SIGMA-NOT - PORTAL INFORMACJI TECHNICZNEJ - Największa baza artykułów technicznych online

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY

Miesięcznik ISSN 0033-2097, e-ISSN 2449-9544 - rok powstania: 1919
Czasopismo Stowarzyszenia Elektryków Polskich (SEP)

Elektromagnetyzm a zagadnienia gromadzenia energii

DOI:10.12915/pe.2014.12.55
Leszek KASPRZYK Karol BEDNAREK

W pracy zajęto się praktycznym wykorzystaniem magazynów energii w zastosowaniach do samochodów elektrycznych, jak również systemów zasilania gwarantowanego UPS. Przeprowadzono analizy doboru magazynów energii głównie z uwagi na ich gęstości mocy oraz gęstości energii dla uzyskania określonych celów użytkowych. Abstract. In this paper the practical application of energy storages use for electric cars, as well as uninterruptible power supply UPS was presented. The selection of energy storage was analysed mainly in view of their power density and energy density in order to obtain certain utility objectives. (Electromagnetism and power accumulation issues). Słowa kluczowe: zasobniki energii, elektromagnetyzm, systemy zasilania gwarantowanego, samochody elektryczne. Keywords: energy storages, electromagnetism, uninterruptible power systems, electric cars. doi:10.12915/pe.2014.12.55 Wprowadzenie Do funkcjonowania urządzeń technicznych niezbędna jest zawsze energia. Najwygodniejszą w użytkowaniu formą energii (z uwagi na łatwość przetwarzania i przesyłu) jest energia elektryczna. W wielu przypadkach bardzo korzystnym sposobem dostarczenia energii (szczególnie w systemach mobilnych) okazuje się zastosowanie zasobników energii [1-12]. Oprócz magazynów elektrochemicznych (akumulatorów oraz ogniw paliwowych) we wszystkich pozostałych rozpatrywanych w praktyce zasobnikach energii wykorzystuje się elektromagnetyzm. Następuje w nich gromadzenie energii w polu elektrycznym, w polu magnetycznym bądź zamiana energii mechanicznej na energię elektryczną przy wykorzystaniu zjawiska indukcji elektromagnetycznej. W pracy przeprowadzono rozważania związane z zagadnieniami gromadzenia energii, czyli od strony ilościowej i jakościowej z doborem zasobników energii w zastosowaniu do konkretnych układów technicznych, jakimi są systemy zasilania gwarantowanego oraz samochody elektryczne. Wykazano jednoczesne zapotrzebowanie w rozważanych układach na duże [...]

ZAKUP JEDNORAZOWY I DOSTĘP DO WIRTUALNEJ CZYTELNI
PRENUMERATA PAPIEROWA

Czytaj za darmo! »

Prenumerata

Szanowny Kliencie!
Zamów roczną prenumeratę w wersji PLUS a uzyskasz dostęp do archiwalnych publikacji tego czasopisma.
Nie zwlekaj - skorzystaj z tysięcy publikacji o najwyższym poziomie merytorycznym.

prenumerata papierowa roczna PLUS (z dostępem do archiwum e-publikacji) - tylko 780.00 zł
prenumerata papierowa roczna PLUS z 10% rabatem (umowa ciągła) - tylko 702.00 zł *)
prenumerata papierowa roczna - 690.00 zł
prenumerata papierowa półroczna - 345.00 zł
prenumerata papierowa kwartalna - 172.50 zł

okres prenumeraty:

*) Warunkiem uzyskania rabatu jest zawarcie umowy Prenumeraty Ciągłej (wzór formularza umowy do pobrania).
Po jego wydrukowaniu, wypełnieniu i podpisaniu prosimy o przesłanie umowy (w dwóch egzemplarzach) do Zakładu Kolportażu Wydawnictwa SIGMA-NOT.

Zaprenumeruj także inne czasopisma Wydawnictwa "Sigma-NOT" - przejdź na stronę fomularza zbiorczego »

INNE PUBLIKACJE W TYM ZESZYCIE

18-ta Międzynarodowa Konferencja: Power Systems Computation Conference w Politechnice Wrocławskiej

Jan IŻYKOWSKI Eugeniusz ROSOŁOWSKI

Obliczenia komputerowe dotyczące systemów elektroenergetycznych mają swoją ponad 50-cio letnią historię. Od samych początków powstawały różnorodne organizacje zrzeszające osoby zajmujące się tą dziedziną nauki. Wśród nich można wyróżnić International Non-Profit Scientific Society: The Power Systems Computation Conference - Zurych, Szwajcaria. Główną działalnością tego stowarzyszenia jest organizowanie międzynarodowej konferencji o nazwie Power Systems Computation Conference (PSCC), która jest zgodna z nazwą stowarzyszenia. Stanowi ona forum wymiany wiedzy i doświadczeń z zakresu zastosowań komputerowych technik obliczeniowych w systemach el-en., pomiędzy pracownikami naukowymi, a inżynierami-praktykami. Kładziony jest nacisk zarówno na elementy teoretyczne, jak i praktyczne zastosowań technik komputerowych do analiz i sterowania pracą systemów el-en. Po raz pierwszy konferencja PSCC została zorganizowana w 1963 roku w Londynie, a następnie, co trzy lata odbywała się w różnych miastach zachodniej Europy. Dużym wyróżnieniem dla Polski, a w szczególności dla Wydziału Elektrycznego i Instytutu Energoelektryki Politechniki Wrocławskiej było powierzenie zorganizowania 18-tej edycji konferencji PSCC w 2014 roku we Wrocławiu, po raz pierwszy poza zachodnią Europą. PSCC-2014 - kwalifikacja referatów na Konferencję W celu zapew więcej »

2D Magneto-thermal analysis of synchronous generator - DOI:10.12915/pe.2014.12.38

Vilijan MATOŠEVIĆ Željko ŠTIH

This paper presents a method for calculation of temperature distribution during the steady state operation of synchronous generator. The method is based on the 2D FEM coupled with external circuit and thermal network. Coolant temperature contribution through ventilation conditions is taken into account as well as the influence of radial cooling channels. Thermal calculation is coupled with the cooling calculation and complete procedure is solved iteratively. The calculation results with temperature distribution in stator of a synchronous generator. Streszczenie. W artykule zaprezentowano metodę obliczeń rozkładu temperatury podczas pracy ustalonej generatora synchronicznego. Metoda oparta jest na dwuwymiarowej analizie metodą elementów skończonych sprzężoną z obwodem zewnętrznym i siecią cieplną. Wzięto też pod uwagę rozkład temperatury czynnika chłodzącego; pełny model rozwiązany został iteracyjnie. Wyniki obliczeń rozkładu temperatury w stojanie generatora zostały przedstawione. (Dwuwymiarowa magnetotermiczna analiza generatora synchronicznego) Keywords: magneto-thermal analysis, finite element method, synchronous generator Słowa kluczowe: analiza magnetotermiczna, metoda elementów skończonych, generator synchroniczny doi:10.12915/pe.2014.12.38 Introduction Temperature determination and estimation of heating is an important aspect in designing of the synchronous generator. The active part of the medium sized synchronous machines mainly consists of radial channels which improve machine cooling. Their complex geometry makes it difficult to determine the thermal conditions inside the machine. For the synchronous generator temperature estimation, it is necessary to know the distribution of losses and both ventilation and thermal conditions inside the machine. The most common method for electric machine thermal analysis is the use of thermal network. Hak [1] modeled the yoke and teeth region using the equivalent thermal resistances. P więcej »

A measurement of the effect of magnetic wedges on magnetic flux density harmonic components in air gap of an induction motor slot model - DOI:10.12915/pe.2014.12.66

Danuta PLIŚ

The paper presents results of magnetic flux density measurements taken in the air gap of a model representing a single slot of the threephase induction motor SZJC EX 6 kV 320 kW. The measurements were performed for two cases corresponding to the slot closed with either a magnetic edge or a nonmagnetic wedge. The obtained waveforms have been decomposed into harmonic components and then amplitudes and phases of respective harmonics were compared for both types of the wedge material. Streszczenie. W artykule przedstawione są wyniki pomiarów indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej w modelu odpowiadającym układowi jednego żłobka silnika indukcyjnego trójfazowego SZJC EX 6 kV 320 kW. Pomiarów dokonano gdy żłobek był zamknięty klinem magnetycznym oraz klinem niemagnetycznym. Uzyskane przebiegi rozłożone zostały na składowe harmoniczne i porównane amplitudy i fazy odpowiednich harmonicznych w przypadku klina magnetycznego i niemagnetycznego. (Pomiar wpływu klinów magnetycznych na składowe harmoniczne indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej na modelu żłobka silnika indukcyjnego) Keywords: induction motor, magnetic wedge, magnetic flux density, flux density harmonics Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, klin magnetyczny, indukcja magnetyczna, harmoniczne indukcji magnetycznej doi:10.12915/pe.2014.12.66 Introduction In rotating electric machines, electromagnetic vibrations are caused by such phenomena as magnetostriction and variable magnetic tension forces interacting between the stator and the rotor. The forces result in elastic deformations of machine components, mainly in the stator core and the motor body, which excite complex vibrations in these parts. Mechanical vibrations of the motor body surface with amplitudes as small as 1 μm, and in fact even lower, may be the source of sound waves of large intensity [1]. Therefore, if the noise generated by a motor is the object of interest, it is necessary to take into account al więcej »

A non-destructive method to determine residual stress in drawn wires based on magnetic measurements - DOI:10.12915/pe.2014.12.39

Maciej SULIGA Lech BOROWIK Krzysztof CHWASTEK Piotr PAWLIK

Estimation of residual stress in drawn wires is an important issue in contemporary metallurgy. The present paper considers the possibility to use a non-destructive method based on magnetic measurements for this purpose. The Jiles-Atherton-Sablik model is used for the description of hysteresis loop. Streszczenie. Oszacowanie poziomu naprężeń szczątkowych w drutach podczas procesu ich wytwarzania jest istotnym zagadnieniem we współczesnej metalurgii. W niniejszej pracy rozważono możliwość wykorzystania do tego celu metody nieniszczącej, opartej na pomiarach magnetycznych. Model Jilesa-Athertona-Sablika wykorzystano do opisu pętli histerezy magnetycznej. Nieniszczące magnetyczne badanie naprężeń w drutach Keywords: hysteresis loop, residual stress, Jiles-Atherton-Sablik model. Słowa kluczowe: pętla histerezy magnetycznej, naprężenia szczątkowe, model Jilesa-Athertona-Sablika. doi:10.12915/pe.2014.12.39 Introduction Diagnostics of devices plays an ever increasing role in contemporary industry, as it allows one to eliminate the possible sources of their faults and may lead to substantial economic savings [1-5]. The present paper focuses on a non-destructive method to determine the level of residual stress in drawn wires. Controlling the level of deformation and residual stress during steel-forming processes remains one of the most important problems for metallurgists [6,7]. At present much attention is paid to magnetic methods as useful non-destructive testing and evaluation techniques [8]. The examination of the variation in shape of hysteresis loop for the sample subject to stress may provide information on the stress level [9]. By analogy, hysteresis loop may be an indicator of residual stress level. The effective field and the Jiles-Atherton model In order to describe qualitatively how residual stress affects the shape of hysteresis loop, it is expedient to avail of the concept of ,,effective field więcej »

An algorithm for tuning a fuzzy controller in a drive control system of a permanent magnet synchronous motor - DOI:10.12915/pe.2014.12.63

Krzysztof OLESIAK

The article presents a model of a permanent magnet synchronous motor and the PWM inverter. The use of the angular speed fuzzy controller in the control system drive was proposed. The general procedure for tuning the fuzzy controller with using the nonlinear programming method was formulated. The simulation tests of the drive model for various load torques have been carried out. The results of simulation tests are presented as time curves of the stator phase currents, the angular speed and the electromechanical moment. Streszczenie. W artykule przedstawiono model silnika synchronicznego z magnesami trwałymi oraz przekształtnika PWM. Zaproponowano zastosowanie regulatora rozmytego prędkości kątowej w układzie sterowania napędu. Sformułowano ogólną procedurę strojenia regulatora rozmytego z zastosowaniem metody programowania nieliniowego. Przeprowadzono badania symulacyjne modelu napędu dla zmiennych wartości momentu obciążenia. Rezultaty badań zaprezentowano w postaci przebiegów czasowych prądów fazowych stojana, prędkości kątowej oraz momentu elektromechanicznego. (Algorytm strojenia regulatora rozmytego w układzie sterowania napędu z silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi). Keywords: fuzzy controller, permanent magnet synchronous motor, nonlinear programming method. Słowa kluczowe: regulator rozmyty, silnik synchroniczny z magnesami trwałymi, metoda programowania nieliniowego. doi:10.12915/pe.2014.12.63 Introduction Permanent magnet synchronous motors (PMSM) are becoming increasingly widely applied in various industry branches and in transport. This is due to their simple mechanical structure, high reliability, a favourable rate of torque to the rotor’s moment of inertia, high energy efficiency and capa więcej »

An approach to adaptive 3D-DCT based motion level prediction algorithm for improved 3D-DCT video coding - DOI:10.12915/pe.2014.12.22

Augustin Jacob JACOB Senthilkumar NATARAJAN

This paper reports an adaptive three dimensional discrete cosine transform (3D-DCT) based motion level prediction algorithm which determines the optimal cube for 3D-DCT based compression technique by analyzing the motion content of the video sequence. Irrespective of the motion levels in the video sequence the generally used cube size is [8 × 8 × 8], but the proposed algorithm reported in this paper will adaptively choose the cube size in relation to the motion level of video sequence. The effectiveness of the algorithm can be verified by performing Rate Vs distortion comparison with different motion level sequences. Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) has been taken as a measure of distortion. Experimental results reveals that without any motion compensation technique ,the proposed 3D-DCT algorithm which adaptively selects the cube size relative to the motion content of video sequence gives better performance in terms of reduction in the data rate and speed up the encoding process compared to the existing 3D-DCT based video compression algorithm. Streszczenie. W artykule opisano algorytm kompresji video bazujący na adaptacyjnej trójwymiarowej dyskretnej transformacie kosinusowej i przewidywaniu poziomu ruchu. W sposób adaptacyjny dobierany jest rozmiar sześcianu. Weryfikacji dokonano przez porównanie szybkości względem zniekształceń dla różnych sekwencji ruchu. Algorytm poprawy kodowania 3D DCT video bazujący na przewidywaniu poziomu ruchu. Keywords: Video signal processing, 3D-Discrete cosine transforms, Peak signal to noise ratio, Video compression. Słowa kluczowe: kodowanie video, dyskretna transformata kosinusowa, kompresja video doi:10.12915/pe.2014.12.22 1. Introduction Most video compression algorithms rely on reducing the spatial and temporal redundancy by motion compensation and prediction [1,2,3]. However these algorithms have complex motion estimation and prediction algorithms and no symmetry exists between encoding and decodi więcej »

An innovative approach to optimisation of E-I core inductor - DOI:10.12915/pe.2014.12.36

Lidija PETKOVSKA Goga CVETKOVSKI Mihail DIGALOVSKI

In the paper a new approach for optimisation and designing an E-I inductor, by using the Taguchi Design of Experiments (DoE) technique is presented. The proposed technique is applied on an existing iron core inductor. The target of optimisation is to reduce the total mass of active materials, preferably focussing on copper mass, while the required value of magnetising inductance is kept inside the prescribed bounds. Additional constraints are also considered. The inductor lamination geometry and properties of active materials (iron core and copper wire) are kept the same. The method incorporates application of 3D FEM as virtual design tool, to prove the optimisation results Streszczenie. W artykule przedstawiono nowe podejście w optymalizacji i projektowaniu induktora z rdzeniem E-I przy wykorzystaniu techniki Design of Experiment (zaproponowanej przez Dr. Taguchi. Proponowana technika zastosowana jest dla istniejącego rdzenia induktora. Celem optymalizacji jest redukcja całkowitej masy materiałów aktywnych ze szczególnym uwzględnieniem masy miedzi przy zachowaniu wymaganej wartości indukcyjności w przewidzianych granicach. Dodatkowe ograniczenia również zostały rozważone. Warstwowa geometria induktora i właściwości materiałów aktywnych (rdzeń i przewody miedziane)zostały zachowane bez zmian. Metoda wykorzystuje trójwymiarową analizę metodą elementów skończonych do potwierdzenia wyników optymalizacji. (Innowacyjne podejście do optymalizacji induktora z rdzeniem E-I) Keywords: E-I core inductor, Optimisation, Taguchi design of experiments (DoE), Finite element analysis, Słowa kluczowe: induktor z rdzeniem E-I, optymalizacja, Design of Experiments, analiza elementowo-skończeniowa. doi:10.12915/pe.2014.12.36 Introduction Recently, within the engineering community, there is a significant interest for optimal designing of electromagnetic devices. In engineering practice the concept of optimization procedure means creating better and more econo więcej »

Analiza drgań giętnych wału w układzie napędowym z silnikiem PMSM - DOI:10.12915/pe.2014.12.62

Marcjan NOWAK

W artykule zaprezentowano analizę stanów dynamicznych układu napędowego z długim elementem sprężystym z wykorzystaniem modeli matematycznych i symulacyjno-komputerowych. Przedstawiono wyniki symulacji drgań w układzie elektromechanicznym w zależności od zastosowanego napędu prądu przemiennego, zawierającego silnik PMSM. Model symulacyjno-komputerowy został zaprojektowany w programie Matlab-Simulink. Symulację przeprowadzono dla układu elektromechanicznego zawierającego układ napędowy, element sprężysty oraz układ obciążenia. Abstract: In the paper the analysis of shaft transverse vibrations based on mathematical and simulation models are presented. The results of simulation of vibrations in the electromechanical system depending on the applied AC drive system based on PMSM motor. The simulation model was designed in Matlab-Simulink. The Simulation of the electromechanical system consisted of drive unit, long elastic element and load system was carried out. (Analysis of shaft transverse vibrations of PMSM-based drive system) Słowa kluczowe: silnik PMSM, układ napędowy, element sprężysty, model symulacyjno-komputerowy Keywords: PMSM motor, drive system, elastic element, simulation model doi:10.12915/pe.2014.12.62 Wstęp Układy napędowe zawierające elementy sprężyste (sprzęgła, długie wały i łączniki) narażone są na działanie zjawisk drganiowych. Zjawiska te są częstą przyczyną powstawania nieprawidłowości w pracy układu elektromechanicznego. Drgania mogą powodować zaburzenia pracy wirnika układu napędowego, natomiast rezonansowe wzmocnienie amplitudy drgań może spowodować uszkodzenie całego układu elekt więcej »

Analiza emisji elektromagnetycznej w środowisku przemysłowym na przykładzie Zakładów Azotowych Puławy S.A. - DOI:10.12915/pe.2014.12.60

Paweł A. MAZUREK Krzysztof KISIEL Piotr TOMCZYK Maciej WIAK

Artykuł dotyczy analizy natężeń pól elektrycznych i magnetycznych w środowisku przemysłowym. Badania przeprowadzono w Zakładach Azotowych Puławy S.A. Analizie poddano wyniki pomiarów natężeń pól o częstotliwości 50Hz oraz emisji z zakresu radiowego 30MHz- 3GHz. Otrzymane wyniki porównano z dopuszczalnymi limitami. Abstract. The article describes the analysis of the intensities of electric and magnetic fields in an industrial environment. Measurements done in Zakłady Azotowe Puławy S.A. The analysis concerns the results of measurements of intensities fields of 50 Hz, and the emission of radio range 30MHz-3GHz. The results were compared with acceptable limits. (Analysis of electromagnetic emissions in an industrial environment of Zakłady Azotowe Puławy S.A.). Słowa kluczowe: ekspozycja na pola elektryczne i magnetyczne, kompatybilność elektromagnetyczna Keywords: exposure to electric and magnetic fields, electromagnetic compatibility. doi:10.12915/pe.2014.12.60 Wstęp Niejonizujące promieniowanie elektromagnetyczne w postaci pól elektromagnetycznych zawsze występowało w środowisku naturalnym. Pochodzi ono od naturalnych źródeł, jakimi jest Słońce, Kosmos, Ziemia czy zjawiska atmosferyczne. Sztuczne pola elektromagnetyczne zaczęły pojawiać się w środowisku właściwie od kilkuset lat i są związane z techniczną działalnością człowieka. Rozwój cywilizacji, w tym technologii elektrotechnicznych potęguje wzrost emitowanych poziomów. Zwiększenie liczby nadajników radiowo telewizyjnych, stacji bazowych telefonii komórkowej, wi-fi oraz ciągły rozwój sieci energetycznych przesyłowych i rozdzielczych utrzymuje tendencje wzrostowe emisji, a to wywołuje duże zainteresowanie szczególnie w zakresie oddziaływania pól EM na człowieka [1]. Dodatkowo, istniejące pola mogą oddziaływać na inne urządzenia i instalacje elektryczne wywołując nieharmoniczne współistnienie (brak kompatybilności elektromagnetycznej). W odniesieniu do środowiska mieszkalnego, więcej »

Analiza możliwości aplikacji oświetlenia LED w aspekcie bezpieczeństwa pieszych użytkowników dróg - DOI:10.12915/pe.2014.12.59

Marek KURKOWSKI1 Magdalena CHLEWICKA Andrzej KRAWCZYK Katarzyna KURKOWSKA Paweł WITKOWSKI

W artykule omówiono zapisy norm regulujących stan oświetlenia na przejściach dla pieszych. Przedstawiono przykłady stosowanych realizacji ze źródłami wyładowczymi i LED. Omówiono wymagania wzrokowe dla widzenia fotopowego, mezopowego i skopotowego. Zaprezentowano projekt rozwiązania oprawy oświetlenia LED przejść dla pieszych. Abstract. The article discusses the standards that govern state lighting at pedestrian crossings presents the currently used implementation of lighting using gas-discharge light source and LED source. Discusses the vision requirements for photopic, mesopic and scotopic vision. Presented the project to luminaires LED lighting pedestrian crossings. (Analysis of the possibilities of LED lighting applications in terms of pedestrian safety of road users). Słowa kluczowe: bezpieczeństwo pieszych, widzenie skotopowe, oświetlenie LED. Keywords: pedestrian safety , scotopic vision, LED lighting doi:10.12915/pe.2014.12.59 Wstęp Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) szacuje, że na drogach świata, średnio co 30 sekund ginie człowiek. Rocznie stanowi to ponad milion osób a około 50 milionów doznaje obrażeń. Zakłada się, że już w niedalekiej przyszłości wypadki drogowe mogą stać się 3-cią przyczyną zgonów ludzi na świecie. W zeszłym roku na polskich drogach doszło do ok. 35,4 tys. wypadków, w których zginęło prawie 3,3 tys. osób, a niemal 43,5 tys. zostało rannych. Na podstawie wieloletnich statystyk można stwierdzić, że liczby te sukcesywnie spadają. Jednak Polska jest nadal w czołówce państw o największej ilości wypadków na 100 mieszkańców [policja]. Rys.1. Statystyka wypadków drogowych, ofiar śmiertelnych i rannych w Polsce [1] Główne przyczyny wypadków to: - niedostosowanie prędkości do warunków ruchu, - nieprzestrzeganie pierwszeństwa przejazdu, - nieprawidłowe przejeżdżanie przejść dla pieszych oraz nieustąpienie pierwszeństwa pieszemu (część w nocy). Z szeregu kryteriów wpływających bezpośrednio lub pośrednio na więcej »

Analiza parametrów pracy wybranych czujników pola magnetycznego - DOI:10.12915/pe.2014.12.69

Tomasz PRAUZNER Paweł PTAK

W artykule przedstawiono badania parametrów pracy wybranych przetworników pola magnetycznego. Przetworniki tego typu mogą służyć do pomiarów różnorodnych wielkości nieelektrycznych takich jak np. pomiary grubości warstw wierzchnich, pomiary defektoskopowe, pomiary odległości, przesunięcia czy prędkości obrotowej. Opisane przetworniki posłużyły do badania wartości indukcji pola magnetycznego. Badania przeprowadzono dla zmiennej odległości od źródła pola magnetycznego, sprawdzono odpowiedzi czujników przy zmianie częstotliwości sygnału pomiarowego oraz charakterystykę sygnału wyjściowego przy zmianie wartości badanej indukcji magnetycznej. (Analysis of selected operating parameters of the magnetic field sensors) Abstract: Article presents a study on parameters of selected magnetic field transducers. Converters of this type can be used for a variety of nonelectrical measurements such as measurements of thickness of outer layers, flaw detection measurements, distance measurements, or shift speed. Described transducers were used to study magnetic field. The study was conducted for a variable distance from source of magnetic field, sensor response was checked when changing measurement frequency and characteristics of output signal when changing value of magnetic induction test. Słowa kluczowe: przetworniki pola magnetycznego, parametry pracy, badanie pola magnetycznego Keywords: magnetic field transducers, operating parameters, magnetic field investigation doi:10.12915/pe.2014.12.69 Wstęp Przetworniki pola magnetycznego wykorzystywane są prawie w każdej gałęzi przemysłu. Posiadają szereg zalet wśród których można wymienić niewielkie rozmiary fizyczne, stosunkowo duża czułość i odporność na zakłócenia czynników zewnętrznych oraz łatwość aplikacji w układach elektronicznych [1,2]. Zwykle nie wymagają skomplikowanych układów zasilających ani wzmacniających sygnał pomiarowy. Nie wszystkie sensory magnetyczne wykorzystywane są jako czujniki pola więcej »

Analiza siły wibroizolatora z cieczą magnetoreologiczną działającą w trybie ściskania - DOI:10.12915/pe.2014.12.20

Bogdan SAPIŃSKI Stanisław KRUPA

Streszczenie. W pracy przeprowadzono analizę siły wytwarzanej przez wibroizolator z cieczą magnetoreologiczną (MR) działającą w trybie ściskania w stanach quasi-statycznych. Opisano budowę wibroizolatora i model ściskania cienkiej warstwy cieczy MR. Wyznaczono charakterystyki wibroizolatora. Te charakterystyki obrazują przebiegi czasowe siły wibroizolatora i jej składowych oraz zależności siły od przemieszczenia i prędkości tłoka przy stałych wartościach natężenia prądu w cewce sterującej oraz sinusoidalnych przemieszczeniach tłoka. Abstract. The study summarises the quasi-static analysis of the damping force generated by a vibration isolator with magnetorheological (MR) fluid in the squeeze mode. The isolator’s structure is described and the model of a simple squeeze-film device is outlined. Force characteristics of the isolator were obtained, plotting, the time patterns of the force and its components determined under sine piston displacements and constant levels of input current in the control coil, as well as force-displacement and force-velocity loops. Analysis of the force generated in a magnetorheologicalvibration isolator in the squeeze mode Słowa kluczowe: wibroizolator, ciecz MR, tryb ściskania, siła. Keywords: vibroisolator, MR fluid, squeeze mode, force. doi:10.12915/pe.2014.12.20 więcej »

Analiza wrażliwości jednorodnego modelu ciała człowieka na parametry płynu symulującego tkanki - DOI:10.12915/pe.2014.12.53

Łukasz JANUSZKIEWICZ Sławomir HAUSMAN

Projektowanie systemów radiokomunikacyjnych pracujących w pobliżu ciała człowieka (ang. Wireless Body Area Network), wymaga korzystania zarówno z symulacji komputerowych, jak i z pomiarów weryfikujących projekt. W obu przypadkach konieczne jest zastosowanie modeli ciała człowieka odwzorowujących oddziaływanie fal elektromagnetycznych z tym ciałem. W artykule omówiono wyniki badań nad wpływem parametrów płynów imitujących tkanki na wyniki eksperymentów wykorzystujących jednorodny (nie różnicujący tkanek) model ciała. Abstract. Designing Wireless Body Area Networks requires using both computer simulations and experimental verification of the design.Iin both cases it is necessary to use human body models (phantoms) representing interaction of the radiowaves and the body. In the paper influence of the electric properties of the tissue simulant liquid on the results of experiments using a homogenous human body model are investigated. (Sensitivity Analysis of Homogenous Human Body Model on Tissue Simulant Liquid). Słowa kluczowe: radiokomunikacja, fantom, sieci typu WBAN Keywords: radiocommunication, human phantom, Wireless Body Area Network doi:10.12915/pe.2014.12.53 Wstęp W ostatnich latach obserwuje wyraźny wzrost zainteresowania systemami wykorzystującymi transmisję radiową w pobliżu ciała człowieka. Systemy typu WBAN (ang. Wireless Body Area Network) umożliwiają np. transmisję danych od czujników pomiarowych zintegrowanych z odzieżą, co ma szczególne zastosowanie w przypadku długotrwałego monitorowania parametrów fizjologicznych osób chorych, sportowców podczas treningu lub osób pracujących w warunkach zagrażających ich zdrowiu lub życiu [1]. W sieciach WBAN miniaturowe nadajniki radiowe oraz ich anteny mogą być umieszczone w odzieży - blisko ciała użytkownika, które istotnie wpływa na charakterystyki promieniowania anten, ich dopasowanie impedancyjne oraz parametry łącza radiowego (tłumienność, dyspersję czasową, itd.). Cel badań więcej »

Applicability of approximate Green's functions in MPIE model of a horizontal wire conductor in lossy soil - DOI:10.12915/pe.2014.12.24

Vesna ARNAUTOVSKI-TOSEVA Leonid GRCEV Marija KACARSKA

The paper presents a study of the applicability of approximate Green's functions in frequency domain analysis of a horizontal wire conductor above or buried in homogeneous lossy soil. The authors analyze the effects of two distinct approximate formulations of Sommerfeld integrals based on the use of quasi-static image theory and complex image theory. This analysis is focused on the current distribution with respect to conductor length and position, soil parameters and frequency range. Streszczenie. W artykule przedstawiono badania nad zastosowaniem przybliżonych funkcji Greena w analizie częstotliwościowej poziomych przewodów usytuowanych nad lub zakopanych w jednorodnej stratnej ziemi. Autorzy przeanalizowali efekty dwóch przybliżonych sformułowań całek Sommerfelda w oparciu o kwasistatyczną teorię odbić i kompleksową teorię odbić. Skupiono się na analizie rozkładu prądu z odniesieniem do długości przewodnika i jego pozycji, parametrów gleby i zakresu częstotliwości. (Stosowalność przybliżonych funkcji Greena w MPIE modelach poziomych przewodów w stratnej glebie) Keywords: Green's functions, MPIE, wire conductor in lossy soil. Słowa kluczowe: funkcje Greena, MPIE, przewód w stratnej glebie. doi:10.12915/pe.2014.12.24 Introduction The electromagnetic analysis of horizontal wireconductors buried in finitely conductive earth is often part of complex electromagnetic compatibility studies. Different strategies for modelling have been developed, ranging from transmission line theory to exact approach based on electromagnetic theory [1]. The last one is based on the electromagnetic theory and uses rigorous Sommerfeld formulation for the electric field due to elementary Hertz dipoles sources and thus represents the most accurate solution of the problem. This model involves numerical integration of appropriate Green's functions that take into account the influence of the air/soil half-spaces by rigorous Sommerfeld formula więcej »

Automation design of multi-unit electromechanical structures of magnetic separators - DOI:10.12915/pe.2014.12.74

Mykhaylo ZAGIRNYAK Iryna SHVEDCHIKOVA Sergiy TKACH

Practical expediency of application of genetic and geometric modeling methods for automated synthesis of magnetic separator multi-unit (multi-inductor) cylindrical structures is shown. Genetic model of structure formation of cylindrical multi-unit structures of magnetic separators is proposed. «Isomer maker» software enabling spatial arrangements of cylindrical inductors on the basis of the data introduced by the user is developed. Streszczenie. W artykule pokazano praktyczną celowość aplikacji metody genetycznej I metody modelowania geometrycznego dla automatycznej syntezy separatora magnetycznego wieloinduktorowego o cylindrycznej budowie. Model genetyczny formowania konstrukcji o cylindrycznej wielojednostkowej budowie separatora magnetycznego został zaproponowany. Oprogramowanie ISOMER MAKER umożliwia przestrzenny układ induktorów ma podstawie danych wprowadzonych przez użytkownika. (Automatyczne projektowanie wielojednostkowych elektromechanicznych struktur w separatorach magnetycznych). Keywords: automated synthesis, magnetic separator, genetic model, replication, symmetry. Słowa kluczowe: zautomatyzowana synteza, separator magnetyczny, model genetyczny, replikacja, symetria doi:10.12915/pe.2014.12.74 Introduction In modern conditions a tendency of progressive increase of structural and functional variety of magnetic separators can be observed [1-3]. This is caused by the necessity to create qualitatively new devices able to provide reliable functioning and required characteristics of the systems in conformity with new operating conditions. In its turn, it stimulates the development of principally new variants of unconventional embodiment magnetic separators. The problems of search and synthesis of principally new structural varieties of magnetic separators refer to a complex class of indeterminate problems of search design. Results of search problems solution are of a random character and do not guarantee obtainin więcej »

Auxiliary systems consumption in electric vehicle - DOI:10.12915/pe.2014.12.42

Mario VRAŽIĆ Oriana BARIĆ Peter VIRTIČ

In battery powered electric vehicles (BEV) major portion of battery energy should be spent on traction. Only minor part of battery energy should be used for powering of auxiliary systems. This paper gives the analysis of auxiliary systems in BEV and their power consumption. Since all that energy comes from the power grid, there is a significant decrease in energy consumption if some measures are taken. Comparison of several measures are here presented. Streszczenie. W pojazdach elektrycznych zasilanych baterią główna część energii baterii wydatkowana jest na ruch pojazdu. Tylko mała część energii zużywana jest na zasilanie systemów wspomagających. W artykule wykonano analizę systemów wspomagania w pojazdach elektrycznych i ich zapotrzebowanie energetyczne, Ponieważ cała energia dostarczana jest z sieci, możliwość istotnej redukcji w konsumpcji energii poławia się, jeśli podejmie się pewne usprawnienia techniczne. Porównania różnych usprawnień jest zaprezentowane. (Pobór energii w systemach wspomagania w pojazdach elektrycznych). Keywords: electric vehicle, auxiliary system, energy consumption Słowa kluczowe: polazdy elektryczne, system wspomagania, spożycie energii doi:10.12915/pe.2014.12.42 Introduction Electric vehicles, especially cars, are now in focus due to different agendas and interests. But the major problem of electric car is its power supply. If one concentrates to battery powered vehicles then this problem becomes even greater. Since batteries have rather low energy density, that means they occupy significant volume and have significant weight. Unfortunately electric cars should be as lighter as possible and have limited space. Therefore major part of energy accumulated in batteries should be used to propel the vehicle. But in standard car there are lots of additional loads incorporated in different auxiliary systems. Since accumulated energy in batteries is determined and limited, auxiliary system power consumption sho więcej »

Badania symulacyjne wybranych statystycznych metod estymacji czasu opóźnienia sygnałów losowych - DOI:10.12915/pe.2014.12.11

Robert HANUS

W artykule omówiono zastosowanie w pomiarach opóźnień czasowych sygnałów losowych następujących metod różnicowych: średniego modułu różnicy amplitud, średniego kwadratu różnicy amplitud oraz metod złożonych, będących połączeniem ww. metod różnicowych i funkcji korelacji wzajemnej. Dla przyjętych modeli sygnałów przeprowadzono badania symulacyjne i porównano niepewności standardowe estymacji czasu opóźnienia. Abstract. This paper presents the use for time delay measurement of random signals such differential methods as the average magnitude difference function, the average square difference function and methods based on a combination of the above mentioned functions and cross-correlation. For the chosen model of signals the simulation was conducted and uncertainties of time delay estimation by use described methods were determined. (Simulation studies of selected statistical methods of time delay estimation of random signals) Słowa kluczowe: estymacja czasu opóźnienia, metody różnicowe, korelacja wzajemna, sygnały losowe. Keywords: time delay estimation, differential methods, cross-correlation, random signals. doi:10.12915/pe.2014.12.11 Wstęp Wyznaczanie czasu opóźnienia jest ważnym zagadnieniem w technice radarowej, telekomunikacji, medycynie, analizie zjawisk sejsmicznych i meteorologicznych. Ma także istotne znaczenie w pomiarach parametrów przepływów, w tym przepływów dwufazowych, gdzie sygnały otrzymywane z czujników (np. optycznych, pojemnościowych, scyntylacyjnych) są przebiegami stochastycznymi. W takich przypadkach do wyznaczania opóźnień czasowych stosuje się statystyczne metody analizy w dziedzinie czasu i częstotliwości. Wśród metod klasycznych, stosowanych zwykle dla gaussowskich sygnałów stacjonarnych, najczęściej wykorzystuje się funkcję korelacji wzajemnej (ang. cross-correlation function - CCF) i fazę wzajemnej gęstości widmowej [1-10]. Do mniej popularnych metod należą m.in. analiza korelacyjna z zastosowaniem tr więcej »

Badanie wpływu czynników zakłócających (elektrycznych) na ruch strugi naelektryzowanych ziaren w polu elektrycznym separatora odchylającego - DOI:10.12915/pe.2014.12.48

Antoni CIEŚLA

Dynamika ruchu strugi ziaren w polu elektrycznym separatora odchylającego ma ogromne znaczenie dla prawidłowego przebiegu procesu rozdziału tych ziaren siłami elektroforezy. W pracy przedstawiono rezultaty badań wpływu ładunku przestrzennego utworzonego przez naelektryzowane ziarna na rozkład pola w komorze separatora a także oddziaływania tego ładunku na pojedyncze ziarno. Abstract. Dynamic of the motion of the stream of particles in the electric field of the deflecting separator has a huge importance for the correct flow of the separation of these particles by the force of electrophoresis. In the paper results of the study on the impact of the volume charge created by the charged particles on the distribution of the field in the chamber of the separator as well as the impact of this charge on a separate particle were presented. Study of the influence of interfering factors (electric) on the motion of the stream of charged particles in the electric field of deflecting separator Słowa kluczowe: separacja elektrostatyczna, separator odchylający, rozkład pola elektrycznego, ładunek przestrzenny. Keywords: electrostatic separation, deflecting separator, distribution of electric field, volume charge doi:10.12915/pe.2014.12.48 Wstęp Separacja jest procesem rozdzielania mieszaniny cząstek (ziaren) o różnych właściwościach fizycznych. W przypadku separacji elektrycznej, w której wykorzystuje się dynamiczne działanie pola elektrycznego, właściwościami tymi są: przenikalność dielektryczna, konduktywność, praca wyjścia, właściwości powierzchniowe. Proces separacji elektrycznej odbywa się w dwóch etapach: etap pierwszy to selektywna elektryzacja ziaren, etap drugi to ruch strugi w polu elektrycznym separatora, w wyniku czego następuje rozdział ziaren, których ładunki różnią się znakiem lub wartością (rys. 1). elektryzacja ziaren nadawa + separacja produkty separacji _ - + Rys. 1. Zasada działania elektrostatycznego separatora odchylają więcej »

Budowa mapy otoczenia z wykorzystaniem grupy robotów - DOI:10.12915/pe.2014.12.07

Krzysztof JASKOT Krzysztof KNAPIK

Artykuł opisuje sposób wykorzystania grupy robotów mobilnych do budowania mapy otoczenia. Przedstawiona została konstrukcja u˙zytych robotów mobilnych oraz opisano zastosowane algorytmy budowania mapy otoczenia. Zaprezentowano wyniki działania algorytmów w rzeczywistym ´srodowisku. Abstract. The article describes how to use a group of mobile robots to build a map of the environment. Presents the design of mobile robots used and describes the algorithms to build the map of the environment. Presented the results of the algorithms in a real environment. (Building the environment map using the group of mobile robots) Słowa kluczowe: roboty mobilne, czujniki, algorytmy, mapa otoczenia Keywords: mobile robots, sensors, algorithms, environment map doi:10.12915/pe.2014.12.07 Wst˛ep Artykuł stanowi próbe˛ przedstawienia rozwia˛zania dla mapowania otoczenia z wykorzystaniem grupy robotów mobilnych. Zwia˛zane jest to z che˛cia˛ stawienia czoła problemom, które eliminowane sa˛ przez wykorzystanie tylko jednego robota. Problemy te dotycza˛ głównie komunikacji z robotami, wyznaczania ich pozycji oraz zapewnienia bezkolizyjnej pracy na ograniczonej przestrzeni. Przyj ˛ete podej´scie zaowocowało utworzeniem kompleksowego projektu, w którego skład weszły nie tylko algorytmy przystosowane do pracy z grupa˛ robotów i tworzenia map z ich wykorzystaniem, ale równie˙z projekt i konstrukcja samych robotów. W pracy [14] wykorzystane zostały znane juz˙ rozwia˛zania wykorzystywane przez roboty mobilne, ale tak˙ze autorskie propozycje dotycza ˛ce rozwia˛zania niektórych z podstawowych problemów. Eksploracja i mapowanie otoczenia stanowi fundamentalne wyzwanie w robotyce mobilnej. Budowa oraz praktyczne wykorzystywanie map tworzonych przez roboty uwa˙zane jest za najwaz˙niejszy problem, którego rozwia˛zanie jest kluczem do tworzenie prawdziwie autonomicznych urza˛dzen´ . Co prawda, ostatnie dwie dekady przyniosły w tej kwestii bardzo du˙ze post˛epy, jedn więcej »

Charakterystyki elektromechaniczne turbozespołu wiatrowego z generatorem synchronicznym - DOI:10.12915/pe.2014.12.04

Ryszard PAWEŁEK Bogusław TERLECKI Jan ANUSZCZYK

Artykuł dotyczy modelowania zjawisk elektromechanicznych w turbozespołach wiatrowych. Zaprezentowano, opracowany w środowisku programu PSCAD, model turbozespołu z generatorem synchronicznym połączonym z siecią zasilającą poprzez inwertor ze starowaniem PWM. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych ilustrujące zmiany wielkości elektromechanicznych przy różnych zmiennościach prędkości wiatru. Otrzymane charakterystyki mechaniczne turbozespołu zostały zweryfikowane pomiarami wykonanymi dla obiektu rzeczywistego. Abstract. The article concerns the modeling of electromechanical phenomena in the wind turbine. Presented, developed using the program PSCAD, model of the wind turbine with synchronous generator connected to the grid via a PWM inverter. Paper presents the results of simulation studies showing changes in the electromechanical quantities at different variation of wind speed. Received electromechanical characteristics of turbine have been verified measurements made for the real object. (Electromechanical characteristics of the wind turbine with synchronous generator). Słowa kluczowe: energia wiatrowa, symulator turbozespołu wiatrowego, krzywa mocy, układy regulacji. Keywords: wind energy, wind turbine simulator, power curve, control systems. doi:10.12915/pe.2014.12.04 Wstęp Turbozespoły wiatrowe z generatorami synchronicznymi znajdują coraz szersze zastosowanie w polskiej energetyce wiatrowej. Spowodowane jest to bardzo dobrymi właściwościami regulacyjnymi [1], pozwalającymi na ich wykorzystanie przez operatorów systemów elektroenergetycznych w procesach regulacji sieciowych. Podstawową charakterystyką techniczną turbozespołu wiatrowego jest krzywa mocy P = f(v), czyli zależność wytwarzanej mocy od prędkości wiatru. Przykładową krzywą mocy turbozespołu przedstawiono na rysunku 1 [2]. Rys. 1. Przykładowa krzywa mocy turbozespołu [2] W zależności od prędkości wiatru występują trzy zakresy pracy turbozespołu wiatrowego (rys. 1) obejm więcej »

CMCU model with base structure dedicated for CPLD systems - DOI:10.12915/pe.2014.12.06

Alexander BARKALOV Larysa TITARENKO Łukasz SMOLIŃSKI

The method of hardware reduction presented in this work is intended for the compositional microprogram control unit (CMCU) implemented in the complex programmable logic device (CPLD). This method is based on applying more than one data source in generating the CMCU states and the microinstruction address. Streszczenie. W artykule przedstawiona została metoda zmniejszenia powierzchni sterowników sprz˛etowych realizowanych w układach typu CPLD. Metoda bazuje na wykorzystaniu wi˛ecej ni˙z jednego ´zródła danych przy generowaniu stanu układu oraz adresu mikroinstrukcji. (Model CMCU o bazowej strukturze dedykowany dla układów CPLD) Keywords: CPLD, CMCU, UFM, PAL Słowa kluczowe: CPLD, CMCU, UFM, PAL doi:10.12915/pe.2014.12.06 Introduction Control units are crucial parts of digital systems [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]. Nowadays CPLD are widely used for implementing logic circuits of control units [9, 10, 11, 12]. They include macrocells of programmable array logic (PAL) having the limited number of terms. The problem of reducing the size of a control unit is still a subject of current interest [10, 11, 13, 14]. To optimize the amount of hardware in the logic circuit of a control unit, the peculiarities of CPLD and the features of a control algorithm to be implemented should be taken into account. If a control algorithm is represented by a linear graph-scheme of algorithm (GSA), then a model of the compositional microprogram control unit (CMCU) can be used for its interpretation [15]. It is assumed that the control memory (CM) of the CMCU can be implemented as external PROM/ROM memory. Some of the CPLD family devices are equipped with integrated memory. Altera CPLD devices are equipped with user flesh memory (UFM) [16]. Cypress CPLD devices are equipped with cluster memory blocks (CMB) [17]. This article presents a method of hardware reduction based on two sources of code. The main idea presented in [18, 19] has been adapted to CMCU model więcej »

Comparison of single- and double-layer windings in an axial flux permanent-magnet synchronous machine - DOI:10.12915/pe.2014.12.41

Jan ŠLAMBERGER Mario VRAŽIĆ Peter VIRTIČ

This paper deals with the comparison between single-layer and double-layer concentrated windings in an axial flux permanent magnet synchronous machine. The results are obtained using finite element method and present the differences in back electromotive force, cogging torque, detent force and static torque for both winding topologies. Streszczenie. W artykule przedstawiono porównanie między pojedyńczo- i podwójnie-warstwowymi uzwojeniami koncentrycznymi maszynach synchronicznych z magnesami trwałymi i strumieniem osiowym. Do tego porównania wykorzystano metodę elementów skończonych, a wyniki analizy prezentują różnice we wstecznej sile elektromotorycznej, momentach pulsacyjnych, sile zaczepu i momencie statycznym dla obu topologii uzwojenia. (Porównanie pojedynczo- i podwójnie-warstwowych uzwojeń w maszynie synchronicznej z magnesami trwałymi i strumieniem osiowym) Keywords: axial flux, permanent magnet, synchronous machine, winding. Słowa kluczowe: strumień osiowy, magnes trwały, maszyna synchroniczna, uzwojenie. doi:10.12915/pe.2014.12.41 Introduction The concentrated windings in an axial flux permanent magnet synchronous machine (AFPMSM) may be wounded as single- or double-layer windings. In case of a single-layer winding only every second tooth is wounded, meanwhile in case of a double-layer winding every tooth is wounded (Fig. 1) [1]. The comparison of characteristics of AFPMSMs with single-layer and double-layer concentrated windings will be a focus of this paper. The proposed calculation method is based on finite element method (FEM), which can be used for diagnostics of the damage rotor elements of induction motor [2-3], inter-coil short circuit detection [4], unsymmetrical load calculation [5], and in automated detection of the anomalies [6-7]. AFPMSM can be used also for the wind energy exploitation in Slovenia [8-9]. The AFPMSMs used in this paper have the same shape and amount of cooper and rotor iron cores. The cogg więcej »

Damping of inrush current in superconducting transformer - DOI:10.12915/pe.2014.12.56

Grzegorz KOMARZYNIEC

W pracy dokonano analizy zjawisk prądu włączania transformatorów z uzwojeniami wykonanymi z nadprzewodników wysokotemperaturowych. Przeanalizowano zjawisko tłumienia prądu włączania transformatora nadprzewodnikowego. Rezultaty analizy teoretycznej odniesiono do wyników otrzymanych z pomiarów jednofazowego transformatora HTS o mocy 8,5 kVA. Zwrócono uwagę na różnice występujące w przebiegu prądów włączania transformatorów nadprzewodnikowych i transformatorów konwencjonalnych. Wyjaśniono mechanizm tłumienia prądu transformatora HTS gdy jego uzwojenia znajdują się w stanie nadprzewodzenia i w stanie rezystywnym. Tłumienie prądu włączania transformatora nadprzewodnikowego. Abstract. In present study we analyze the inrush current in transformers with windings made of high-temperature superconducting materials. We analyze the phenomenon of damping the inrush current in superconducting transformers. Theoretical analysis results are compared with results of measurements of one-phase HTS 8,5 kVA transformer. We discuss differences in inrush current waveform in superconducting and conventional transformers. We also explain the damping mechanism of inrush current in HTS transformer when its windings are in superconductive, and in resistive states. S􀃡owa kluczowe: transformator, nadprzewodnictwo, transformator HTS, pr􀄅d w􀃡􀄅czania Keywords: transformer, superconductivity, HTS transformer, inrush current doi:10.12915/pe.2014.12.56 Introduction Transformers with windings made of superconductive materials are one of the most promising applications of high-temperature superconductors (HTS). The basic problem with exploitation of HTS transformers is keeping their windings in superconductive state. Loss of supercondu więcej »

Design of coupled inductor for interleaved boost converter - DOI:10.12915/pe.2014.12.21

Kaspars KROICS Ugis SIRMELIS Viesturs BRAZIS

This paper presents an analysis of coupled inductor for interleaved boost converter and the effect of coupled inductor on current ripple reduction and on load transient response time. From the analysis a ETD core based coupled inductor structure is proposed to maximize the performance of the DC-DC converter. The inductor can be designed in convenient way by using commercially manufactured coil formers and ferrite cores. Streszczenie. W artykule zaprezentowano analizę sprzężonego dławika stosowanego w przekształtniku typu boost w celu tłumienia tętnień i poprawy stanów przejściowych. Zaproponowano strukturę typu ETD. Projekt sprzężonego dławika w zastosowaniu do przekształtnika typu boost. Keywords: coupled inductor, boost converters, interleaved converters. Słowa kluczowe: przekształtnik typu boost, dławik. doi:10.12915/pe.2014.12.21 Introduction In many applications such as photovoltaic arrays, fuel cells, wind generators high efficiency, small size boost DCDC converter are required as an interface between the low voltage source and the output loads, which operates at higher voltages. Particular converter is proposed to match output voltage of wind generator with input voltage of the industrial AC inverter. Figure 1 [1] shows the normalized output current ripple according to number of phases (NPH) and duty cycle. It shows that by using interleaved structure current ripple can be significantly reduced. In given case duty cycle is changing from 40% to 60% therefore 4 phase boost converter structure is selected. Fig. 1. Normalized output current ripple of boost converter Figure 3 shows the structure of the boost DC-DC converter. The transistors VT1 to VT4 is controlled by pulse width modulation. The switching frequency of the converter is selected to 50 kHz. The four phase boost converter consists of four single boost converters that are connected in parallel as shown in Fig 2. Each parallel switch turns ON with shifting of 90 więcej »

Detection of local changes in resistance by means of data mining algorithms - DOI:10.12915/pe.2014.12.57

Ewa KORZENIEWSKA Agnieszka DURAJ Andrzej KRAWCZYK

W artykule przedstawiono wyniki badań rezystancji specjalnych elektrod wykonanych z wykorzystaniem technologii próżniowej. Elektrody te mogą stanowić element odzieży wykorzystywanej do elektrostymulacji i monitorowania parametrów fizjologicznych. W artykule zaprezentowano sposób detekcji różnic w rezystancji e-włókien za pomocą algorytmów wykrywania wyjątków w bazach danych. (Wykrywanie lokalnych zmian rezystancji z wykorzystaniem algorytmów data mining). Abstract. The following article presents results of examination of the resistance of the special electrodes made with using vacuum technology. These electrodes can be a item of clothing and can be used for electrical stimulation and monitoring of physiological parameters. The discussion of the discrepancies of e-fiber resistances is carried out by means of the concept of data mining with exceptions. Słowa kluczowe: elektrostymulacja, próżniowe nanoszenie cienkich warstw, elektrody pomiarowe, wykrywanie wyjątków. Keywords: electrostimulation, vacuum deposition of thin layer, electrodes, detect exceptions. doi:10.12915/pe.2014.12.57 Introduction Wearable technology has attracted the interest of researchers, engineers and clinicians in the recent years. The main reason for such an interest is because the modern society is older and older and therefore requires long-term monitoring at home [1]. The process of wireless registering of physiological signals became possible thanks to telecommunications solutions and new technologies. Efibers allow vital functions monitoring with using special electrodes placed in clothes. Preparing the intelligent threads and combining them into a consolidated matrix of electrodes leads to the sensors formation. It becomes possible not only the rehabilitation of disable people [2-6] but also the identification of a number of rare events. From the medical diagnostics viewpoint it is a very significant technological progress. Now it is possible not only to więcej »

Determination of reduced parameters for the impedance boundary conditions at screened surfaces - DOI:10.12915/pe.2014.12.65

Stanisław PAWŁOWSKI Jolanta PLEWAKO

A method for calculating impedance boundary conditions reduced parameters at permeable screen surfaces in a quasi-stationary electromagnetic field is presented. Solving a model, spherically symmetric system allowed to obtain dependencies, determining these parameters as functions of the curvature radius of the screened surface, and material parameters of the screen and the screened area. Streszczenie. W pracy zaproponowano metodę obliczania zredukowanych parametrów impedancyjnych warunków brzegowych na powierzchniach ekranów przenikalnych w quasi-stacjonarnym polu elektromagnetycznym. Na podstawie rozwiązania modelowego zagadnienia o symetrii sferycznej otrzymano zależności pozwalające określić te parametry w zależności od promienia krzywizny powierzchni ekranowanej oraz parametrów materiałowych ekranu i obszaru ekranowanego. (Określanie zredukowanych parametrów dla impedancyjnych warunków brzegowych na powierzchniach ekranowanych). Keywords: impedance boundary conditions, permeable screens, harmonic electromagnetic field. Słowa kluczowe: impedancyjne warunki brzegowe, ekrany przenikalne, harmoniczne pole elektromagnetyczne. doi:10.12915/pe.2014.12.65 Introduction Determining distribution of a quasi-stationary electromagnetic field in the presence of conductive bodies remains one of the most intricate problems in technical electrodynamics. Complex, three dimensional geometry of real technical systems provides a challenging task for solving such systems. It is therefore advisable to simplify the problem by developing the impedance boundary conditions (IBC) for surfaces of conductive bodies [1-4]. Then, it is no longer necessary to solve the field equations in the conductive areas, where computations require fine discretization of the areas, and the problem is reduced to seeking a scalar function of a magnetic potential [5-8]. One of the assumptions made when introducing IBC is that all the dimensions of the conductive bodies are si więcej »

Development and saturation investigation of MALO saturable absorber - DOI:10.12915/pe.2014.12.13

Jarosław MŁYŃCZAK Krzysztof KOPCZYŃSKI Jadwiga MIERCZYK Andrzej BAJOR

Artykuł przedstawia badania efektu nasycania w nowo opracowanym nasycalnym absorberze MgAl2O4:Co. Absorber został opracowany z myślą o jego termicznym połączeniu z ośrodkiem aktywnym takim jak szkło erbowe. Na podstawie tych badań zostały wyznaczone podstawowe parametry nasycalnego absorbera (z punktu widzenia generacji laserowej) takie jak absorpcyjny przekrój czynny z poziomu podstawowego, absorpcyjny przekrój czynny z poziomu wzbudzonego oraz straty dysypacyjne. Przedstawiono porównanie wyznaczonych parametrów z parametrami przedstawianymi w literaturze stwierdzając pewną przewagę badanego nasycalnego absorbera nad dostępnymi komercyjnie (Opracowanie i badania efektu nasycania nasycalnego absorbera MALO). Abstract. The paper describes the investigation of saturation effect in newly developed MgAl2O4:Co saturable absorber with the aim of thermally bounding it with the active media such as erbium glasses. On the basis of the experimental results the most important parameters, from the point of view of laser generation, such as ground state absorption cross section, excited state absorption cross section and dissipative losses were calculated. The comparison of this parameters with the parameters presented in the literature was done showing the advantages of the newly developed saturable absorber over commercially available ones. Słowa kluczowe: nasycalny absorber, absorpcyjny przekrój czynny z poziomu podstawowego, promieniowanie "bezpieczne dla oka". Keywords: saturable absorber, ground state absorption cross section, "eye-safe" radiation. doi:10.12915/pe.2014.12.13 Introduction In recent years a lot of effort was put into developing new microchip pulsed lasers with output peak power of several kW and generating wavelength in the "eye-safe" range of 1.5 więcej »

Dokładność czujników indukcyjnych w defektoskopii warstw ochronnych urządzeń elektrycznych - DOI:10.12915/pe.2014.12.70

Paweł PTAK Lech BOROWIK

Artykuł prezentuje wyniki badań czujnika elektromagnetycznego indukcyjnego, który będzie w stanie wykryć i zlokalizować wady oraz ich występowanie w badanych powłokach ochronnych. Dla wybranych rodzajów sygnałów przeprowadzono szereg pomiarów dobierając częstotliwość i amplitudę oraz określając dokładność czujnika indukcyjneg. Grubość warstwy ochronnej określono przy pomocy dokładnych przyrządów znanej firmy Fischer. Abstract: Article presents results of research of an electromagnetic induction sensor, which is able to detect and locate defects and their existence in tested protective coatings. For some types of signals, conducted a series of measurements by choosing the frequency, amplitude and specifying accuracy of inductive sensor. Thickness of protective layer were determined by accurate instruments known brand Fischer. (Accuracy of inductive sensors in flaw detection of protective layers of electrical equipment) Słowa kluczowe: czujnik indukcyjny, defektoskopia warstw ochronnych Keywords: inductive sensor, flaw detection protective layers doi:10.12915/pe.2014.12.70 Wstęp Powłoka to warstwa materiału, wytworzona naturalnie lub nałożona na powierzchnię przedmiotu, wykonanego z innego materiału, w celu uzyskania wymaganych własności technicznych lub dekoracyjnych. Powłoki nakładane w celach ochronnych czy ozdobnych powinny spełniać określone parametry dotyczące ich wyglądu, jakości, grubości, wytrzymałości itp. [1]. W trakcie eksploatacji powierzchnia zewnętrzna konstrukcji i elementów urządzeń elektroenergetycznych ulega zużyciu. Powodem tego jest najczęściej działanie czynników zewnętrznych - mechanicznych, cieplnych, chemicznych, elektrycznych czy elektrochemicznych. W warunkach rzeczywistych jest to wynikiem oddziaływania wielu czynników jednocześnie. Znalezienie dominującego oddziaływania pozwala zastosować odpowiednie zabezpieczenie [2]. Pomiary grubości warstw wierzchnich i powłok stosuje się w różnorodnych gałęziach więcej »

Efekty termiczne stosowania magnetostymulacji i magnetoterapii w obrazowaniu termograficznym - DOI:10.12915/pe.2014.12.54

Bolesław KALICKI Andrzej KRAWCZYK Anna JUNG Agnieszka LIPIŃSKA-OPAŁKA Agnieszka IWANISZCZUK Piotr MURAWSKI Józef MRÓZ Janusz ŻUBER

Artykuł przedstawia wyniki badania wartości temperatury wybranego obszaru ciała poddanego działaniu jednorazowej ekspozycji pola elektromagnetycznego w dawkach stosowanych w magnetoterapii i magnetostymulacji. Badanie przeprowadzono u 30 młodych zdrowych osób wykorzystując urządzenia stosowane w fizykoterapii. Do oceny temperatury zastosowano kamerę termowizyjną firmy. Badania termowizyjne wykonane po ekspozycji pola elektromagnetycznego nie wykazują istotnej zmiany wartości temperatury badanego obszaru. Abstract. The article presents the results of the temperature measurements of the selected area of the body treated with a single exposure to electromagnetic field in the doses which are used in the magnetotherapy and magnetostimulation. The study was conducted on a group of 30 young healthy volunteers using the devices which are commonly used in electromagnetic physiotherapy. To evaluate the temperature thermal camera was used. Thermal imaging study which were performed after the exposure to the electromagnetic field do not show a significant change in the temperature of the examined area. (The thermal effect of magnetic stimulation and magnetotherapy in thermographic imaging) Słowa kluczowe: magnetoterapia, magnetostymulacja, termografia Keywords: magnetotherapy, magnetic stimulation, thermography doi:10.12915/pe.2014.12.54 Wprowadzenie Działanie pola elektromagnetycznego (PEM) na środowisko biologiczne stanowi przedmiot badań naukowych od czasów, kiedy to Volta, Oersted, Faraday, Maxwell dokonali swoich przełomowych odkryć na temat natury pola elektromagnetycznego. Ich kontynuatorzy: Hertz, Tesla, Marconi zbudowali aparaturę, za pomocą której pole elektromagnetyczne zostało wytworzone w sposób sztuczny. Pole elektromagnetyczne, jako czynnik fizyczny, wtargnęło w obszar pracy i życia osobistego człowieka. Istnieje w przekonaniu wielu osób negatywny wpływ tego czynnika na życie i zdrowie - stąd skutki psychiczne i społeczne niejedn więcej »

Effectiveness of magnetic detectors in alarm systems - DOI:10.12915/pe.2014.12.68

Tomasz PRAUZNER

The paper presents results of experiments and of modelling magnetic field by means of the finite element method (FEM). The study was performed on a magnetic detector K-1 manufactured by Satel, and the results of modelling were subsequently compared to those published by the manufacturer. The study also comprises the influence of changes in selected constructional parameters of the magnet on the detecting range. The finite element method is widely applied for the description of inductive phenomena since it is well suited for the analysis of complex electrical systems and their components. Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki badań oraz modelowania pola magnetycznego za pomocą metody elementów skończonych. Modelowaniu poddano czujkę magnetyczną K-1 firmy Satel, wyniki porównano z wynikami udostępnionymi przez producenta. W pracy zbadano również wpływ zmiany wybranych parametrów konstrukcyjnych magnesu na zasięg detekcji czujki. Metoda elementów skończonych jest powszechnie znaną i wykorzystywaną w ocenie zjawisk indukcyjnych, umożliwiającą analizę pracy skomplikowanych elementów i układów elektrycznych. (Skuteczność działania czujek magnetycznych w układach alarmowych) Keywords: magnetic detector, simulation, modelling, FEM Słowa kluczowe: czujka, symulacja, modelowanie, MES doi:10.12915/pe.2014.12.68 Introduction The study is based on an application of FEM modelling in a 2-D space. This method makes it possible to divide the region under scrutiny into triangles and to set the boundary conditions. Besides, it is possible to determine a potential or electric charge for any point within the model. The program defines the environment in which the analysis is performed. The results of computations are presented in a graphic form, representing the distribution of the scalar potential or the distribution of field intensity. The exact numerical value of potential, field intensity, surface charge, energy density and dielectric permit więcej »

Efficiency optimization of single phase motor using GA approach - DOI:10.12915/pe.2014.12.37

Vasilija SARAC Goga CVETKOVSKI

In this paper Genetic Algorithm for efficiency optimization of single phase shaded pole induction motor is implemented. For this purpose an extensive mathematical model of the motor is developed. The efficiency of the motor as an objective function of the optimization is selected. The optimization process is performed for different set of optimization parameters (three, four and five variables). The prototype as well as the optimized motor models afterwards are modeled and analyzed using Finite Element Method. An analysis of the magnetic field distribution, as well as flux density values, in the whole cross-sectional area of all models has been performed in order to validate the improvements of the optimized models in relation to the basic motor model. Streszczenie. W artykule przedstawiono zastosowanie algorytmu genetycznego do optymalizacji sprawności jednofazowego silnika indukcyjnego z utajonymi biegunami. W tym celu analizie poddano rozbudowany model matematyczny silnika. Funkcją celu w procesie optymalizacyjnym jest sprawność silnika. Proces ten jest przeprowadzany dla różnych układów parametrów optymalizacyjnych (trzy, cztery i pięć zmiennych). Prototyp oraz modele zoptymalizowanego silnika zostały poddane analizie metodą elementów skończonych. Została przeprowadzona analiza rozkładu pola magnetycznego , jak też wartości indukcji magnetycznej w pełnym przekroju wszystkich modeli w celu potwierdzenia poprawy modeli zoptymalizowanych w stosunku do modelu wyjściowego. (Optymalizacja sprawności jednofazowego silnika przy użyciu algorytmu genetycznego). Keywords: motor efficiency, optimization, finite element method, single phase shaded pole induction motor Słowa kluczowe: sprawność silnika, optymalizacja, metoda elementów skończonych, jednofazowy silnik indukcyjny z utajonymi biegunami doi:10.12915/pe.2014.12.37 Introduction Induction motors are widely used in industry because they are rugged inexpensive and maintenance free. It is es więcej »

Ekspozycja na pole elektromagnetyczne w badaniach biomedycznych i kompatybilności elektromagnetycznej - DOI:10.12915/pe.2014.12.47

Paweł BIEŃKOWSKI Hubert TRZASKA

W artykule dyskutuje się źródła niepewności w badaniach bioelektromagnetycznych. Przedstawia się półprzewodzące własności materii biologicznej i ich rolę In vivo. Przypomina się efekt naskórkowy i jego rolę w tłumieniu pól i prądów w ciele. Przeprowadzone eksperymenty potwierdziły występowanie w ciele efektów nieliniowych. Oba zjawiska wskazują na potrzebę kompleksowej ekspozycji w badaniach biomedycznych. Proponuje się zestaw do tego celu, przy badaniu radiotelefonów osobistych. Abstract. In the paper are discussed selected sources of uncertainty in bioelectromagnetics research. Semiconducting properties of biologic matter and their role in vivo are presented. The skin depth and its role in fields and currents attenuation in a body is reminded. Performed experiments confirmed presence of nonlinear phenomena in a body. Both the phenomena suggest a necessity for complex exposure in biomedical studies. A set for this purpose, in the case of exposure to personal radios, is presented. (Exposure to EMF in biomedicine and in electromagnetic compatibility). Słowa kluczowe: bioelektromagnetyzm, układ ekspozycyjny, telefonia komórkowa, głębokość wnikania, pole elektromagnetyczne,. Keywords: bioelectromagnetics, exposure system, cellular telephony, penetration depth, electromagnetic field. doi:10.12915/pe.2014.12.47 Wstęp Ocenia oddziaływania pola elektromagnetycznego (PEM) na materię nie- i ożywioną oraz wytwory techniki jest procesem złożonym i wymaga szczegółowych analiz stosowanych procedur, zwłaszcza w aspekcie dokładności. Podstawowym zadaniem jest tu określenie i pomiar efektów oddziaływania PEM. W zakresie kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) możemy określić oczekiwany stopień odporności urządzeń bądź akceptowalne dysfunkcje w działaniu pod wpływem ekspozycji na PEM, a robią to inżynierowie. Badanie obiektów biologicznych to domena biologów i lekarzy, a technicy mogą tu jedynie służyć pomocą. Drugi, ale nie mniej istotny (o ile n więcej »

Electromagnetic field in transcranial magnetic stimulation - DOI:10.12915/pe.2014.12.61

Arkadiusz MIASKOWSKI Andrzej KRAWCZYK Ewa ŁADA-TONDYRA

The results of the research which has been done for the last few years indicate the lack of unambiguous efficiency of transcranial magnetic stimulation (TMS) in the therapeutic area. However, it is effective in the area of diagnosis. In both areas we need to know the electromagnetic field distribution which is determined by the shape of stimulating coil. In the paper we present the analysis of electromagnetic field in the case of the application of a butterfly coil. Streszczenie. Wyniki badań prowadzonych przez ostatnie kilka lat wskazują na brak jednoznacznej skuteczności techniki przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w obszarze terapeutycznym, zawsze jednak pozostaje ona skuteczna w obszarze diagnostyki. W jednym i drugim obszarze dla oceny skuteczności potrzebna jest znajomość rozkładu pola magnetycznego, a rozkład ten determinowany jest, m.in. poprzez kształt cewek stymulujących. W referacie przedstawiamy analizę pola elektromagnetycznego w przypadku zastosowania cewki motylkowej (butterfly coil). (Pole elektromagnetyczne w procedurze przezczaszkowej stymulacji magnetycznej). Keywords: transcranial magnetic stimulation, eddy currents modelling. Słowa kluczowe: przezczaszkowa stymulacja magnetyczna, modelowanie prądów wirowych. doi:10.12915/pe.2014.12.61 Introduction Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is a powerful tool with extremely interesting research and therapeutic potentials. Clinical investigations show that act więcej »

Electromagnetics & Occupational Safety and Health (OSH) in bibliographic databases - qualitative-quantitative analysis - DOI:10.12915/pe.2014.12.40

Witold SYGOCKI

This paper reports on research conducted in March 2014 on two databases: the Web of Science and Scopus. These bibliographic databases provide information on publications, citations and other metrics. This research focused mainly on publications from Central and Eastern Europe, indexed in these databases from 2000 to 2013. The same queries produced different results on the number of publications and two bibliometric factors (citations and the Hirsch index), which were then compared and analysed. The results illustrate the differences between the databases and contribute to the discussion on how the number of citations is influenced by the ways of searching, the impact of Open Access and multiple affiliations. Streszczenie. Artykuł opisuje badania prowadzone z wykorzystaniem baz: Web of Science i Scopus- dostarczają one informacji na temat indeksowanych publikacji i danych bibliometrycznych, w tym cytowań. Wyszukiwania koncentrowały się na publikacjach z krajów Europy Środkowej i Wschodniej z lat 2000-2013. Wpisując te same zapytania otrzymano różne wyniki dotyczące liczby publikacji i wskaźników bibliometrycznych: liczby cytowań i indeks Hirsch'a. Zostały one przeanalizowane i porównane także w aspekcie afiliacji autorów publikacji. Wyniki pokazują wiele różnic i mogą być przyczynkiem do dyskusji na temat wpływu na cytowania czynników m.in. takich jak afiliacja, open Access. Elektromagnetyzm & bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP) w bibliograficznych bazach danych - analiza jakościowo-ilościowa. Keywords: bibliographic databases, Web of Science, Scopus, Hirsch index, affiliation, citations, open access. Słowa kluczowe: bazy bibliograficzne, Web of Science, Scopus, indeks Hirscha, afiliacja, cytowania, open access. doi:10.12915/pe.2014.12.40 Introduction The author conducted research in March 2014 using two widely known bibliographical databases, i.e., the Web of Science (WoS) and Scopus; both are multidisciplinary, they have similar więcej »

Elektromagnetyczne oddziaływania i bilans energetyczny w sieci zasilającej w budynku banku - DOI:10.12915/pe.2014.12.46

Karol BEDNAREK

W pracy zajęto się analizą jakości energii i efektywności energetycznej w obiekcie, jakim jest budynek banku, z charakterystyczną dla niego infrastrukturą odbiorników energii. Rozważania mają na celu określenie bilansu energetycznego oraz oddziałujących zaburzeń w sieci budynku banku pod kątem możliwości ograniczenia powstawania zakłóceń w pracy wykorzystywanego osprzętu elektrycznego oraz optymalizacji opłat za energię elektryczną (racjonalizacji gospodarowania energią). Abstract. The paper focuses on the analysis of the quality of power and power efficiency within a bank building, including an infrastructure of power receivers typical for such facilities. The purpose of the paper is to determine the power balance and disturbances interacting within the bank building's mains in terms of possibilities of limiting the occurrence of disturbances in the operation of electrical equipment and optimization of electricity fees (rationalization of energy management). (Electromagnetic effect and energy balance in power supply network at bank building). Słowa kluczowe: racjonalizacja gospodarowania energią, kompensacja mocy biernej, elektromagnetyczne oddziaływania, harmoniczne. Keywords: rationalization of energy management, reactive power compensation, electromagnetic effect, harmonics. doi:10.12915/pe.2014.12.46 Wprowadzenie We wszelkich obszarach działalności człowieka wykorzystywane są powszechnie elementy i urządzenia elektryczne. Z uwagi na niezwykle dynamiczny rozwój gospodarczy sektorów związanych z produkcją, przetwarzaniem informacji, działalnością menadżersko-administracyjną, naukowo-dydaktyczną oraz usługowo-handlową poziom zaawansowania technicznego wykorzystywanego w tych jednostkach osprzętu elektrycznego nieustannie wzrasta. Wraz z rozwojem osprzętu elektrycznego, elektronicznego i informatycznego wzrasta niebezpieczeństwo powstawania i oddziaływania zaburzeń, czyli zagrożeń prawidłowości pracy (niezawodności) występujących o więcej »

Equivalent circuit of single-core cable line with ground return wire and variable earth resistivity along its path - DOI:10.12915/pe.2014.12.23

Jordancho ANGELOV Jovica VULETIK Mirko TODOROVSKI Risto ACKOVSKI

This paper presents an approach of modelling single-core cable line and a parallel laid additional conductor. Results are presented from various analyzed cases, which include situations when the additional conductor is not laid along full cable length. The proposed approach besides offering a possibility to reduce complex multiphase cable line to a single equivalent π-circuit enables decision making on the length of the additional conductor. Namely, its length could be reduced in order to reduce costs without compromising the safety levels of touch and step voltages. Streszczenie. W artykule zaprezentowano podejście do modelowania linii kablowej jednordzeniowej I równolegle położonego przewodu dodatkowego. Wyniki otrzymano z dla różnych przypadków analizowanych, włączających takie sytuacje kiedy dodatkowy przewód nie jest położony wzdłuż całej długości kabla. Zaproponowane podejście, oprócz dostarczenia możliwości redukcji wielofazowej linii kablowej do pojedynczego zastępczego π-obwodu, umożliwia podejmowanie decyzji co do długości dodatkowego przewodu, Mianowicie, jego długość może być zredukowana w celu redukcji kosztów bez zmniejszenia poziomów bezpieczeństwa w zakresie napięcia dotykowego i krokowego.. (Obwód zastępczy jednordzeniowej linii kablowej z przewodem ziemnopowrotnym i zmienną rezystywnością ziemi wzdłuż jego ścieżki ) Keywords: modelling, single-core cable, equivalent π-circuit, touch and step voltages. Słowa kluczowe: modelowanie, jednordzeniowe kable, zastępczy π-obwód, napięcie dotykowe i krokowe. doi:10.12915/pe.2014.12.23 Introduction The main concern in the distribution networks in cases with ground faults is to obtain safe level of step and touch voltage. Because the grounding systems of these networks are so complex, interconnected substation grounding systems by overhead and cable lines, the fulfilment of these requirements it is a complex task. To obtain accurate results from the analysis, r więcej »

Estimation of the efficiency of vibration power application for induction motor diagnostics - DOI:10.12915/pe.2014.12.43

Mykhaylo ZAGIRNYAK Andrii KALINOV Oksana BRATASH

A method for calculation of an induction motor vibration power in frequency domain on the basis of harmonic composition of the signal of vibration acceleration or vibration velocity is offered. When this method is realized, there are no problems connected with integration of continuous signals in time domain. To estimate the efficiency of the proposed method the root-mean-square values of vibration power are calculated on the basis of harmonic composition of vibration velocity for most common induction motors fault types. It is shown that, when the root-mean-square values of vibration velocity are the same, the root-mean-square values of vibration power significantly differ, which may result in wrong diagnostics of induction motor faults. Streszczenie. W artykule zaproponowana została metoda obliczeń drgań mocy silników indukcyjnych w obszarze częstotliwościowym przy użyciu składowych harmonicznych sygnału akceleracji bądź szybkości drgań. Podczas używania tej metody nie u8jawniają się problemy związane całkowanie sygnałów ciągłych w obszarze czasu. Aby oszacować efektywność proponowanej metody wartości skuteczne mocy drgań zostały obliczone na podstawie składowych harmonicznych szybkości drgań dla większości typów defektów silników indukcyjnych. Zostało pokazane, że podczas gdy wartości skuteczne prędkości drgań są takie same, wartości skuteczne mocy drgań są znacząco różne. Stąd może wynikać błędna diagnostyka defektów silników indukcyjnych. (Oszacowanie efektywności zastosowania drgań mocy do diagnostyki silników indukcyjnych) Keywords: vibrating power, velocity, harmonic structure. Słowa kluczowe: moc drgań, prędkość, struktura harmoniczna. doi:10.12915/pe.2014.12.43 Introduction Energy conversion in induction motors (IM) is inevitably connected with occurrence of variable forces and moments giving rise to vibration. Spectral and phase characteristics of vibration shift, vibration velocity and vibration acceleration are widely used więcej »

Exposure to electric field from frequency range 0 - 1 Hz, analysis of human body penetration - DOI:10.12915/pe.2014.12.51

Zygmunt J. GRABARCZYK

Dependence of electrostatic and quasi-electrostatic field strength inside the tissues of human exposed to such field was derived from the current continuity law taking into consideration natural air ionization and influence ion concentration by the field strength. For plane model of airtissue boundary and electric field strength up to 1 MV/m, it was shown that field strength inside tissues does not exceed the peak value 1.1 V/m which is the inner limit for health effects in human body tissues by Directive 2013/35/EU, in frequency range 1 Hz - 3 kHz. The highest strength (up to 0.3 V/m) was found in dry skin. It cannot be excluded the excitation of sensory neurons in the skin at higher field strength or air ionization caused by appearing electric discharge or elevated level of ionizing radiation. Streszczenie. Wyprowadzono zależność natężenia pola elektrostatycznego i quasi-statycznego we wnętrzu tkanek ciała ludzkiego eksponowanego na takie pole, korzystając z zasady ciągłości prądu i uwzględniając naturalny poziom jonizacji powietrza oraz wpływ zewnętrznego pola elektrycznego na stężenie jonów. Dla płaskiego modelu granicy między tkanką i powietrzem atmosferycznym i natężeniu pola nieprzekraczającym 1 MV/m, wykazano, że natężenie w tkankach nie przekracza wartości szczytowej 1,1 V/m, która ze względów ochrony zdrowia jest określona jako maksymalne natężenie pola w tkankach osoby eksponowanej, przez Dyrektywę 2013/35/EU, w paśmie 1 Hz - 3 kHz. Największe natężenie pola (do 0,3 V/m) stwierdzono w tkance skórnej. Nie można wykluczyć pobudzenie zakończeń nerwowych w tkance skórnej w przypadku wzrostu stężenia jonów w powietrzu (wzrost poziomu promieniowania jonizującego lub wyładowania elektryczne). Tytuł: Ekspozycja na pole elektryczne z pasma 0 - 1 Hz, analiza wnikania pola do wnętrza ciała człowieka Keywords: electrostatic field, penetration of living tissue, air admittance. Słowa kluczowe: pole elektrostatyczne, wnikanie pola elektrostatycz więcej »

Fast 2D to 3D image conversion based on reduced number of controlling parameters - DOI:10.12915/pe.2014.12.03

Julian BALCEREK Adam DĄBROWSKI Adam KONIECZKA

In this paper a new approach to fast 2D to 3D image conversion based on the reduced number of individually adjusted controlling parameters and simplified depth maps is presented. With the reported experiments conducted among viewers, five simple 2D to 3D conversion schemes were examined and compared. The results of the first experiment indicate a linear dependence between the controlling parameters among the examined viewers. In the second experiment, for the assumed linear dependence between the parameters, obtained in the first experiment but for another test image, a clear 3D effect perception was confirmed. Streszczenie. W artykule zaprezentowano nowe ujęcie problemu szybkiej konwersji obrazów dwuwymiarowych (2D) do trójwymiarowych (3D) oparte na zredukowanej liczbie indywidualnie dobieranych parametrów kontrolnych i uproszczonych mapach głębokości. W eksperymentach przebadano i porównano 5 prostych schematów konwersji, których parametry były ustawiane przez widzów. Wynik pierwszego eksperymentu wskazuje na liniową zależność pomiędzy tymi parametrami w populacji badanych osób. W drugim eksperymencie, dla założonej, uzyskanej w pierwszym eksperymencie liniowej zależności pomiędzy parametrami, ale dla innego obrazu testowego, potwierdzono postrzeganie wyraźnego efektu 3D. (Szybka konwersja obrazów 2D do 3D oparta na zredukowanej liczbie parametrów kontrolnych). Keywords: stereovision impressions, 2D to 3D conversion, anaglyph, depth map, image processing. Słowa kluczowe: efekty stereowizyjne, konwersja 2D do 3D, anaglif, mapa głębokości, przetwarzanie obrazów. doi:10.12915/pe.2014.12.03 Introduction Presently, most of images and sequences of images are still recorded using two-dimensional (2D) techniques, i.e., with monocular devices. Professional stereovision or threedimensional (3D) cameras are rare and expensive thus are rather seldom used. In some situations it is even impossible to use stereo recording. An example is a special mo więcej »

Features of certification of electric machines with defects of main structural assemblies during repair and long-term operation - DOI:10.12915/pe.2014.12.44

Mykhaylo ZAGIRNYAK Viacheslav PRUS Andrii KUSHPIL

The methods and algorithms of defects diagnostic and parameters and characteristics of electric machines estimation have been substantiated. The structure of certification system of induction motors during repair and long-term operation taking into account a condition of the main constructive elements has been proved. Streszczenie. W artykule zweyfikowano metody I algorytmy stosowane w diagnostyce defektów I oszacowniu parametrów I charakterystyk maszyn elektrycznych. Struktura systemów certyfikujących dla silników indukcyjnych podczas naprawy i działania długotrwałego przy wzięciu pod uwagę warunków pracy głównych elementów konstrukcyjnych została potwierdzona. (Właściwości certyfikacji maszyn elektrycznych z uszkodzeniami głównego obiektu konstrukcyjnego podczas naprawy i działania długookresowego) Key words: induction motor, videoidentification, stator core properties, certification system. Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, identyfikacja video, właściwości rdzenia statora, system certyfikujący doi:10.12915/pe.2014.12.44 Introduction One of basic tasks of electric machines (EM) operation is to provide the required level of their reliability at as high power indices as possible. It can be fully solved only taking into account physical processes taking place in radial-flux or axial-flux [1, 2] EM under static and dynamic operating conditions. Complexity of forecasting EM reliability indices is caused by a wide spectrum of defects and damages conditioned by faults of their production technology, operation and repair [3]. Taking into account variation of properties of basic materials and design changes in EM makes it possible to develop recommendations for to their change and restoration. Besides, estimation of the amount of expenditure and making a final decision about EM further operability are possible. If real EM indices significantly differ from the nominal ones, there appears a necessity of determination of new published da więcej »

FEM analysis of couplers for inductive power transfer - DOI:10.12915/pe.2014.12.28

Andreas FUCHS Hans-Peter SCHMIDT

Couplers for inductive power transfer are studied via 3-D FEM analysis. Field and lumped parameter calculations are coupled and an Nport model is developed to describe the system. Applications of such couplers and systems are contact less charging units of electric vehicles, sensors or actors in factory automation and intra-logistics. Stray fields and shielding effects are considered. It is shown that an aluminium sheet metal may be beneficially used to reduced field levels in surrounding iron structures and to reduce losses. Streszczenie. W artykule zaprezentowano analizę metodą elementów skończonych przesyłu mocy indukcyjnej. Obliczenia parametrów polowych i skupionych są sprzężone i do opisania tego systemu opracowano N-wejściowy model. Takie sprzęgacze i systemy znajdują zastosowanie w bezdotykowym ładowaniu pojazdów elektrycznych, sensorach i aktuatorach w automatyce przemysłowej oraz w logistyce. Rozważono pole rozproszenia i efekty ekranowania. Zostało pokazane, że blacha aluminiowa może być skutecznie użyta do redukcji poziomu pola w elementach konstrukcyjnych ferromagnetycznych, a co za tym idzie do zmniejszenia strat. (Analiza sprzęgaczy dla transferu mocy indukcyjnej metodą elementów skończonych). Keywords: FEM Analysis; Inductive Power Transfer; Contactless Charging; Słowa kluczowe: analiza metodą elementów skończonych, transfer mocy indukcyjnej, ładowanie bezkontaktowe doi:10.12915/pe.2014.12.28 Introduction We consider the contact less power supply and data transfer [1] for multiple loads that are distributed across some area and are not moving [2]. Such loads are charging units of electric vehicles (EV) at car parks o więcej »

Koncepcja i realizacja prądnicy synchronicznej ze wzbudzeniem magnetostatycznym i elektromagnetycznym - DOI:10.12915/pe.2014.12.67

Andrzej POPENDA Sławomir CHWALBA

W pracy zaprezentowano model fizyczny generatora synchronicznego wzbudzanego magnesami trwałymi, zaprojektowany i wykonany przez autorów zgodnie z koncepcją domagnesowania obwodu magnetycznego magnesów trwałych za pomocą wzbudzenia elektromagnetycznego w celu kompensacji oddziaływania twornika. W proponowanym rozwiązaniu indukcja magnetyczna magnesów trwałych oraz napięcie indukowane w uzwojeniu twornika są określone zgodnie z charakterystyką odmagnesowania magnesów trwałych przez wypadkowe pole magnetyczne, wynikające z zastosowanego domagnesowania elektromagnetycznego oraz odmagnesowującego oddziaływania twornika. Abstract. In the paper the physical model of permanent magnet synchronous generator is presented. The model was designed and made by the authors in accordance with the concept of the additional magnetization of permanent magnets' magnetic circuit using the electromagnetic excitation in order to compensate the armature reaction. In the proposed solution the flux density of permanent magnets as well as the back electromotive force induced in armature winding are determined by the resultant field in accordance with the demagnetization curve of permanent magnets. The resultant field is caused by the applied additional electromagnetic magnetization and the demagnetizing reaction of armature. (The concept and realization of synchronous generator with magnetostatic and electromagnetic excitation) Słowa kluczowe: prądnica synchroniczna, magnes trwały, wzbudzenie elektromagnetyczne, charakterystyka magnesowania. Keywords: synchronous generator, permanent magnet, electromagnetic excitation, magnetization curve. doi:10.12915/pe.2014.12.67 Wprowadzenie Podwyższanie sprawności maszyn elektrycznych jest ogólnoświatową tendencją związaną z działaniami na rzecz ochrony środowiska naturalnego. W wyniku tych działań konwencjonalne maszyny, do których należy zaliczyć maszyny indukcyjne i synchroniczne wzbudzane elektromagnetycznie, coraz więcej »

Konstrukcje i charakterystyki czteroelementowej anteny ultraszerokopasmowej UWB - DOI:10.12915/pe.2014.12.14

Marek GARBARUK

W artykule zostały omówione konstrukcje dwóch czteroelementowych ultraszerokopasmowych układów antenowych oraz prototypowej ultraszerokopasmowej pojedynczej anteny z eliptycznym promiennikiem. Pokazane zostały obliczone charakterystyki dopasowania anten oraz charakterystyki promieniowania. Przedstawiono również wyniki pomiarów parametrów obwodowych wykonanych anten. Abstract. The paper presents constructions of a ultra-wideband single elliptical antenna and two variants of 4-element ultra-wideband antenna arrays. The paper also shows calculated characteristics of impedance, VSWR as well as radiation patterns. Measured characteristics of impedance and VSWR were discussed. (Constructions and characteristics of 4-element ultra-wideband antenna arrays). Słowa kluczowe: antena ultraszerokopasmowa, ultraszerokopasmowy układ antenowy, projektowanie anten, pomiary parametrów anten. Keywords: ultra-wideband antenna, ultra-wideband array, antenna design, measurements of antenna parameters. doi:10.12915/pe.2014.12.14 Wstęp Projektowanie i analiza anten przeznaczonych dla systemów ultraszerokopasmowe UWB cieszy się w ostatnich latach niemalejącym zainteresowaniem. Można chyba przyznać, że opadły nieco początkowe emocje i entuzjazm towarzyszący rokowaniom systemów UWB, jednak techniki ultraszerokopasmowe zdołały zapewnić sobie silną pozycję i znaczenie. Różnorodność zastosowań systemów UWB wymaga od projektantów opracowania anten o różnych właściwościach. W literaturze światowej dominują propozycje anten pojedynczych, których obszerny przegląd konstrukcji i właściwości można znaleźć w [1,2]. Istnieje również zapotrzebowanie na układy antenowe UWB, jednak takich konstrukcji jest analizowanych zdecydowanie mniej [3-7]. Tematem artykułu jest analiza parametrów czteroelementowych szyków antenowych UWB, co stanowi kontynuację prac przedstawionych przez autora w [8,9]. Wcześniejsze prace dotyczą analizy szyków zawierających różną liczbę promiennik więcej »

Laser modification of electrical properties of conductive layers made on teflon substrates - DOI:10.12915/pe.2014.12.30

Ewa KORZENIEWSKA Maria WALCZAK Ryszard PAWLAK

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości elektrycznych warstw cienkich naniesionych na powierzchnię teflonu za pomocą technologii nanoszenia próżniowego. Dzięki poprawieniu właściwości adhezyjnych podłoża teflonowego poprzez modyfikację wiązką światłowodowego lasera impulsowego nanosekundowego uzyskano zmniejszenie rezystancji osadzanych ścieżek przewodzących. Abstract. The paper presents results of examination of the electrical properties of conductive layers made in PVD process on the Polytetrafluoroethylene (PTFE, Teflon). Due to improvement of adhesive properties of PTFE substrate by laser modification with nanosecond pulses of fiber laser the decrease of resistance of deposited conductive paths was achieved. (Laserowa modyfikacja właściwości elektrycznych warstw przewodzących wytworzonych na powierzchniach teflonowych). Słowa kluczowe: osadzanie próżniowe, warstwy cienkie, modyfikacja teflonu, laserowa modyfikacja powierzchni Keywords: vacuum deposition, thin layers, Teflon modification, laser modification of surface. doi:10.12915/pe.2014.12.30 Introduction Today’s need of new materials cause development of innovative technology. Physical vapour deposition (PVD) is one of the method of obtaining thin layers which is used for many years. This method does not guarantee proper and sufficient electrical properties of such layers for particular application. The rigorous requirements enforce using of specific substrates or pretreatment before PVD process [1]. When the kind of substrate is dictated by final usage, a prepreparation of that substrate may be the way of improving its features. Particularly this concerns PTFE substrates [2]. Substrate Teflon is known as a non-polar and non-stick polymer with a lot of advantageous properties especially thermal resistance and electrical insulation [3,4,5]. The combination of chemical and physical properties of PTFE (Polytetrafluoroethylene) Teflon ® is a consequence of więcej »

Matematyczny trójwymiarowy model pojemności pasożytniczych w strukturach ścieżek przewodzących mikroelektronicznych układów warstwowych - DOI:10.12915/pe.2014.12.73

Bogusław WISZ

W artykule przedstawiono rezultaty obliczeń pojemności w systemie ścieżek przewodzących o wybranej konfiguracji, usytuowanych w mikroukładzie grubowarstwowym .Pojemność między dwoma ścieżkami wyznaczono w oparciu o rozwiązanie trójwymiarowego zagadnienia brzegowego stosując metodę przekształceń całkowych Fouriera. Otrzymany układ równań z nieznanymi gęstościami ładunków rozwiązano numerycznie metodą kolokacji, a wartość pojemności obliczono z jej definicyjnej zależności. Zaproponowano ponadto modyfikację metody numerycznej, umożliwiającej wielokrotne skrócenie czasu obliczeń. Abstract. The results of capacitance calculations in conductive paths system with selected configuration (placed in thick-film microcircuit) have been presented in this paper. The capacitance between two paths was determined based on solution of 3D boundary problem using Fourier integral transforms method. The obtained equation system with unknown charge densities has been solved numerically with use the collocation method and capacitance value has been calculated from its definition relation. Additionally, the modification of numerical method was proposed, which allow to significantly reduce the calculation time. (Mathematical model of parasitic capacitances in conducting path structures of film microcircuits) Słowa kluczowe: : mikroukład hybrydowy, pojemności pasożytnicze, całki Fouriera, metoda kolokacji Keywords: hybrid microcircuit, parasitic capacitances, Fourier’s integrals, collocation method doi:10.12915/pe.2014.12.73 Wstęp Sprzężenia pojemnościowe istnieją we wszystkich warstwowych strukturach hybrydowych i układach scalonych. Mają one na ogół szkodliwy wpływ na działanie tych układów, przez wprowadzenie pojemności rozproszonych pomiędzy różne ścieżki przewodzące, gdzie żadna pojemność pasożytnicza jest nie do zaakceptowania. Jest zatem wskazane, aby mieć możliwość oszacowania wartości tych pasożytniczych sprzężeń, w celu uwzględnienia ich skutków więcej »

Methodological analysis of PEEC and MOM techniques for determination of current along a conductor placed in a conductive medium - DOI:10.12915/pe.2014.12.32

Andrijana KUHAR Radoslav JANKOSKI Lidija O. GAGOSKA Leonid GRCEV

This paper presents a methodological analysis of differences between the classical method of moments (MoM) approach and the partial element equivalent circuit (PEEC) approach to determination of current along a conductor. A step by step investigation is performed of the two approaches while they are applied on a perfect conductor placed in a conductive environment, excited by a current source at one end. The fundamental discrepancy points of the two methods are marked and theoretical explanations of those discrepancies are offered during the analysis. Finally, the numerical results for the current along the conductor obtained by the two methods are compared. Streszczenie. W artykule zaprezentowano analizę metodologiczną różnicy między klasyczną metodą momentów MoM a metodą elementu zastępczego PEEC przy wyznaczaniu prądu w przewodniku. Analizowano dobrze przewodzący przewodnik umieszczony w przewodzącym środowisku i zasilany na jednym końcu. (Analiza metodologiczna metody momentów i metody obwodu zastępczego w określaniu prądu w przewodniku położonym w środowisku przewodzącym). Keywords: methodological analysis, PEEC, MoM, current distribution. Słowa kluczowe: metoda momentów MoM, metoda element zastępczego PEEc, przewodzący element. doi:10.12915/pe.2014.12.32 The method of moments basics The mathematical concept of matrix methods is to reduce a functional equation to a matrix equation. The method of moments (MoM) is a procedure for obtaining the mentioned matrix equations. This is presented in the classic book by Harrington [1]. The creator of the MoM, Harrington explains: "It is more a concept than a method. Almost any approximate solution can be interpreted according to the method of moments." That is why, in order to compare MoM with another numerical approach, it has to be appl więcej »

Metody stabilizacji napięcia wyjściowego w prądnicach z magnesami trwałymi - DOI:10.12915/pe.2014.12.76

Stanisław Albert GAWRON

Prądnice wzbudzane magnesami trwałymi mają prostą budowę i najwyższą sprawność ze wszystkich maszyn elektrycznych. Zalety te zadecydowały o szerokim ich zastosowanie w szeregu aplikacjach, głównie w odnawialnych źródłach energii, np. elektrownie wiatrowe. Wadą tych prądnic jest brak regulacji napięcia, co dyskredytuje je do zastosowań na szeroką skalę energetyczną, gdyż nie ma możliwości regulacji współczynnika mocy cosφ. W artykule przedstawiono syntetyczny przegląd konstrukcji prądnic z magnesami trwałymi oraz podstawowe zagadnienia teoretyczne prądnic z magnesami trwałymi. W dalszej części publikacji zaprezentowano szereg sposobów umożliwiających regulację napięcia wyjściowego w prądnicy. Wg autora, najkorzystniejszym rozwiązaniem stabilizacji napięcia wyjściowego w tego typu maszynach jest rozwiązanie prądnicy hybrydowej. Ponieważ już na etapie projektowym można tak konstruować prądnicę, aby jej zakres regulacji wzbudzenia ograniczyć do potrzeb danej aplikacji. Abstract. Generators excited with permanent magnets are characterized by simple construction and highest efficiency of all electric machines. These features have determined their wide use in different appliances such as renewable energy sources, e.g. wind power plants. The drawback of these generators is due to the fact that it is not possible to control the output voltage; this prevents their extensive use in power engineering, since power coefficient cosφ is unmanageable. A summarised review of PM generators' designs is presented in the paper as well as basic theoretical issues of these generators. Next, different ways of making it possible to control the output voltage in these machines have been shown. In author's opinion, the most advantageous method of stabilising output voltage in such machines is to use a hybrid-type generator. At the design stage, the PM generator may be constructed so that the excitation control range should be limited in accordance with the dem więcej »

Mikrosieć okrętowa dla jednostek z napędem żaglowym - DOI:10.12915/pe.2014.12.12

Michał GWÓŹDŹ Michał KRYSTKOWIAK Adam GULCZYŃSKI

W artykule przedstawiono koncepcję mikrosieci okrętowej DC-AC dla jednostek żaglowych integrującej kilka lokalnych generatorów energii, na które składają się: generator zespolony z napędem pomocniczym jednostki, generatory napędzane turbinami wodną i wiatrową oraz współpracujący z panelem fotowoltaicznym. Zakłada się, że projektowane rozwiązanie systemu zasilania charakteryzować się będzie wysokim stopniem automatyzacji oraz znaczną niezawodnością pracy. Autorzy rozpatrują również możliwość zastosowania w charakterze napędu pomocniczego jednostki wolnobieżnego silnika elektrycznego PMSM napędzającego pędniki (śruby okrętowe) pracujące w układzie przeciwbieżnym. W artykule przedstawiono strukturę sieci oraz scharakteryzowano niektóre rozwiązania szczegółowe zastosowane dla jej realizacji. Abstract. The article presents the concept of a ship DC-AC microgrid designed for sailing units and integrating several local power generators in the form of: a generator combined with auxiliary drive of the ship, generators powered by wind and water turbines and a generator using photovoltaic panel. The proposed solution is characterized by a high degree of automation of operations and significant reliability of work. The authors also examine the possibility of using as an auxiliary drive unit low-speed PMSM driving thrusters (screw propellers) working in an opposite mode. The paper presents the structure of network and characterizes some of specific solutions used for its implementation. (A ship microgrid for sailing vessels). Słowa kluczowe: odnawialne źródła energii (OZE), napęd elektryczny, przekształtnik, żaglowe jednostki pływające. Keywords: converter, electric drive, renewable energy sources, sailing vessels. doi:10.12915/pe.2014.09.12 Wstęp Wszystkie większe jednostki pływające wymagają posiadania elektrycznej sieci okrętowej służącej zasilaniu urządzeń wykorzystywanych do realizacji różnorodnych zadań, tj.: nawigowania i sterowania jednostką, więcej »

Minimalno - energetyczny rozpływ prądowych sygnałów elektrycznych w przestrzeni liniowej L1 - impulsów - DOI:10.12915/pe.2014.12.10

Maciej SIWCZYŃSKI Andrzej DRWAL Sławomir ŻABA

W artykule pokazano, że w obwodach sygnałów elektrycznych należących do przestrzeni L1- impulsów, występujący tam rzeczywisty rozpływ prądów nie spełnia zasady minimum strat energetycznych. Przedstawiono rozwiązanie tego zagadnienia poprzez wprowadzenie sterowania źródłem napięciowym w dwugałęziowym obwodzie równoległym i n-1 źródłami w n-gałęziowym obwodzie. Wykazano, że wprowadzone sterowanie jest energetycznie obojętne. Abstract: The paper presents that in the circuits of electrical signals belonging to the L1-impulses space, the actual currents flow does not comply with the principle of minimum energy loss. The solution is presented to this issue through the introduction of the control system: the voltage source in two branches parallel circuit and n-1voltage sources in n-branches circuit. It is demonstrated that the introduced control system is energy-neutral. (Minimally - energy distribution of electrical current signals in the linear L1 - impulses space) Słowa kluczowe: zasada minimum energii, przestrzenie liniowe, operatory splotowe, sterowanie optymalnoenergetyczne Key words: the minimum energy principle, linear spaces, convolution operators, energy neutral controlled voltage source doi:10.12915/pe.2014.09.10 Wstęp Zagadnienia dotyczące jakości rozpływu energii elektrycznej oraz minimalizacji strat energii zwykle dotyczą minimalizacji pewnych wskaźników energetycznych, jak np. moc bierna lub uzyskania optymalnego, ze względów energetycznych, rozpływu prądów. W obwodach prądu stałego obowiązuje zasada minimum energii, zgodnie z którą rozpływ prądów w złożonej sieci jest taki, że całkowite straty energii w obwodzie są minimalne [1,2]. Jednak zasada ta na ogół nie działa już w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego [3]. Z drugiej strony, w dziedzinie sygnałów niesinusoidalnych okresowych pojęcie mocy biernej traci sens, co oznacza, że pojęciem tym nie należy się posługiwać podczas badania jakości rozpływu energii elektryczne więcej »

Mixed reflection modeling based on a superposition of specular reflections - DOI:10.12915/pe.2014.12.18

Kamil KUBIAK

The article proposes an alternative to the currently used method for calculations of the lighting effect (luminance distribution) derived from the flat surface of the reflector with mixed reflection (with features of both specular and diffuse reflection). The calculations used the ability to replace the mixed reflection as a superposition of specular reflections. Individual specular reflections are derived from the same reflection surface, but taking into account the specific deviation of the reflected beam from the specular reflection law direction, and using the specified weighting factor. Streszczenie. W artykule zaproponowano alternatywną, do obecnie stosowanych, metodę, pozwalającą na obliczenie efektu oświetleniowego (rozkładu luminancji) pochodzącego od płaskiej powierzchni odbłyśnika o odbiciu kierunkowo-rozproszonym (o cechach zarówno odbicia kierunkowego jak i rozproszonego). W obliczeniach wykorzystana jest możliwość zastąpienia odbicia kierunkowo-rozproszonego superpozycją odbić kierunkowych. Poszczególne odbicia kierunkowe pochodzą od tej samej powierzchni odbłyśnika, ale z uwzględnieniem określonego odchylenia wiązki odbitej od kierunku zgodnego z prawem odbicia kierunkowego, a także zastosowaniem określonego współczynnika skalującego. (Modelowanie odbicia kierunkowo-rozproszonego na podstawie superpozycji odbić kierunkowych). Keywords: lighting technology, luminaire calculations, mixed reflection Słowa kluczowe: technika świetlna, obliczenia opraw oświetleniowych, odbicie kierunkowo-rozproszone doi:10.12915/pe.2014.09.18 Introducton In the process of computer design of luminaires calculations are performed, as a result of which we want to obtain the lighting effect that will be visible in real circumstances, but having it only in the computer memory [1]. Lighting effect may be determined in various ways, e.g., as an illuminance distribution on the illuminated plane. If the resulting lighting effect is not suitable, we can więcej »

Modeling of four electrode measuring system for determination the resistivity of thin antistatic coatings - DOI:10.12915/pe.2014.12.25

Lech BOROWIK Adam JAKUBAS

In the paper, the mathematic model for determine the resistivity of thin antistatic coating was presented. The model based on four-points method and method of images. In the model, the parameters of measuring system and coating was described. It depend on thickness of the coating and the relative permeability of the bulk. Streszczenie. W artykule opisano model matematyczny do wyznaczania rezystancji cienkich warstw antyelektrostatycznych. Model opiera się na metodach czteropunktowej oraz odbić zwierciadlanych. Wyznaczony limit rozmiaru układu - odstępu pomiędzy elektrodami pomiarowymi - uzależniony jest od grubości warstwy i stosunku rezystywności warstwy/podłoże. (Modelowanie czteroelektrodowego systemu pomiarowego do wyznaczania rezystancji cienkich powłok antyelektrostatycznych.) Słowa kluczowe: antyelektrostatyczność, modelowanie, rezystancja elektryczna, powłoki antyelektrostatyczne Keywords: anti-electrostatic, modeling, electrical resistance, anti-electrostatic coatings doi:10.12915/pe.2014.12.25 Introduction Risks caused by electrostatic discharge make it necessary to protect products, facilities and equipment from excess electric charge. One of the techniques for this purpose in common use is the application of conductive antistatic coatings. In order to make the protection reliable, it is necessary to verify the quality of electric properties of these coatings [1, 2]. However, the measurements carried out in accordance with the IEC 61340-2-3:2000 standard feature low repetitiveness and have to be made at a specially equipped lab stand [3]. The proposed description of the four-electrode system is a modified four-point method supplemented with the method of images [4, 5]. Theoretical calculations for determination of the parameters of the measurement system and the examined coating were used for design of the control-measurement system. The designed system, based on the presented equations, makes it possible to carry out więcej »

Monolithic model of induction shrink fit for high-speed tools - DOI:10.12915/pe.2014.12.31

Lukáš KOUDELA Václav KOTLAN Ivo DOLEŽEL

Axisymmetric induction clamping of high-speed machine tools is proposed and modeled. The model consists of three nonlinear partial differential equations (PDEs) describing the distribution of magnetic field, temperature field and field of thermoelastic displacements in the domain. The system is solved numerically in the monolithic formulation using own code Agros2D based on a fully adaptive higher-order finite element method. The methodology is illustrated with an example of fixing the shank of a high-revolution drilling tool in the clamping head. Streszczenie. W artykule zaproponowano I zamodelowano osiowo-symetryczne zaciskanie w wysokoobrotowych maszynach. Model składa się z trzech nieliniowych cząstkowych równań różniczkowych, opisujących rozkład pola magnetycznego, pola temperatury i pola odkształceń termoplastycznych. Układ równań rozwiązywany jest numerycznie w sformułowaniu monolitycznym z wykorzystanie własnego oprogramowania Agross2D opartego na adaptacyjnej wyższego rzędu metodzie elementów skończonych. Przedstawiona metodologia zostałą zilustrowana przykładem dopasowania trzonu wysokoobrotowej wiertnicy w głowicy zaciskowej. (Monolityczny model ściskania indukcyjnego w maszynach z dużą prędkością) Keywords: induction shrink fit, magnetic field, temperature field, field of thermoelastic displacements, monolithic formulation. Słowa kluczowe: ściskanie indukcyjne, pole magnetyczne, pole odkształceń termoplastycznych, sformułowanie monolityczne doi:10.12915/pe.2014.12.31 Introduction Induction clamping is a hot-pressing technology, where heat is produced by induction heating [1]. Its typical representatives are induction shrink fits used for clamping high-revolution tools, for example, in the automotive and aerospace industries [2-3]. The process of assembly of a shrink fit is depicted in Fig. 1. At cold, the diameter of the bore of the clamping head is d1 and diameter of the tool shank is d2>d1 (Fig. 1, upper part). First, th więcej »

Napęd bezszczotkowego silnika prądu stałego z rozmytym regulatorem prędkości - DOI:10.12915/pe.2014.12.52

Beata JAKUBIEC

W artykule przedstawiono badania symulacyjne napędu z silnikiem bezszczotkowym prądu stałego, w którym układ sterowania wykorzystuje logikę rozmytą. Głównym celem było opracowanie regulatora prędkości obrotowej silnika w postaci regulatora rozmytego. Ma on zapewnić lepsze właściwości regulacyjne. Punktem odniesienia były wyniki jakości regulacji prędkości obrotowej otrzymane przy zastosowaniu klasycznego regulatora proporcjonalno-całkującego. Abstract. This paper presents the simulation of brushless DC motor drive, wherein the control system uses fuzzy logic. The main objective was to develop a speed controller in the form of fuzzy controller. This solution aims to provide better control properties. The reference point were the results of the speed control obtained using the conventional proportional-integral controller. (Fuzzy logic speed controller for brushless DC motor drive). Słowa kluczowe: regulator prędkości, logika rozmyta, napęd elektryczny, silnik bezszczotkowy prądu stałego (BLDC) Keywords: speed controller, fuzzy logic, motor drive, brushless DC motor (BLDC) doi:10.12915/pe.2014.12.52 Wstęp Bezszczotkowe silniki prądu stałego BLDC (ang. Brushless DC Motor) dzięki swoim właściwościom mechanicznym i elektrycznym są coraz częściej stosowane. Bardzo chętnie wykorzystywane są w układach napędowych stacjonarnych oraz przenośnych urządzeń przemysłowych, jak i powszechnego użytku, zwłaszcza małej i średniej mocy. Rosnąca popularność tego typu silników znajduje swoje odzwierciedlenie w literaturze naukowej i branżowej. Prezentowane publikacje dotyczą m. in. możliwości zastosowań BLDC, projektowania nowych konstrukcji silników w celu poprawy parametrów elektromechanicznych oraz sposobów ich zasilania [1,2,3,4,5,6,7,8,9]. Ważną część badań, podobnie jak dla innych maszyn elektrycznych, stanowi więcej »

Noise assisted high performance linear inductive distance sensor - DOI:10.12915/pe.2014.12.29

Zoltán KÁNTOR Zoltán PÓLIK

A temperature compensated linear inductive distance sensor assisted by added noise is demonstrated. The mixed signal processing algorithm performs an effective interpolation over a low-resolution two-dimensional calibration table addressed directly by the digitized noise-affected signals of distance and temperature sensing modules without further arithmetic operations. The table entries are directly passed to the output digital-to-analog converter. The output noise will be cancelled by the intrinsic low-pass behavior of the power output stage. The operation distance, the linearity parameters, as well as the performance of the sensor exceed the standard of the respective industrial products. Streszczenie. W artykule opisano liniowy indukcyjny czujnik odległości z dodanym sygnałem szumu. Algorytm działający na sygnał mieszany wyznacza skuteczną interpolację dwuwymiarowej tablicy kalibracyjnej o niskiej rozdzielczości adresowanej bezpośrednio przez sygnały cyfrowe odległości I temperatury bez dalszych operacji arytmetycznych. Wejścia tablicowe są bezpośrednio kierowane na wyjście przetwornika cyfrowoanalogowego. Wyjściowy szum może być skasowany przez wewnętrzną nisko-pasmową pracę wyjścia mocy. Odległość działania, parametry liniowości, a także działanie czujnika przekraczają standardy odpowiednich produktów przemysłowych. (Działanie liniowego indukcyjnego czujnika odległości z sygnałem szumu). Keywords: Distance measurement, inductive sensors, additive noise, linearization techniques, temperature dependence. Słowa kluczowe: pomiar odległości, czujniki indukcyjne, szum dodany, techniki linearyzacyjne, zależność temperaturowa. doi:10.12915/pe.2014.12.29 Introduction Industry sets a high value on linear operation of inductive distance sensors [1] in a broad range of temperature. Sensors of this class consist of a primary sensing element, typically an inductor with open magnetic circuit, e.g. a ferrite pot core (Fig. 1), an oscillator circuit więcej »

Numeryczna analiza wpływu kąta padania fali płaskiej na wartości natężenia pola elektrycznego w układach ze złożoną konstrukcją ściany - DOI:10.12915/pe.2014.12.05

Agnieszka CHOROSZUCHO Bogusław BUTRYŁO

Celem publikacji jest analiza wpływu kąta padania fali płaskiej na wartości natężenia pola elektrycznego. Przedmiotem analizy był odosobniony układ zawierający ścianę wykonaną z cegieł. Rozpatrzono trzy powszechnie stosowane rodzaje cegieł: pełną i dwa typy cegieł klinkierowych (z drążeniami). Dokonana analiza uwzględniała także różne wartości konduktywności materiału ceramicznego. Zaprezentowany został rozkład natężenia pola elektrycznego generowanego przez system komunikacji bezprzewodowej pracujący przy standardowej częstotliwości (f = 2,4 GHz). Zastosowano numeryczną metodę różnic skończonych w dziedzinie czasu (FDTD). Omówiono wpływ ilości drążeń na rozkład pola w obszarze za ścianą. Uzyskane wyniki mogą być przydatne przy szacowaniu wartości współczynnika tłumienia dla materiałów niejednorodnych. Abstract. The aim of this article is the analysis of the influence of the incidence angle of the plane wave on the values of the electric field intensity. The object of the analysis was separated system contained the wall made of typical bricks. It was taken into account in common using three kinds of bricks: fully brick model and two types of clinker bricks (with hollowing). Also the different values of the conductivity of ceramic material were analysed. It was presented the electric field intensity generated by a wireless communication system operating at the standard frequency (f = 2.4 GHz). The finite-difference time-domain method (FDTD) was used. The influence of number of the hollowing inside the bricks on the maximum values of the electric field intensity was discussed. The obtained results allow for the estimation of the value of attenuation coefficient. (The numerical analysis of the influence the incidence angle of the plane wave on the values of the electric field intensity inside the models with the complex construction of a wall). Słowa kluczowe: propagacja fal elektromagnetycznych, metoda różnic skończonych w dziedzinie czasu (FDT więcej »

Ograniczenia systemów wspomagających pomiary parametrów morfometrycznych na obrazach medycznych - DOI:10.12915/pe.2014.12.17

Grażyna GILEWSKA

W pracy zostaną przedstawione możliwości i ograniczenia rozwiązań wspomagających pomiar parametrów morfometrycznych stawu skokowego człowieka na podstawie cyfrowych obrazów radiologicznych. Pomiary przeprowadzono na zdjęciach rentgenowskich w standardowych projekcjach. Stosowanie takich systemów pozwala na automatyzację przetwarzania obrazu, zwiększenie dokładności pomiarów parametrów i określenie normy populacji wybranych wskaźników morfometrycznych stawu skokowego. Abstract. The paper will be presented the possibilities and limitations of solutions that support the measurement of morphometric parameters of human ankle on the basis of digital radiological images. Measurements were carried out on X-ray images in standard projections. The use of such systems will allow to the automation of image processing, increase accuracy of measurement parameters and determine the population norms of the selected morphometric indicators of the ankle joint. (Limitations of systems supporting measurements of morphometric parameters on medical images). Słowa kluczowe: układ kostny, obrazowanie, pomiary, parametry morfometryczne. Keywords skeletal system, imaging, , measurement, morphometric parameters. doi:10.12915/pe.2014.12.17 Wstęp W obrazowaniu medycznym czy przetwarzaniu obrazów medycznych istotną część prac zajmują badania medyczne, których zakres i metodyka realizacji często są mało precyzyjne bądź niepełne. W badaniu ortopedycznym oceny zmian w stawie skokowym czy postępów leczenia, szczególnie wad wrodzonych u dzieci, przeprowadza się ocenę wzrokową, badanie palpacyjne oraz badanie rentgenowskie gdzie ocenia się wzajemne stosunki elementów szkieletu stopy, a w niektórych przypadkach przeprowadza pomiary. Wykorzystuje się kilka wskaźników służących do pomiaru np. wysklepienia stopy, które w praktyce lekarskiej wykonywane są często przy użyciu cyrkla i linijki. Istnieje zatem potrzeba re więcej »

Optimization of mild microwave hyperthermia interconnection with targeted delivery of nanoparticles - DOI:10.12915/pe.2014.12.27

Dagmar FAKTOROVÁ Mária PÁPEŽOVÁ

The paper deals with interconnection of microwave hyperthermia with controlled biodistribution of nanoparticles in order to maximize the exposure tumorous tissue and minimize heating the neighbouring healthy tissue. We investigated in our research the delivering nanoparticles to the tumorous tissue as a function of time in order to optimize the beginning time of microwave hyperthermia treatment. We also follow the other parameters which could affect the effect process of microwave hyperthermia - the value of dielectric parameters of treated tissues. Streszczenie. W artykule rozważany jest problem połączenia mikrofalowej hipertermii ze sterowaną biodystrybucją nanocząstek. Celem tego współdziałania jest maksymalizacja ekspozycji tkanki guza przy jednoczesnej minimalizacji nagrzewania się zdrowych tkanek sąsiednich. Zbadana została zależność wprowadzania nanocząstek od czasu w celu optymalizacji rozpoczęcia procesu hipertermii. Zbadano również inny parametr, mogący wpływać na efekty hipertermii, mianowicie wartość parametrów dielektrycznych leczonej tkanki. (Optymalizacja łagodnej hipertermii mikrofalowej w powiązaniu z dystrybucją nanocząstek). Keywords: microwave hyperthermia, nanoparticles biodistribution, dielectric parameters. Słowa kluczowe: hipertermia mikrofalowa, biodystrybucja nanocząstek, parametry dielektryczne. doi:10.12915/pe.2014.12.27 Introduction Mild microwave hyperthermia comes under emerging therapeutic methods in oncology which effect is not in destruction of cancer cells but in improving the effectiveness of chemotherapy or radiotherapy. One of the major problems connected with microwave hyperthermia in general is the achievement very precise beam focusing to the volume of treated tissue in the case of local więcej »

Optimization of Special Inductor for Induction Pre-heating - DOI:10.12915/pe.2014.12.64

David PÁNEK Václav KOTLAN Ivo DOLEŽEL

The shape of a device for induction pre-heating of steel bodies is optimized in order to obtain its best performance. The goal is to maximize heat delivered to the place of the body that will be post-heated by laser beam, while heat produced elsewhere should be minimized. The direct problem (hard-coupled analysis of magnetic and temperature fields in the system) is solved by the finite element method. The inverse problem is solved using a special genetic algorithm with some elements of NSGA II. The methodology is illustrated by a typical example. Streszczenie. W artykule prezentowana jest optymalizacja kształtu urządzenia do indukowania grzania wstępnego stalowych obiektów w celu otrzymania najlepszego działania. Celem jest maksymalizacja ciepla dostarczanego do miejsca w obiekcie, które zostanie poddane grzaniu wiązką laserową, przy jednoczesnej minimalizacji ciepla dostarczanego wszędzie indziej. Zagadnienie proste (silnie sprzężona analiza pola magnetycznego i pola temperaturowego w systemie) rozwiązane zostało metodą elementów skończonych. Zagadnienie odwrotne rozwiązywane jest przy użyciu specjalnego algorytmu genetycznego z pewnymi elementami NSGA II. Metodyka została zilustrowana typowym przykładem. (Optymalizacja specjalnego induktora dla indukcji grzania wstępnego) Keywords: induction heating, shape optimization, hard-coupled formulation, genetic algorithm Słowa kluczowe: grzanie indukcyjne, optymalizacja kształtu, sformułowanie silnie sprzężone, algorytm genetyczny doi:10.12915/pe.2014.12.64 Introduction Presently, induction pre-heating of metals belongs to prospective technologies for their surfacing (such as laser welding or hardening), see, for example, [1-4]. Its purpose is to suppress unacceptably high temperature gradients in the surface layers of heated material irradiated later by a laser beam and avoid problems connected with subsequent excessive local mechanical strains and stresses of the thermal origin [5]. The c więcej »

Pomiar rezystancji powierzchniowej warstw cienkich o dowolnych kształtach wytworzonych na podłożach elastycznych - DOI:10.12915/pe.2014.12.58

Ewa KORZENIEWSKA Adam JAKUBAS

W artykule zaprezentowano metody pomiarów rezystancji powierzchniowej elektrod cienkowarstwowych wytworzonych na podłożach tekstylnych z wykorzystaniem technologii osadzania próżniowego PVD. Przeanalizowano adekwatność wykorzystania metod pomiaru w zależności od różnych kształtów elektrod. Abstract. The following article presents methods of surface resistance measurement of thin film electrodes formed on flexible substrates with using vacuum deposition technology - PVD. The adequacy of the use of the measurement methods to the different shapes of electrodes was analyzed. (Measurement of surface resistance of thin layers of different shapes produced on flexible substrates). Słowa kluczowe: rezystancja powierzchniowa, próżniowe nanoszenie cienkich warstw, elektrody pomiarowe, metoda Van der Pauwa. Keywords: surface resistance, vacuum deposition of thin layers, measuring electrodes, Van der Pauw method doi:10.12915/pe.2014.12.58 Wstęp Zagadnienie wytwarzania cienkich warstw elektroprzewodzących na elastycznych strukturach nabiera istotnego znaczenia dla wytwarzania specjalizowanych tekstyliów m.in. dla celów bezprzewodowej telediagnostyki i teleterapii [1,2]. Elementem kluczowym w tekstronice [3], jest aplikacja elementów elektrycznych i elektronicznych do wyrobów tekstylnych, z uwzględnieniem wielu czynników. Pierwszym obszarem koniecznym do uwzględnienia jest ochrona sygnału użytecznego przed zakłóceniami wywołanymi wpływem pól elektrycznych i elektromagnetycznych. Równocześnie należy uwzględnić zagadnienia typowo informatyczne takie choćby jak szyfrowanie danych, szybkość i bezpieczeństwo transmisji danych [4]. Dla telediagnostyki wykorzystującej elementy tekstroniczne ważnym jest więc wytwarzanie warstw przewodzących o specjalnie zaprojektowanych i wytworzonych kształtach, które mogą zostać wykorzystane jako integralne elementy systemów elektronicznych zintegrowanych z odzieżą. Kluczowym jest również dokładne określenie ich re więcej »

Power production comparison of photovoltaic modules - DOI:10.12915/pe.2014.12.72

Franjo PRANJIĆ Peter VIRTIČ

This paper presents an analysis of characteristics of photovoltaic modules. The comparisons between the characteristics provided by the manufacturers and characteristics obtained by measurements, under the real time conditions are accomplished. The temperature dependence of power and the actual energy production are also presented. Measurements are obtained directly from the module without the inverter. Streszczenie. W artykule przedstawiono analize charakterystyk modułów fotowoltaicznych. Porównania charakterystyk dostarczonych przez producentów i charakterystyk pomierzonych w czasie rzeczywistym zostały wykonane. Przedstawiono zależności temperaturowe mocy i energii. Pomiary wykonano bezpośrednio na modułach bez udziału przekształtnika. (Porównanie produkcji mocy modułów fotowoltaicznych). Keywords: photovoltaics, energy production, specific energy yield. Słowa kluczowe: fotowoltaika, produkcja energii, specyficzny zysk energii doi:10.12915/pe.2014.12.72 Introduction European Union‘s directive, upon increasing the production of electricity from the renewable energy sources till 2020, has contributed to the growth of photovoltaic (PV) systems connected to the electric grid. In comparison to power production using rotational electric machines [1, 2], which can be used as electric generator, PV systems do not make any noise and have no moving parts. The main elements of the PV systems are solar modules, which convert the solar radiation directly into the electricity. Thus, there is a task to increase the efficiency of energy conversion in PV systems, for example, by developing new types of PV modules [3]. In this paper, the analysis of characteristics of four photovoltaic (PV) modules is presented. The comparisons under real conditions are accomplished between characteristics provided by the manufacturers and characteristics obtained by measurements. The temperature dependence of electric power and actual energy production więcej »

Problem stabilności energetycznych, równoległych napięciowych filtrów aktywnych - DOI:10.12915/pe.2014.12.01

Piotr GRUGEL Natalia STRZELECKA

W artykule przedstawiono problem stabilności równoległych energetycznych filtrów aktywnych pracujących na bazie detekcji odkształceń napięcia sieci, jako układów z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego. Zaproponowano także przykładowy sposób oceny stabilności takiego układu oraz przedstawiono wyniki eksperymentu symulacyjnego. Abstract. This paper presents the problem of stability of parallel power active filters operating on the basis of the detection voltage distortion, as systems with closed-loop. Also proposed an exemplary method for assessing the stability of such a system and presents the results of simulation experiment. The problem of stability of parallel power active filters Słowa kluczowe: Energetyczny filtr aktywny, kompensacja odkształceń napięcia, stabilność. Keywords: Active power filter, voltage distortion's compensation, stability. doi:10.12915/pe.2014.12.01 Wstęp Problem eliminacji wyższych harmonicznych w sieciach zasilających jest zagadnieniem powszechnym i ciągle aktualnym. Spadki napięć powstające na impedancji sieci pod wpływem odkształconych prądów powodują groźniejsze odkształcenia napięć, tym większe, im mniejsza jest moc zwarciowa sieci [1]. Nowoczesną metodą filtracji niepożądanych harmonicznych napięcia jest zastosowanie energetycznych filtrów aktywnych (APF - Active Power Filter) [2, 3, 4], szeregowych i równoległych. Szeregowe APF są stosowane rzadko i tylko w przypadku indywidualnych odbiorów, głównie ze względu na zmianę impedancji zwarciowej sieci. W większości aplikacji wymagany jest również szeregowy transformator. Ponadto, możliwość awarii szeregowego APF wymusza zastosowanie dodatkowego bypass'u. W praktyce najczęściej stosuje się równoległe APF, bocznikujące główny tor zasilania [4, 5]. W przypadku ich awarii (odłączenia) odbiorca nie jest pozbawiany dostawy energii elektrycznej, a co najwyżej czasowo otrzymuje energię o gorszych parametrach. Działanie równoległych APF zazwycza więcej »

Relations of limited errors and uncertainties type B of the bridge as conditioner circuit for sensors of broadly variable resistances - DOI:10.12915/pe.2014.12.19

Zygmunt Lech WARSZA Adam IDŹKOWSKI

Podano funkcje rozwarciowych współczynników przetwarzania rezystancji na napięcie i ich postacie iloczynowe dla przetwornika w postaci mostka rezystancyjnego (4R) o zasilaniu prądowym lub napięciowym i dowolnych przyrostach rezystancji jego ramion. Przedstawiono dwa zaproponowane ujęcia błędów i niepewności: jednorodne, w wartościach względnych odniesionych do czułości początkowych i dwuskładnikowe - z wyodrębnieniem składników dla stanu początkowego i dla przyrostu funkcji przetwarzania. Rozpatrzono przetworniki rezystancji mostki o jednakowych rezystancjach początkowych i kilku najczęściej stosowanych wariantach ich przyrostów. Przedstawiono przebiegi ich rozwarciowych funkcji przetwarzania oraz błędów granicznych i niepewności standardowych typu B przy zasilaniu prądowym i napięciowym (Funkcje rozwarciowe współczynników przetwarzania rezystancji na napięcie i ich postacie iloczynowe dla przetwornika w postaci mostka rezystancyjnego). Abstract. The functions of transfer coefficients and their rationalized forms for the unloaded four arms bridge of arbitrary variable arm resistances, supplied as two-port from current or voltage source, are given together with their error propagation formulas for arbitrary (general) case. Two types of description of errors and uncertainties as accuracy measures, i.e. related to initial sensitivities of functions of bridge transfer coefficients and their rationalized double component forms for zero and increments of these transfer function, are introduced. Metrological properties of the commonly used bridge of similar initial arm resistances in balance and some variants of their increments are discussed. Transfer coefficient, limited error and standard uncertainty type B as functions of relative increments in broad range are shown for these variants. Generalized formulas for bridges of the linear transfer function are introduced. The relations of limited errors and uncertainties are presented in graphical form. więcej »

Ryzyko rażenia prądem w maszynach elektrycznych znajdujących się w stanie wybiegu - DOI:10.12915/pe.2014.12.49

Paweł CZAJA Andrzej JĄDERKO

W artykule opisano zagrożenia występujące w maszynach elektrycznych będących w ruchu po wyłączeniu napięcia zasilającego. Zbadano zjawisko indukowania napięcia w maszynach znajdujących się w stanie wybiegu, na skutek przetwarzania zgromadzonej w wirującej maszynie energii mechanicznej i magnetycznej w energię elektryczną. Pokazano przebiegi czasowe napięć w maszynach będących w stanie wybiegu. Przeprowadzono próby dla kilkunastu typowych maszyn elektrycznych o różnych momentach bezwładności. Maszyny przed wyłączeniem zasilane były ze źródeł napięcia przemiennego i stałego, a także za pomocą układów energoelektronicznych. Wskazano problemy związane w z zastosowaniem wyłączników RCD, jako środka ochrony przeciwporażeniowej w układach elektromaszynowych Abstract: Risk of the electric shock at electrical machines in coasting state are described in this paper. Phenomenon of the coasting voltage arise at the electrical machines as a results of the mechanical and magnetic energy conversion into electrical energy are investigated. Are shown waveforms of the coasting voltages at electrical machines. Tests for more than ten typical electrical machines of a different moments of inertia are performed. Electrical machines are supplied from AC and DC sources, as well as from AC and DC power converters (Electric shock risk at electrical machines in coasting state) Słowa kluczowe: maszyny elektryczne, rażenie prądem, stan wybiegu Keywords: electrical machines, electric shock, coasting state doi:10.12915/pe.2014.12.49 Wstęp - indukowanie napięć w maszynach znajdujących się w stanie wybiegu W zastosowaniach przemysłowych napęd elektryczny najczęściej składa się z maszyny elektrycznej prądu przemiennego lub stałego połączonej mechanicznie sztywnym wałem z urządzeniem napędzanym. Po wyłączeniu napięcia zasilającego maszyna elektryczna znajduje się w stanie wybiegu, którego czas zależy od momentu bezwładności układu mas wirujących wchodzących w skład cał więcej »

Schur complement method with iterative solver for 2D fieldcircuit coupling finite element problem with movement - DOI:10.12915/pe.2014.12.35

Dániel MARCSA Miklós KUCZMANN

The analysis and design of electromechanical devices involve the solution of large sparse linear systems, and require therefore high performance algorithms. In this paper, the Schur complement method with parallel preconditioned conjugate gradient (PCG) solver is introduced in two-dimensional parallel time-stepping finite element formulation to analyse rotating machine considering the electromagnetic field, external circuit and rotor movement. The proposed parallel solver is analysed concerning its computational efficiency and number of iterations. Simulation results of a rotating machine are also presented. Streszczenie. Analiza i projektowanie urządzeń elektromechanicznych zawierają rozwiązanie dużych układów równań z macierzami rzadkimi, i dlatego wymagają algorytmów o wysokiej wydajności. W artykule metodę uzupełnień Schura z algorytmem opartym na metodzie gradientów sprzężonych wprowadzono do dwuwymiarowego, równoległego, czasowokrokowego sformułowania elementów skończonych do analizy maszyny elektrycznej od strony pola elektromagnetycznego, obwodu elektrycznego zewnętrznego oraz ruchu wirnika. Proponowany równoległy algorytm został poddany analizie pod kątem jego wydajności obliczeniowej, oraz liczby iteracji. Rezultaty symulacji maszyny wirującej są także przytoczone. (Metoda uzupełnienia Schura z iteracyjnym algorytmem dla dwuwymiarowego obwodowo-polowego sprzężonego elementowoskończeniowego problemu z uwzględnieniem ruchu). Keywords: Parallel finite element method, coupled problem, Schur complement method, movement modelling. Słowa kluczowe: równoległa metoda elementów skończonych, zagadnienie sprzężone, metoda uzupełnień Schura, modelowanie ruchu doi:10.12915/pe.2014.12.35 Introduction The numerical design of electromechanical devices is a very complex task, because a lot of different physical aspects should be considered. The performances of electrical equipments are not defined only by their electromagnetic field, because th więcej »

Simplified model of transformer hysteresis curve - DOI:10.12915/pe.2014.12.45

Damir ŽARKO Stjepan STIPETIĆ Tanja POLJUGAN

A simplified model of transformer hysteresis curve utilized for calculation of core losses is presented. It incorporates eddy current losses and hysteresis losses into the same hysteresis curve thus simplifying a set of equations used for solving the magnetic circuit. The parameters of the hysteresis curve model are determined by evolutionary optimization which minimizes the difference between measured and calculated current waveforms from open-circuit test of a three-phase, three-leg transformer rated 400 V, 20.8 kVA. The core losses calculated from the surface area of hysteresis curves calculated for all three legs with supply voltage variation from zero to 10% above rated show a good match with measured losses. Streszczenie. W artykule zaprezentowano uproszczony model krzywej histerezy w transformatorze, służący do obliczania strat w rdzeniu. Model zawiera zarówno straty wiroprądowe jak i straty histerezowe w jedną krzywą histerezy przez co upraszcza się układ równań używany w rozwiązywaniu obwodu magnetycznego. Parametry modelowanej krzywej histerezy określone są w procesie optymalizacji ewolucyjnej, która prowadzi do minimalizacji różnicy pomiędzy mierzoną i obliczaną wartością chwilową prądu próby stanu jałowego trójfazowego, trójkolumnowego transformatora o znamionach: 400 V i 20,8 kVA. Straty w rdzeniu obliczane przez całkowanie powierzchni pętli histerezy dla wszystkich trzech kolumn przy zasilaniu napięciem od zera do 10% wartości znamionowej pokazują dobrą zgodność z pomierzonymi stratami. (Uproszczony model krzywej histerezy transformatora). Keywords: transformer, hysteresis curve, optimization, core losses Słowa kluczowe: transformator, krzywa histerezy, optymalizacja, straty w rdzeniu doi:10.12915/pe.2014.12.45 Introduction Reliable models of transformer core with inclusion of nonlinearities in the form hysteresis curve can be used in the design stage for correct calculation of core losses and open-circuit current [1], [2]. więcej »

Spis treści / contents

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY Vol 2014, No 12 Contents 01 Piotr GRUGEL , Natalia STRZELECKA - The problem of stability of parallel power active filters 1 02 Piotr J. SERKIES, Karol WRÓBEL - Multilayer soft switchable predictive speed controller for the drive with elastic coupling and variable dynamics 7 03 Julian BALCEREK, Adam DĄBROWSKI, Adam KONIECZKA - Fast 2D to 3D image conversion based on reduced number of controlling parameters 11 04 Ryszard PAWEŁEK, Bogusław TERLECKI, Jan ANUSZCZYK - Electromechanical characteristics of the wind turbine with synchronous generator 17 05 Agnieszka CHOROSZUCHO, Bogusław BUTRYŁO - The numerical analysis of the influence the incidence angle of the plane wave on the values of the electric field intensity inside the models with the complex construction of a wall 21 06 Alexander BARKALOV, Larysa TITARENKO, Łukasz SMOLIŃSKI - CMCU model with base structure dedicated for CPLD systems 25 07 Krzysztof JASKOT, Krzysztof KNAPIK - Building the environment map using the group of mobile robots 30 08 Włodzimierz KUCHARCZYK, Rafał LEDZION, Piotr GÓRSKI - The effect of aging of transformer oil on the magnitude and temperature dependence of its Kerr constant 40 09 Monika MARGOL , Adam JAKUBAS, Dariusz KWIATKOWSKI - The influence of selected technology to electrostatic properties nonwovens filtration 43 10 Maciej SIWCZYŃSKI Andrzej DRWAL Sławomir ŻABA - Minimally - energy distribution of electrical current signals in the linear L1 - impulses space 47 11 Robert HANUS - Simulation studies of selected statistical methods of time delay estimation of random signals 52 12 Michał GWÓŹDŹ, Michał KRYSTKOWIAK, Adam GULCZYŃSKI - A ship microgrid for sailing vessels 56 13 Jarosław MŁYŃCZAK, Krzysztof KOPCZYŃSKI, Jadwiga MIERCZYK, Andrzej BAJOR - Development and saturation investigation of MALO saturable absorber 59 14 Marek GARBARUK - Constructions and characteristics of 4-element ultra-wideband antenna arrays 64 15 A więcej »

Synchronous generator for induced AC voltage test of single-phase and three-phase power transformers - DOI:10.12915/pe.2014.12.34

Zlatko MALJKOVIĆ Stjepan STIPETIĆ

The paper presents the method of selection, calculation and measurements of generator that is built into the new transformer test station. The three phase cylindrical synchronous generator 800 kVA, 200 Hz with special damper bars is most suitable to be used as a power supply for testing of single-phase and three-phase power transformers. The emphasis is on the analysis of the armature winding connection and sizing of the damper winding due to unsymmetrical load of a generator in the induced AC voltage test. The results indicate that D-connected generator with skewed stator slots is the best solution. Special temperature sensors were mounted in the rotor. Streszczenie. W artykule przedstawiono metodę wyboru, obliczeń oraz pomiarów generator wbudowanego w nową transformatorową stację badawczą. Trójfazowy cylindryczny generator trójfazowy o mocy 800 kVA i częstotliwości 200 Hz ze specjalną szyną tłumiącą jest najdogodniejszy jako urządzenie zasilające do prób transformatorów jedno- i trójfazowych. Szczególną uwagę zwrócono na połączenie uzwojeń i wielkość uzwojenia tłumiącego z powodu niesymetrycznego obciążenia generatora w przypadku próby indukowanym napięciem. Wyniki wskazują na to, że generator z uzwojeniami połączonymi w trójkąt i skoszonymi żłobkami statora jest rozwiązaniem najlepszym. Specjalne czujniki temperatury zostały zamontowane w wirniku. (Generator synchroniczny do prób napięciem indukowanym jedno- i trójfazowych transformatorów mocy). Keywords: synchronous generator, induced AC voltage test, power transformer Słowa kluczowe: generator synchroniczny, próba napięciem indukowanym, transformator mocy doi:10.12915/pe.2014.12.34 Introduction Generators for power transformer test facilities are used for testing both three-phase and single-phase power transformers. For induced AC voltage test (ACSD - AC Short Duration) and partial discharge measurement of transformer, a source that is sinusoidal as nearly as possible is needed. It więcej »

The effect of aging of transformer oil on the magnitude and temperature dependence of its Kerr constant - DOI:10.12915/pe.2014.12.08

Włodzimierz KUCHARCZYK Rafał LEDZION Piotr GÓRSKI

Stwierdzono, że stała Kerra używanego oleju transformatorowego zmienia swoją wartość. Zaobserwowano także, że zmienia się jej zależność od temperatury. Otrzymane wyniki sugerują, że wyniki pomiarów stałej Kerra mogą być wykorzystane do bieżącej oceny stanu oleju transformatorowego. Abstract. It is found that the Kerr constant of the aged transformer oil increases relative to that observed in the fresh one. Moreover, the temperature dependence of the Kerr constant of the aged oil is found to be stronger than in the fresh one. The results obtained allow to consider the use of Kerr effect measurements in monitoring of the conditions of transformer oils. (Zmiany stałej Kerra wywołane zjawiskami starzenia oleju transformatorowego). Słowa kluczowe: Właściwości elektrooptyczne oleju transformatorowego, efekt Kerra, zależność temperaturowa efektu Kerra, ocena stanu oleju transformatorowego. Keywords: Aged transformer oil, Kerr effect, temperature dependence of the Kerr effect, transformer oils condition monitoring. doi:10.12915/pe.2014.12.08 Introduction In last years transformer monitoring, controlling and diagnosis methods have been drawing constantly increasing attention and many efforts have been devoted to the investigations of the effect of aging on transformers oils properties (see, e.g. [1-11]). In the previous years we have investigated both experimentally and theoretically the conditions of measurements of electro-optic effects in crystals (see, e.g. [12-15]). In our measurements of the quadratic electro-optic effect we have employed Nynas Nytro 10 GBN transformer oil as the immersion liquid. When considering measurements of quadratic electro-optic coefficients, where the modulating voltage applied to the crystal is of amplitude several kV, any immersion liquid can introduce an additional modulation of the light due to the fringing electric field in the neighbourhood of the crystal and the Kerr effect of the liquid. Therefore więcej »

The Eleventh Symposium of Magnetic Measurements SPM'2014

The Eleventh Symposium of Magnetic Measurements SPM'2014 took place from 20th to 22nd October 2014 in Czarny Las in the neighbourhood of Częstochowa. The main organizing party of the Symposium was the Częstochowa Branch of Polish Society of Theoretical and Applied Electrical Engineering (PTETiS), led by Prof. Jan Szczygłowski. The coorganizing parties were the following institutions: Faculty of Electrical Engineering, Częstochowa University of Technology, Electrotechnical Institute, Tele- and Radio Research Institute and więcej »

The UNIPEDE method of assessing electric energy generation costs in photovoltaic systems - DOI:10.12915/pe.2014.12.15

Artur BUGAŁA Grażyna FRYDRYCHOWICZ-JASTRZĘBSKA

The paper presents a methodology for calculating the cost of production of a unit of electric energy from photovoltaic systems, fixed and 2-axis tracking, according to the designed and constructed system working in the Institute of Electrical Engineering and Electronics of Poznan University of Technology. Assumptions and input data for the analysis, including the discount factor, are presented. A pseudorandom number generator for the assumed range of electric energy variations was created for the purpose of the calculations. The cost of electric energy production with the use of a photovoltaic system with the maximum power of 1,05 kWp was compared with other technologies. (The UNIPEDE method of assessing electric energy generation costs in photovoltaic systems) Streszczenie: W pracy przedstawiono metodykę oceny kosztów wytwarzania jednostkowej energii elektrycznej dla układów fotowoltaicznych stacjonarnych i nadążnych dwuosiowych na przykładzie zaprojektowanego i wykonanego układu pracującego w Instytucie Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej Politechniki Poznańskiej. Przedstawiono założenia oraz dane wejściowe do analizy z uwzględnieniem rachunku dyskonta. Na potrzeby obliczeń przygotowano generator liczb pseudolosowych dla założonego przedziału zmienności produkowanej energii elektrycznej. Porównano koszt produkcji energii elektrycznej z wykorzystaniem układu fotowoltaicznego o mocy maksymalnej 1,05 kWp z uwzględnieniem innych technologii wytwórczych. (Metoda UNIPEDE oceny kosztów wytwarzania energii elektrycznej w układach fotowoltaicznych) Słowa kluczowe: koszt wytworzenia, współczynnik dyskonta, układ fotowoltaiczny, energia elektryczna Keywords: generation cost, discount factor, photovoltaic system, electricity doi:10.12915/pe.2014.12.15 Introduction Strengthening of the economic policy of the country will result in lowering the discount factor, whose value influences the assessment of the validity of energy generation from se więcej »

Topological modifications in function of cogging torque reduction of permanent magnet synchronous motor - DOI:10.12915/pe.2014.12.26

Goga CVETKOVSKI Lidija PETKOVSKA Paul LEFLEY

In this paper the influence of some design parameters on the cogging torque development by a surface mounted permanent magnet motor is investigated. The investigation is focused on the implementation of stator core skewing and dummy slots in the stator teeth and their influence on the cogging torque reduction of the motor. The cogging torque is calculated numerically for the different motor solutions by using finite element method analysis. Streszczenie. W artykule zaprezentowano badania nad wpływem pewnych parametrów projektowych na rozwój momentów pulsacyjnych powstałych w wyniku zamontowania powierzchniowego magnesu trwałego. Badania skupione są na implementacji rdzenia stojana ze skoszonymi żłobkami i pustymi żłobkami w zębach oraz ich wpływem na redukcję pulsacyjnych momentów w silniku. Moment pulsujący wyznaczany jest numerycznie przy użyciu metody elementów skończonych dla różnych rozwiązań silnika. (Modyfikacje topologiczne dla redukcji momentu pulsacyjnego w silniku synchronicznym z magnesem trwałym). Keywords: Skewing, dummy slots, cogging torque, PM synchronous motor. Słowa kluczowe: skos żłobków, puste żłobki, moment pulsacyjny, silnik synchroniczny z magnesem trwałym. doi:10.12915/pe.2014.12.26 Introduction The cogging torque results from the interaction between the permanent magnets on the rotor and the stator anisotropy, due to the stator slotting. Many techniques for cogging torque minimisation for PM machines in the literature [1] are documented, due to the high demand on PM machines for high performance applications. These techniques include magnet pole shape, skewing stator tooth or rotor magnets, magnet or pole shifting, pole-arc ratio and stator slot design, dummy slots on the stator teeth, varying the radial shoe depth and graded air gaps. The investigated object a brushless three phase synchronous permanent magnet Koncar motor type EKM 90M-6 has 36 stator slots and a rotor wi więcej »

Transient analysis of a buried conductor using partial element equivalent circuit method - DOI:10.12915/pe.2014.12.33

Andrijana KUHAR Radoslav JANKOSKI Leonid GRCEV

This paper presents transient analysis of a horizontal buried conductor performed by applying the Partial Element Equivalent Circuit (PEEC) method. A fast rising pulse is injected by a current source at one end of a perfect conductor placed in a finitely conductive ground. The presence of ground/air boundary surface is taken into account by implementing the image theory. The current distribution along the conductor is calculated in the frequency domain, while the time shape of the pulse is reconstructed using Inverse (Fast) Fourier Transform (IFFT). The developed technique is verified by comparison with results calculated with the Numerical Electromagnetic Code 4 (NEC4) solver and shows satisfactory agreement. Streszczenie. W artykule zaprezentowano analizę stanu przejściowego w poziomo zakopanym przewodzie przez zastosownie metody obwodu zastępczego. Szybko narastający impuls aplikowany jest poprzez źródło prądowe na końcu przewodnika umieszczonego w gruncie o skończonej przewodności. Obecność granicy zienia/powietrze uwzględnina została poprzez wykorzstanie metody odbić. Rozkład prądu w przewodnikuobliczany jest w obszarze częstotliwościowym, podczas gdy czasowy kształt impulsu jest rekonstruowany poprzez metodę odwrotnel szybkiej transformaty Fouriera (IFFT) Rozwijana technika została zweryfikowana przez porównanie wyników obliczeń uzyskanych przez oprogramowanie CODE4 Zgodność została osiągnięta w stopniu zadowalającym. (Analiza stanu przejściowego zakopanego przewodnika z wykorzystaniem metody obwodu zastępczego). Keywords: tr więcej »

Wielowarstwowy miękko przełączalny predykcyjny regulator prędkości napędu dwumasowego o zmiennych parametrach - DOI:10.12915/pe.2014.12.02

Piotr J. SERKIES Karol WRÓBEL

W artykule przedstawiono nowy odporny na zmianę mechanicznej stałej czasowej maszyny roboczej predykcyjny regulator prędkości z miękko przełączanym sterowaniem. Proponowana struktura sterowania bazuje na predykcyjnym regulatorze obliczanym off-line dla różnych wartości nieznanego parametru, następnie w zależności od estymaty tego parametru następuje miękkie przełączanie pomiędzy poszczególnymi prawami sterowania MPC. We wstępie omówiono problematykę sterowania napędami z połączeniem sprężystym i zmiennym momentem bezwładności. W kolejnych rozdziałach przedstawiono model napędu i proponowaną strukturę sterowania. Rozważania teoretyczne zostały poparte badaniami symulacyjnymi. Abstract. The paper presents a new robust predictive speed controller with soft-switched controls. The proposed control structure is based on the predictive controller off-line calculated (based on mpQP) for different values of the unknown parameter. Then, depending on the parameter estimates soft switching approach follows between the MPC control laws. A preliminary point discusses the problems of motion control of the drive with elastic coupling and variable parameters. In the following chapters presents a model of the drive and the proposed control structure. Theoretical considerations are supported by simulation studies.(Multilayer soft switchable predictive speed controller for the drive with elastic coupling and variable dynamics). Słowa kluczowe: sterowanie odporne, sterowanie predykcyjne, napęd dwumasowy, napęd o zmiennej dynamice Keywords: robust control, predictive control, two-mass drive system, drive with variable dynamics doi:10.12915/pe.2014.12.02 Wstęp Problem sterowania napędami o zmiennym momencie bezwładności jest zagadnieniem szeroko rozpatrywanym w literaturze [1]-[6]. Zagadnienie to cieszy się szczególnym zainteresowaniem ze względu na wiele praktycznych napędów w jakich jest ono rozpatrywane. Można tu wyróżnić napędy przewijakowe [1], napędy r więcej »

Wpływ wilgotności biomasy na straty mocy w torze falowodowym na pasmo X z wyciętym przelotowo otworem - DOI:10.12915/pe.2014.12.50

Aleksander GĄSIORSKI Zdzisław POSYŁEK

W pracy zaproponowano metodę mikrofalowej identyfikacji zawartości wody w biomasie. Zbudowano laboratoryjny, pomiarowy tor falowodowy, z przelotowo wyciętym (poprzecznym) otworem w elemencie falowodu na którym przeprowadzono badania. Otrzymane wyniki badań wskazują na możliwość wykorzystania tej metody identyfikacji do określania zawartości wilgoci nie tylko w biomasie ale również w innych materiałach sypkich nasiąkających wodą a nie przewodzących prądu elektrycznego. Dla określania wilgotności biomasy zaproponowany sposób jest alternatywny do obecnie stosowanych metod elektrycznych i wagowych. Abstract. A method of microwave identification of the biomass water content has been proposed in the research article. A laboratory measurement waveguide with a crosswise cut hole in the examined part of the waveguide was built. The gained research results indicate the possibility of using this identification method to determining the humidity not only in biomass but also in other water absorbing but not current conducting loose materials. The proposed method of determining the humidity of biomass is alternative to nowadays used electrical and weight methods. (The biomass humidity influence on power loss in wave guide for X band with hole). Słowa kluczowe: biomasa, wilgotność, poprzecznie wycięty tor falowodowy, straty mocy. Keywords: biomass, water content, wave guide with hole, power losses. doi:10.12915/pe.2014.12.50 Wstęp Współczesny świat nie może egzystować bez ciągłego użytkowania energii. Aby zapewnić jej stały dopływ należy wykorzystywać lokalne źródła kopalne energii, energię atomową, ale najlepiej jednak byłoby wykorzystać źródła energii, które są odnawialne, tanie i ekologiczne, czyli nie niszczące środowiska. W traktacie akcesyjnym o przystąpieniu do Unii Europejskiej, Polska zadeklarowała wzrost udziału odnawialnych źródeł energii w produkcji energii elektrycznej w roku 2010 do 7,5 % a w roku 2020 do 14 %. Położenie geograficzne więcej »

Wpływ wybranych parametrów strony pierwotnej układu zapłonowego na ograniczenie poziomu emisji i toksyczności spalin - DOI:10.12915/pe.2014.12.16

Sebastian RÓŻOWICZ

W pracy przedstawiono analizę wpływu stanu naładowania akumulatora jako parametru strony pierwotnej układu zapłonowego na zawartość toksycznych związków w spalinach. Przeprowadzono również analizę wpływu wybranego parametru układu zapłonowego na wartość energii wyładowania iskrowego. Badania eksperymentalne zawartości toksycznych związków w spalinach przeprowadzono na stanowisku badawczym bateryjnych układów zapłonowych. Abstract. Analysis of the impact battery state of charge as a parameter on the primary side of the ignition system on content of toxic substances in the exhaust has been presented in the paper. Impact of the selected parameter to the value of the ignition system spark discharge energy has been analysed. Experimental studies the content of toxic substances in exhaust gases was carried out on a test battery ignition systems. Analysis of the impact battery state of charge as a parameter on the primary side of the ignition system Słowa kluczowe: układy zapłonowe, układ nieliniowy, wyładowanie iskrowe, energia, spaliny . Keywords: ignition systems, nonlinear system, spark discharge, energy, fumes. doi:10.12915/pe.2014.12.16 Wstęp Układ zapłonowy silnika spalinowego ma za zadanie zapoczątkować proces spalenia mieszanki paliwowo powietrznej przez wyładowanie elektryczne między elektrodami świecy zapłonowej. Wyładowanie nastąpi, gdy napięcie przyłożone do elektrod świecy zapłonowej spowoduje jonizację gazu w stopniu umożliwiającym przepływ prądu elektrycznego w przestrzeni międzyelektrodowej. Ponadto wyładowanie iskrowe następuje, gdy wartość energii jest wystarczająco duża. Wyładowanie iskrowe składa się z dwóch faz: - fazy pojemnościowej - bardzo krótkiego impulsu prądowego o dużym natężeniu, - fazy indukcyjnej - długiego wyładowania łukowego o małej wartości natężenia prądu. Przebieg napięcia na elektrodach świecy zapłonowej przy stałej prędkości obrotowej silnika spalinowego przedstawiono na rysunku 1 więcej »

Wpływ wybranych technologii produkcji włóknin filtracyjnych na ich właściwości elektrostatyczne - DOI:10.12915/pe.2014.12.09

Monika MARGOL Adam JAKUBAS Dariusz KWIATKOWSKI

W artykule omówiono dwie technologie produkcji włóknin filtracyjnych oraz ich wpływ na właściwości elektrostatyczne. W sposób zwięzły opisano proces wytwarzania włóknin: igłowano - wykurczanej i klejonej. Przedstawiono wyniki pomiarów wartości czasu połowicznego zaniku ładunku elektrostatycznego oraz przedstawiono charakterystyki ładowania/rozładowania włóknin pod wpływem przepływu powietrza. Celem doświadczeń było poznanie wpływu struktury materiału (gęstość i układ włókien) na szybkość odprowadzania ładunku elektrostatycznego. Abstract. This article discusses two producing nonwoven filtration technologies and their impact on the electrostatic properties. Concisely describes the process of producing nonwovens: needling - shrinkage and glued. Presents the results of measurements of the half-decay test of electrostatic charge. (The influence of selected technology to electrostatic properties nonwovens filtration) Słowa kluczowe: włókniny, technologia, filtracja, ładunek elektrostatyczny. Keywords: nonwovens, technology, filtration, electrostatic charge doi:10.12915/pe.2014.12.09 Wstęp Jedną z najintensywniej rozwijających się narzędzi służących do separacji różnego rodzaju cząstek gazów, powietrza i pyłów o szerokim zakresie rozmiarów są włókniny filtracyjne. Dzięki odpowiednio małej średnicy włókien i ich dużej gęstości upakowania funkcjonowanie włóknin filtracyjnych opiera się na odpylaniu mechanicznym, elektrostatycznym i dyfuzyjnym, dzięki czemu są w stanie zatrzymać bardzo małe cząstki [1 ÷ 4]. Ze względu na dobre właściwości wytrzymałościowe, sposób odpylania cząstek oraz niskie koszty produkcji są powszechnie stosowane od wielu lat. Włókniny filtracyjne znajdują zastosowanie w układach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, w wielu gałęziach przemysłu (elektronicznym, farmaceutycznym, w laboratoriach badawczych), jako środki ochrony osobistej, w pojazdach samochodowych oraz w urządzeniach codziennego użytku [1]. Technologie pr więcej »

Wykorzystanie danych geoprzestrzennych w komputerowej analizie narażenia pracowników na pole elektromagnetyczne - DOI:10.12915/pe.2014.12.71

Jaromir SOBIECH Jarosław KIELISZEK Robert PUTA Dagmara BARTCZAK Wanda STANKIEWICZ

W pracy przedstawiono możliwości wykorzystania danych geoprzestrzennych do oceny ekspozycji pracowników na pole elektromagnetyczne. Informacja o terenie pochodziła z dostępnych w Internecie źródeł. Do przygotowania modeli terenu wykorzystano oprogramowanie GIS, zaś obliczenia narażenia pracowników na pole elektromagnetyczne wykonano w oparciu o algorytm FDTD. Abstract. The paper presents the possibility of using geospatial data to assess the exposure of workers to electromagnetic fields. The geospatial information came from online sources. Terrain models have been prepared in GIS software. The exposure of workers to electromagnetic fields have been calculated in FDTD software. (The use of geospatial data in computer analysis of employees exposure to electromagnetic field). Słowa kluczowe: ocena ekspozycji na pole elektromagnetyczne, numeryczny model terenu. Keywords: assessment of exposure to electromagnetic fields, digital terrain model. doi:10.12915/pe.2014.12.71 Wstęp Pole i promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu częstotliwości 0 Hz - 300 GHz jest czynnikiem szkodliwym dla zdrowia w środowisku pracy. W polskich przepisach najwyższe dopuszczalne wartości natężenia pola elektrycznego oraz natężenia pola magnetycznego określa Rozporządzenie [1]. Rys.1. Pomiar natężenia pola magnetycznego dla potrzeb oceny ekspozycji zawodowej W otoczeniu źródeł pól elektromagnetycznych, pole elektromagnetyczne może przyjmować wartości ustanowione dla trzech stref ochronnych: niebezpiecznej, rozumianej jako obszar, w którym przebywanie pracowników jest zabronione, zagrożenia, w której dopuszczone jest przebywanie pracowników przez czas ograniczony oraz pośredniej, w której dopuszczone jest przebywanie pracowników w ciągu całej zmiany roboczej. Przez ocenę pola na stanowisku pracy rozumie się wyznaczenie zasięgu stref ochronnych oraz wskazanie stanowisk pracowników podlegających ekspozycji niebezpiecznej, nadmiernej, dopuszczalnej i pomijaln więcej »

Zmiana rezystywności powierzchniowej kompozytów polimer/CNT w zależności od zawartości zbrojenia - DOI:10.12915/pe.2014.12.75

Patrycja ZYGOŃ Monika GWOŹDZIK Jerzy PESZKE Zygmunt NITKIEWICZ Adam JAKUBAS

Artykuł przedstawia modyfikację nanorurek węglowych oraz ich wpływ na przewodność kompozytów. Przeprowadzono pomiary rezystywności powierzchniowej kompozytów za pomocą przewodzącej elektrody na powierzchni kompozytu (swobodnej oraz od strony formy). W efekcie można było zauważyć różnice występujące w przewodności poszczególnych kompozytów. Abstract. This paper presents the modification of carbon nanotubes and their effect on the conductivity of composites. The surface resistivity measurements of composites were made using conductive electrode both on the surface of the composite and the bottom. As a result, we could see differences in conductivity of various composites. (Change of surface resistivity of polymer composites reinforced with carbon nanotubes). Słowa kluczowe: rezystywność powierzchniowa, nanorurki węglowe, gęstość Keywords: surface resistivity, carbon nanotubes, density doi:10.12915/pe.2014.12.75 Wstęp Od kilku lat obserwuje się gwałtowny rozwój nanotechnologii, nie tylko jako interdyscyplinarnej dziedziny nauki, lecz także nowego kierunku technologii przemysłowych [1]. Przypadkowo odkryte w 1991 r. przez Iijimę nanorurki węglowe (CNT) wywołały wielkie zainteresowanie zastosowaniem struktur nanometrycznych w wielu gałęziach badawczych i przemysłowych [2]. Coraz częściej dyskutowane są kwestie realistycznych zastosowań nanorurek [3]. Jednym z kluczowych działań jest wytwarzanie kompozytów polimerowych z nanorurkami węglowymi do budowy układów elektronicznych i mechanicznych [4]. W zależności od średnicy i stopnia chiralności nanorurki zachowują się tak jak metale lub półprzewodniki. Każda pojedyncza nanorurka charakteryzuje się swoimi unikatowymi właściwościami. Jednak nie jest konieczne poznanie właściwości każdej z nanorurek, gdy stosowane są grupowo i stanowią materiał inżynierski [5]. Interesujące jest poznanie zachowa więcej »