and also type of such day. After this first step of detrending of the time series we follow the second and third aiming at removing the trend
corresponding to the particular hour h of the day (h=1, 2, …, 24) and then the seasonality trend, characterizing the succeeding day of the year (d=1,
2, …, 365). All detrending operations are done by using the appropriately defined indexes. After application of all these steps we get the final
detrended time series corresponding to all days under consideration (d=1, 2, …, p). The detrended time series is of much lower variance than the
original one. This means the significant simplification of the forecasting problem and increase of probability of achieving better accuracy of
forecasting results. The experiments of prediction of such detrended time series for small power region of Łódz performed using two types of neural
predictors (MLP and SVM) have proved the superiority of such approach.
Streszczenie. Praca dotyczy usuwania różnego rodzaju trendów występujących w szeregu czasowym odpowiadającym obciążeniom godzinnym w
systemie elektroenergetycznym. Zwykły szereg czasowy charakteryzujący pobór mocy, zwłaszcza w małym systemie el[...]
|
|
|
|
Układy sterowania integracyjnego falowników rezonansowych z samowzbudną generacją impulsów przełączających
|
|
|
Jerzy MATYSIK
|
W artykule zaprezentowana jest metoda sterowania integracyjnego falowników rezonansowych z samowzbudną generacją
impulsów przełączających. Impulsy wytwarzane są w spolaryzowanym prądem stałym 6-diodowym układzie formowania sygnałów (CPFC)
mierzącym prąd w obwodzie rezonansowym. Tranzystory są przełączane przy arbitralnie ustalanej wartości prądu niezależnie od stanu i zmian
parametrów obwodu rezonansowego i obciążenia.
Abstract. The article presents integration control method of resonant converters with self-excited generation of switching impulses. The impulses
are generated by a 6-diodes current polarized forming circuit (CPFC) measuring the current in resonant circuit. Transistors are switched at arbitrary
set value of measured current independent of resonant circuit and load parameters state and their changes. (Integration control system for
resonant converters with self-excited generation of switching impulses).
Słowa kluczowe: sterowanie integracyjne, detektor prądu, falownik rezonansowy, ZCS.
Keywords: integration control, current detector, series resonant converter, ZCS.
Wstęp
Tranzystorowe falowniki z obwodami rezonansowymi są
powszechnie stosowane w energoelektronice. Układy te
pracują z reguły przy dużych mocach i wysokich
częstotliwościach, co wymaga przełączania tranzystorów
przy zerowym prądzie (Zero Current Switching) lub
zerowym napięciu (Zero Voltage Switching). Zapewnienie
takich warunków komutacji jest trudne, jeżeli bierze się pod
uwagę szeroki zakres regulacji mocy wyjściowej, zmian
obciążenia i zmian napięcia zasilania. Stosowane techniki
prowadzą często do odkształceń prądu płynącego w
odbiorniku i zapewniają miękkie przełączanie tranzystorów
tylko w wybranym zakresie pracy [1]. Wad tych pozbawione
są falowniki rezonansowe sterowane integracyjnie [3].
Sterowanie tego typu bazuje na dokonywaniu zmian
wysterowania tranzystorów wyłącznie w momentach gdy
prąd osiąga wartość równą zero (lub zbliżoną do zera).
Kl[...]
|
|
|
|
Use of the low (LTS) and high (HTS) termperature superconductors in the magnetic separation. Economic comparison
|
|
|
Antoni CIEŚLA
|
High gradient magnetic separation (HGMS) is physical method to separate, according to magnetic susceptibilities, material mixtures
consisting of particle immersed in fluid. The principle of this method is that different forces are exerted on particles, depending on their magnetic
nature, in relatively strong fields with a large degree of short-range non-uniformities. Superconductivity is used to make the separation process
significantly effective. The advantages of superconducting magnetic separation systems are as follows: reduced power requirements, reduced
weight and volume, due to elimination of the soft iron core and the compactness of windings relative to those of conventional systems. Higher field
strengths, which allow for higher processing velocities for a given separation effectiveness or higher separation effectiveness for a given processing
velocity. In the paper some technical and economical aspects connected with the application of superconductivity magnets in HGMS have been
discussed. Advantages resulting from the use of low (LTS) and high (HTS) superconductors in the HGMS systems have been described.
Streszczenie. Magnetyczna separacja wysokogradientowa (ang.: High Gradient Magnetic Separation) jest fizyczną metodą separacji
wykorzystującą różnice we właściwościach magnetycznych cząstek. Zastosowanie magnesów nadprzewodnikowych do wzbudzania pola
magnetycznego w takich separatorach skutkuje zmniejszeniem wagi i objętości urządzenia (separatora), eliminacji jarzma ferromagnetycznego oraz
zmniejszeniem wymiarów uzwojenia. Stwarza także możliwość zwiększenia skuteczności separacji i jej wydajności. W artykule autor dokonał
porównania wybranych aspektów technicznych i ekonomicznych wykorzystania nadprzewodników niskotemperaturowych (LTS) i
wysokotemperaturowych (HTS) w procesie separacji magnetycznej. (Użycie nadprzewodników nisko- i wysokotemperaturowych w
separatorach magnetycznych. Porównanie ekonomiczne)
Keywords: magnetic se[...]
|
|
|
|
Winding type influence on efficiency of an induction motor
|
|
|
Miralem HADŽISELIMOVIĆ Tine MARČIČ Bojan ŠTUMBERGER Ivan ZAGRADIŠNIK
|
The article presents an analysis of the winding type influence on the efficiency of an induction motor. The aim of this work is to choose
such a type of stator winding that the induction motor will have the best efficiency by employing minimum winding (copper) mass. Three types of
stator windings were considered in the analysis: concentric single layer winding, concentric double layer winding and fractional concentric winding.
The complete procedure for the calculation of winding data is performed. The analytical calculations of electromagnetic characteristics were
performed with the software package emLook in order to select the best suited winding type and consequently ensuring the best efficiency and
performance of the induction motor in question. The presented results are applicable for the industry of electric machines.
Streszczenie. Artykuł przedstawia analizę wpływu typu uzwojenia ja sprawność silnika indukcyjnego. Celem pracy jest wybór takiego typu
uzwojenia stojana, które zapewni maksymalną sprawność przy minimalnej masie uzwojenia. Trzy typy uzwojeń stojana zostały rozpatrzone:
uzwojenie koncentryczne jednowarstwowe, dwuwarstwowe oraz uzwojenie koncentryczne ułamkowe. Przedstawiono procedurę obliczania danych
uzwojenia. Do wyznaczenia charakterystyki elektromagnetycznej wykorzystano obliczenia analityczne z pakietem emLook. Wyselekcjonowano
najlepszy typ uzwojenia, zapewniający najlepszą sprawność działania rozważanego silnika indukcyjnego. Przedstawione wyniki zostały
implementowane w rozwiązaniach przemysłowych. (Wpływ typu uzwojenia na sprawność silnika indukcyjnego)
Keywords: induction motor, stator winding, characteristics, efficiency.
Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, uzwojenie stojana, charakterystyka, sprawność
Introduction
Three-phase asynchronous squirrel-cage motors
(induction motors) are often used in industrial applications
because of their low cost, relatively simple manufacturing
and robust construction. Their d[...]
|
|
|
|
Wpływ usytuowania punktów pomiarowych na przebieg prostej regresji w ważonej metodzie najmniejszych kwadratów
|
|
|
Leszek MOSZCZYŃSKI
|
W obliczeniach liniowej regresji dla danych które nie są homoscedastyczne najdogodniej zastosować metodę regresji ważonej.
Celem artykułu jest pokazanie jaki wpływ na najlepiej dopasowaną prostą regresji ważonej miałoby dodanie nowego punktu pomiarowego. Dzięki
temu możliwe jest lepsze planowanie eksperymentu.
Abstract. When we want to calculate a linear regression line for data that is not homoscedastic, the simplest way to do this is to use weighted least
squares regression. The aim of this article is to show what influence the addition of a new measurement point has on the course of “best line" in
weighted regression. In this way, the experiment can be planned better. The influence of the placement of measurement points on the course
of linear regression in weighed least squares method.
Słowa kluczowe: kalibracja, regresja ważona, ważona metoda najmniejszych kwadratów,
Keywords: calibration, weighted regression, weighted least squares.
Wprowadzenie
Analiza regresji jest bardzo popularną i często
stosowaną w miernictwie techniką statystyczną
pozwalającą opisać związki zachodzące pomiędzy
zmiennymi wejściowymi (objaśniającymi), a wyjściowymi
(objaśnianymi). Na ogół oprócz obserwacji o zmiennych
zbieramy również informacje towarzyszące, które mogą
mieć znaczenie w dalszej analizie. Można je wykorzystać w
ten sposób, że każdemu punktowi danych przypisujemy
pewną wagę 􀝓􀯜 ,która podaje wpływ punktu na
estymowane parametry prostej regresji. Parametry te są
wówczas obliczane z wykorzystaniem tak zwanej ważonej
metody najmniejszych kwadratów.
Liniowa ważona metoda najmniejszych kwadratów,
zwana też uogólnioną metodą najmniejszych kwadratów,
stosowana jest, gdy model ma postać yi  axi  b.
Poszukiwane parametry regresji a i b wyznaczane są
wówczas poprzez minimalizację ważonej sumy kwadratów
residuów czyli:
(1)  2 Q(a,b) wi yi  axi  b
Z praktycznego[...]
|
|
|
|
Wpływ wstępnych zabiegów obróbki powierzchniowej na odporność korozyjną stopu Ti6Al4V ELI po anodyzacji
|
|
|
Janusz SZEWCZENKO Katarzyna NOWIŃSKA Jan MARCINIAK
|
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu wstępnego przygotowania powierzchni na odporność korozyjną stopu Ti6Al4V ELI po
zabiegu anodyzacji. Wstępne przygotowanie powierzchni obejmowało kombinację zabiegów: obróbki wibracyjnej, polerowania mechanicznego,
piaskowania i polerowania elektrolitycznego. W celu określenia odporności korozyjnej stopu przeprowadzono badania potencjodynamiczne,
wyznaczono stężenia jonów metalicznych przenikających do roztworu Ringera oraz dokonano obserwacji mikroskopowych powierzchni próbek
Abstract. The paper presents results of initial surface treatment on corrosion resistance of Ti6Al4VELI alloy after anodizing process. The initial
surface treatment consisted of the following processes: shot peening, mechanical polishing, sandblasting and electropolishing. In order to determine
corrosion resistance of the alloy the following studies were carried out: potentiodynamic tests, concentration of released metallic ions as well as
microscopic observations of samples’ surfaces. (Influence of initial surface treatment on corrosion resistance of Ti6Al4V ELI alloy after
anodizing)
Słowa kluczowe: biomateriały metalowe, modyfikacja powierzchni stopu Ti6Al4V ELI, badania potencjodynamiczne, produkty degradacji
stopu Ti6Al4V ELI.
Keywords: metallic biomaterials, surface modification of Ti6Al4V ELI alloy, potentiodynamic tests, degradation of Ti6Al4V ELI alloy.
Wstęp
Podstawowym kryterium decydującym o przydatności
materiału na implanty jest jego biokompatybilność. Jest ona
w głównej mierze związana z własnościami
fizykochemicznymi powierzchni implantu. Materiał, z
którego wykonany jest implant powinien charakteryzować
się odpornością korozyjną w środowisku tkanek i płynów
ustrojowych [1÷4].
Dobra biokompatybilność stopów Ti6Al4V związana jest
ze zdolnością ich powierzchni do samopasywacji.
Wytworzona warstwa pasywna, składająca się głównie z
TiO2, charakteryzuje się: zwartością i jednorodnością,
niskim przewodni[...]
|
|
|
|
Wyznaczenie współczynnika dyfuzyjności cieplnej materiału termoizolacyjnego z wykorzystaniem pomiarów termowizyjnych
|
|
|
Stanisław CHUDZIK
|
W artykule przedstawiono wyniki badań nad opracowywaną metodą wyznaczenia współczynnika dyfuzyjności cieplnej materiału
termoizolacyjnego z wykorzystaniem pomiarów termowizyjnych. W badaniach symulacyjnych sprawdzono przydatność znanego analitycznego
rozwiązania zagadnienia odwrotnego, wykorzystując stworzony do tego celu trójwymiarowy model zjawiska dyfuzji ciepła. Przeprowadzony
eksperyment pozwolił zweryfikować przyjęty model zjawiska dyfuzji oraz określić przydatność zaproponowanej metody badawczej.
Abstract.The article presents the results of research into developing methods for determining the coefficient of thermal diffusivity of thermal
insulating material using the infrared thermography. In the simulation studies the usefulness of a known analytical solution of the inverse problem
was examined, using a three-dimensional model of the phenomenon of heat diffusion created for this purpose. The experiment allowed verification
of the accepted model of diffusion phenomenon and to determine the suitability of the proposed test method. (Determination of thermal diffusivity
coefficient of thermal insulating material using the infrared thermography).
Słowa kluczowe: termografia, parametry cieplne, dyfuzyjność cieplna, zagadnienie odwrotne.
Keywords: infrared thermography, thermal parameters, thermal diffusivity, inverse problem
Wstęp
Testowanie jakości materiału termoizolacyjnego
zazwyczaj koncentruje się na określeniu wartości
współczynnika przewodzenia ciepła . Służą do tego celu
specjalne aparaty płytowe wykorzystujące metodę ustalonej
wymiany ciepła [1, 2, 3]. Współczynnik przewodzenia ciepła
charakteryzuje właściwość materiału dla stanu ustalonego
przepływu ciepła. Aby móc określić stany dynamiczne
dyfuzji ciepła w badanym materiale konieczna jest
znajomość współczynnika dyfuzyjności cieplnej a, zwanego
także współczynnikiem wyrównywania temperatury.
Znajomość tych dwóch parametrów pozwala określić trzeci
podstawowy param[...]
|
|
|
|
Zasilacze o podwyższonym współczynniku mocy dla sprzętu AGD
|
|
|
Marcin BASZYŃSKI
|
W artykule przedstawiono przegląd różnych topologii zasilaczy o podwyższonym współczynniku mocy podnoszących oraz
stabilizujących napięcie. Porównano tradycyjne układy mostkowe z rozwiązaniami bezmostkowymi.
Abstract. In this paper a review of power factor correction boost rectifiers is presented. Performance comparison between then conventional PFC
rectifier and the bridgeless PFC rectifiers. (Power factor correction boost rectifiers for the household appliances)
Słowa kluczowe: Poprawa współczynnika mocy, prąd ciągły, prąd nieciągły;
Keywords: Power factor correction, continuous- conduction mode (CCM), discontinuous- conduction mode (DCM),
Wstęp
Sprzęt elektroniki użytkowej RTV, AGD wymaga
stabilizowanego napięcia stałego, wytworzonego z
jednofazowej linii napięcia zmiennego. Najprostszym
sposobem prostowania napięcia przemiennego jest
zastosowanie mostka diodowego z kondensatorem po
stronie stałoprądowej. W prostownikach diodowych średnia
wartość napięcia na kondensatorze wyjściowym (przy
stałym i ciągłym prądzie obciążenia) jest równa 90%
skutecznej wartości napięcia linii zasilającej. Ponadto prąd
źródła jest odkształcony co charakteryzuje się dużą
zawartość wyższych harmonicznych (3., 5., 7. itd.). Przez
linię zasilającą przepływają impulsy prądu w momencie gdy
chwilowa wartość napięcia źródła jest większa od napięcia
kondensatora. Zjawisko to jest szczególnie niekorzystne
przy dużej liczbie pracujących jednocześnie prostowników,
gdyż pomimo stosunkowo niewielkiej mocy pojedynczego
układu dołączenie wielu prostowników do jednej linii
zasilającej powoduje znaczne odkształcenie napięcia.
Zarówno w Europie jak i USA obowiązujące
normy precyzują oddziaływanie odbiorników
(przekształtników) dołączonych do sieci
zasilającej. W Europie takim standardem jest
EN61000-2-3 natomiast w Stanach
Zjednoczonych norma Energy Star. Oba
dokumenty charakteryzuje inne podejście do
definicji negatywnego wpływu układów
przełączających na li[...]
|
|
|
|
Twój Profil
Twój koszyk
