Search
Department of Controlled Electric Drives
Publications
Filters
total: 382
Catalog Publications
Year 2022
-
A Comparative Study of Fuzzy SMC with Adaptive Fuzzy PID for Sensorless Speed Control of Six-Phase Induction Motor
PublicationMulti-phase motors have recently replaced three-phase induction motors in a variety of applications due to the numerous benefits they provide, and the absence of speed sensors promotes induction motors with variable speed drives. Sensorless speed control minimizes unnecessary speed encoder cost, reduces maintenance, and improves the motor drive’s reliability. The performance comparison of the fuzzy sliding mode controller (FSMC)...
-
A Comparative Study of Fuzzy SMC with Adaptive Fuzzy PID for Sensorless Speed Control of Six-Phase Induction Motor
PublicationMulti-phase motors have recently replaced three-phase induction motors in a variety of applications due to the numerous benefits they provide, and the absence of speed sensors promotes induction motors with variable speed drives. Sensorless speed control minimizes unnecessary speed encoder cost, reduces maintenance, and improves the motor drive’s reliability. The performance comparison of the fuzzy sliding mode controller (FSMC)...
-
Analysis of an Energy Management System of a Small Plant Connected to the Rural Power System
PublicationThis paper presents the analysis of an energy management system (EMS) implemented to fulfill the requirements of a microgrid (MG) power supply owned by a small industrial company and connected to the rural power system. The main goal of this system is to ensure connection with the existing rural power system in terms of energy exchange, as well as to perform islanding mode operation of the microgrid based on the energy demand of...
-
Application of the ISE Optimized Proportional Control of the Wave Maker in a Towing Tank
PublicationThis paper presents the improvement of the wave maker control system. The wave maker is a facility widely used in hydromechanics laboratories to generate waves in towing tanks. It is equipped with an electrohydraulic drive and an actuator submerged into water. The waves are generated to model the environmental conditions for physical experiments, performed on reduced-scale models of maritime objects. The physical experiments allow...
-
Critical Review on Robust Speed Control Techniques for Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) Speed Regulation
PublicationThe permanent magnet synchronous motor (PMSM) is a highly efficient energy saving machine. Due to its simple structural characteristics, good heat radiation capability, and high efficiency, PMSMs are gradually replacing AC induction motors in many industrial applications. The PMSM has a nonlinear system and lies on parameters that differ over time with complex high-class dynamics. To achieve the excessive performance operation...
-
Development and performance analysis of a novel multiphase doubly-fed induction generator
PublicationThis paper presents the research into the design and performance analysis of a novel five-phase doubly-fed induction generator (DFIG). The designed DFIG is developed based on standard induction motor components and equipped with a five-phase rotor winding supplied from the five-phase inverter. This approach allows the machine to be both efficient and reliable due to the ability of the five-phase rotor winding to operate during...
Year 2023
-
A Five-Leg Three-Level Dual-Output Inverter
PublicationClassical 3-level dual-output inverter, 3-L DOI, involves two similar 3-level inverters that provides a pair of 3-phase output voltages with same or different frequencies from common input voltage source. Flexibility of either operation of the constituting inverters is evident in this DOI; but total duplication of power switches is a major drawback. State of the art coupled 3-L DOIs reduce this drawback by providing series-shared...
-
A Simplified SVPWM Technique for Five-leg Inverter with Dual Three-phase Output
PublicationThis article proposes a simplified space vector pulse-width modulation (SVPWM) technique five-leg inverter with dual three-phase output. An idea to fed the dual tree-phase machine by the multiphase voltage source inverters (VSIs) is not new. Dual- and multi-motor drive systems are widely used in the industry applications. The most popular fields are: electric vehicles (EVs) and traction systems. Moreover, the specific characteristic...
-
Asynchronous Charge Carrier Injection in Perovskite Light-Emitting Transistors
PublicationUnbalanced mobility and injection of charge carriers in metal-halide perovskite light-emitting devices pose severe limitations to the efficiency and response time of the electroluminescence. Modulation of gate bias in methylammonium lead iodide light-emitting transistors has proven effective in increasing the brightness of light emission up to MHz frequencies. In this work, a new approach is developed to improve charge carrier...
-
Augmented speed control scheme of dual induction motors with mutual flux angle control loop
PublicationThis paper proposes an augmented speed control scheme of dual induction motors fed by a five-leg voltage source inverter (VSI) with a common/shared-leg. An additional control loop is proposed here and based on the mutual flux angle – the difference between flux angular positions of the IMs. The main purpose of this research is to minimize the energy losses in the common inverter leg by controlling the mutual flux angle, at equal...
-
Core loss resistance impact on sensorless speed control of an induction motor using hybrid adaptive sliding mode observer
PublicationInduction motors (IMs) experience power losses when a portion of the input power is converted to heat instead of driving the load. The combined effect of copper losses, core losses, and mechanical losses results in IM power losses. Unfortunately, the core losses in the motor, which have a considerable impact on its energy efficiency, are not taken into account by the generally employed dynamic model in the majority of the studies. Due...
-
Design advantages and analysis of a novel five-phase doubly-fed induction generator
PublicationPurpose – The purpose of this paper is to provide an analysis of the performance of a new five-phase doubly fed induction generator (DFIG). Design/methodology/approach – This paper presents the results of a research work related to fivephase DFIG framing, including the development of an analytical model, FEM analysis as well as the results of laboratory tests of the prototype. The proposed behavioral level analytical model is based...
-
Design and Evaluation of the Compact and Autonomous Energy Subsystem of a Wave Energy Converter
PublicationThis paper presents the results of the design process focused on the development of the energy subsystem (ES) of a wave energy converter (WEC). The ES is an important electrical part that significantly affects the energy reliability and energy efficiency of the entire WEC device. The designed ES was intended for compact WECs powering IoT network devices working in the distributed grid. The developed ES is an electronic circuit...
-
Design of an Autonomous IoT Node Powered by a Perovskite-Based Wave Energy Converter
PublicationThis paper presents the results of experimental research focused on wave energy harvesting and its conversion to power Internet of Things (IoT) devices. The harvesting and conversion process was performed using a wave energy converter (WEC) consisting of a lead zirconate titanate piezoelectric ceramic perovskite material and a prototype power electronic circuit. The designed WEC was considered as a power supply for an end node...
Year 2014
-
A Measurement-Based Approach for Speed Control of Induction Machines
PublicationThis paper presents an approach to design a measurement-based controller for induction machines. The proposed control approach is motivated by the fact that developing an appropriate mechanical model of such induction machines is a challenging task. Since our proposed control methodology is only on the basis of measured data, the controller design does not require any information about the model of the mechanical part. The control...
-
Analiza działania rozszerzonego obserwatora prędkości w szerokim zakresie zmian prędkości maszyny indukcyjnej
PublicationW artykule przedstawiono zagadnienia związane z odtwarzaniem zmiennych stanu maszyny indukcyjnej. Wykorzystano obserwator oparty na modelu matematycznym maszyny z dodatkowymi zmiennymi. Przedstawiono macierz stanu zlinearyzowanych równań błędu odtwarzania. Opisano sposób definiowania wyznacznika jakości na podstawie rozkładu biegunów obserwatora. Zaproponowano metodę korekcji wzmocnień wraz ze zmianą warunków pracy maszyny. Wykazano...
-
Charakterystyka tranzystorów z węglika krzemu w wysokosprawnych przekształtnikach
PublicationPółprzewodnikowe przyrządy mocy z węglika krzemu (SiC) osiągnęły poziom technologiczny umożliwiający powszechne stosowanie w układach przekształtnikowych. W artykule omówiono ostatnie osiągnięcia dotyczące układów przekształtnikowych z przyrządami z węglika krzemu oraz wybrane wyniki badań realizowane na Politechnice Gdańskiej. W artykule opisano właściwości statyczne i dynamiczne tranzystorów MOSFET i JFET z węglika krzemu oraz...
-
Common-Mode Voltage and Bearing Currents in PWM Inverters: Causes, Effects and Prevention
PublicationIn modern induction motor drives an increase of transistors' switching frequency and a decrease of switching times are the sources of some serious problems. The high dv/dt and the common mode voltage generated by the inverter PWM control results in the appearances of bearing currents, shaft voltages, motor terminal overvoltages, the decrease of motor efficiency, and electromagnetic interference. The aspects of common mode (CM)...
-
DC-link voltage balancing in cascaded H-Bridge converters
PublicationIn the paper a DC-link voltage balancing strategy for multilevel Cascaded H-Bridge (CHB) converter is proposed. Presented solution bases on optimal choice of active vector durations in Space-Vector Pulse Width Modulation (SV-PWM). It makes it possible to DC-link voltages control and to properly generate the output voltage vector in the case of DC-link voltage unbalance. Results of simulation and experimental researches...
Year 2017
-
A Novel Speed Observer for Doubly-Fed Induction Generator
PublicationThe purpose of this paper is to show a new state observer for doubly-fed generator. A proposed z-type observer algorithm based on mathematical model of doubly fed generator with additional variables treated as a disturbances has been used. A nonlinear multiscalar control method has been used to control active and reactive power of the generator. All analyses were verified by simulations and experiments tests.
-
Badania odporności warystorów z wykorzystaniem wymagań pomiarowych zawartych w normie PN EN 61000-4-5
PublicationBadania odporności w EN 61000-4-5 są jednymi z podstawowych badań wykonywanych w ramach testów EMC na portach wejścia wyjścia urządzeń elektronicznych. W referacie przedstawiono uproszczoną metodykę doboru warystorów stanowiących zazwyczaj jeden z elementów ochronnych stosowanych na badanych portach. Proponowana metoda doboru powinny być wykonywana przez projektanta/konstruktora na początku procesu projektowego danego urządzenia....
-
Bezczujnikowa identyfikacja uszkodzeń w układzie napędowym z pięciofazowym silnikiem indukcyjnym klatkowym
PublicationW artykule przedstawiono zakres prac prowadzonych na Politechnice Gdańskiej w zakresie wielofazowych napędów elektrycznych. Pokazano jeden z realizowanych etapów prac - metodę identyfikacji zaburzeń w bezczujnikowym układzie napędowym z pięciofazowym silnikiem indukcyjnym. Do identyfikacji uszkodzeń wykorzystano analizę estymowanego momentu obciążenia. W metodzie nie jest potrzebne instalowanie, żadnych dodatkowych czujników poza...
-
Control of induction machine supplied by a current source inverter using the multi-scalar transformation and backstepping approach
PublicationThe paper describes the voltage control technique of squire-cage induction machines supplied by a current source inverter. The control system is based on new transformation of the electric drive system (machine and inverter) state variables to the multi-scalar variables form. The backstepping approach is used to obtain the feedback control law. The control system contains the structure of the observer...
-
Działanie napędu z pięciofazowym silnikiem indukcyjnym przy uszkodzeniu faz stojana
PublicationW artykule przedstawiono najważniejsze zalety wielofazowych napędów elektrycznych. Zaprezentowano budowę pięciofazowego silnika indukcyjnego klatkowego wraz z możliwymi rozwiązaniami uzwojenia stojana, które wpływają na właściwości takiego silnika. Wskazano na zwiększoną niezawodność napędów pięcio-fazowych. Właściwości napędowe potwierdzono wynikami badań eksperymentalnych.
Year 2020
-
A Preliminary Study and Analysis of Tidal Stream Generators
PublicationFor a sustainable future, tidal energy can play a vital role. Tidal energy relies on the gravitational pull of the Moon and the Sun along with the centrifugal forces created by the Earth. Tidal barrage uses the potential energy from the tide and has been very successful in electricity production. With the help of a turbine, kinetic energy can also be harnessed from tidal currents to generate electricity. However, it is not economically...
-
Application of sliding switching functions in backstepping based speed observer of induction machine
PublicationThe paper presents an analysis of the speed observer which is based on the backstepping and sliding mode approach. The speed observer structure is based on the extended mathematical model of an induction machine. The observer structure is based on the measured phase stator currents and transformed to ( αβ ) coordinate system. The stator voltage vector components are treated as known values. Additionally, such an observer structure...
-
Axial-Flux Permanent-Magnet Dual-Rotor Generator for a Counter-Rotating Wind Turbine
PublicationCoaxial counter-rotating propellers have been widely applied in ships and helicopters for improving the propulsion efficiency and offsetting system reactive torques. Lately, the counter-rotating concept has been introduced into the wind turbine design. Distributed wind power generation systems often require a novel approach in generator design. In this paper, prototype development of axial-flux generator with a counter-rotating...
-
Badania bezczujnikowego układu napędowego z silnikiem pięciofazowym w normalnych i awaryjnych stanach pracy.
PublicationW artykule przedstawiono bezczujnikowe sterowanie polowo zorientowane dla pięciofazowego silnika indukcyjnego. Zaproponowany układ sterowania został przebadany pod kątem możliwej pracy w przypadku braku zasilania jednej oraz dwóch faz stojana silnika. Zaprezentowane wyniki badań eksperymentalnych przeprowadzono dla normalnego i awaryjnego trybu pracy napędu w zakresach prędkości ponad znamionowych oraz bardzo niskich.
Year 2024
-
A review on analytical models of brushless permanent magnet machines
PublicationThis study provides an in-depth investigation of the use of analytical and numerical methods in analyzing electrical machines. Although numerical models such as the finite-element method (FEM) can handle complex geometries and saturation effects, they have significant computational burdens, are time-consuming, and are inflexible when it comes to changing machine geometries or input values. Analytical models based on magnetic equivalent...
-
A Robust Random Forest Model for Classifying the Severity of Partial Discharges in Dielectrics
PublicationPartial Discharges (PDs) are a common source of degradation in electrical assets. It is essential that the extent of the deterioration level of insulating medium is correctly identified, to optimize maintenance schedules and prevent abrupt power outages. Temporal PD signals received from damaged insulation, collected through the IEC-60270 method is the gold standard for PD detection. Temporal signals may be transformed to the frequency...
-
Cascaded Buck Hybrid Interlink Converter for Multiple-Input / Multiple-Output Operation
PublicationThe provision of isolated- and non-isolated DC output voltages by Power electronics power-conditioning devices in the recent ‘green-energy-revolution’ era is on course. In this paper, a structure for multi-input multi-output(MIMO) DC–DC buck converter is proposed to generate output voltages of varying levels with fewer component-count. The DC output voltage of each of the constituting buck converters can be used independently or...
-
Dead time effects compensation strategy by third harmonic injection for a five-phase inverter
PublicationThis paper proposes a method for compensation of dead-time effects for a fivephase inverter. In the proposed method an additional control subsystem was added to the field-oriented control (FOC) scheme in the coordinate system mapped to the third harmonic. The additional control loop operates in the fixed, orthogonal reference frame ( α - β coordinates) without the need for additional Park transformations. The purpose of this method...
-
Diagnostyka off-line stanu izolacji uzwojeń silników 6 kV z wykorzystaniem obrazowania akustycznego wyładowań niezupełnych
PublicationW zakładach przemysłowych, w których kluczowe procesy produkcyjne są realizowane z wykorzystaniem silników średniego napięcia, dla których diagnostyka izolacji uzwojeń ma istotne znaczenie. W tym celu wykonuje się ocenę porównawczą wyników pomiarów wyładowań niezupełnych (WNZ) wykonywanych dla jednostek tego samego typu, a jej skuteczność w znacznej mierze wynika z wieloletniego doświadczenia diagnosty. Dla opracowania wyników...
Year 2021
-
A Single-Carrier-Based Pulse-Width Modulation Template for Cascaded H-Bridge Multilevel Inverters
PublicationMultiplicity of the triangular carrier signals is a criterion for the extension of sinusoidal pulsewidth modulation, SPWM, to a number of output voltage levels per phase-leg in cascaded H-bridge (CHB) multilevel inverter (MLI). Considering medium and high voltage applications where appreciable number of output voltage levels from CHB MLI is needed, commensurate high number of carrier signals in either classical level- or phase-shifted...
-
A Universal Gains Selection Method for Speed Observers of Induction Machine
PublicationProperties of state observers depend on proper gains selection. Each method of state estimation may require the implementation of specific techniques of finding those gains. The aim of this study is to propose a universal method of automatic gains selection and perform its verification on an induction machine speed observer. The method utilizes a genetic algorithm with fitness function which is directly based on the impulse response...
-
Asymmetrical Modes in Polyphase Motors and Drives
PublicationThe effect of power supply and/or motor asymmetry on the phase-load distribution and the ripple of electromagnetic torque in a polyphase drive is studied by the method of symmetrical components. It is shown that the presence of asymmetry causes the mapping of all harmonics in the supply voltage into all planes of symmetrical components and eliminates the possibility of independent control of harmonics. The dynamic model of a five-phase...
-
Bezczujnikowe sterowanie pięciofazową maszyną indukcyjną klatkową zasilaną z falownika prądu
PublicationW rozprawie podjęto temat bezczujnikowego sterowania pięciofazową maszyną indukcyjną zasilaną z falownika prądu. Autor rozprawy zaproponował nowe struktury regulacji dla pięciofazowej maszyny indukcyjnej zasilanej z falownika prądu (w podwójnym układzie współrzędnych), które umożliwiają lepsze wykorzystanie obwodu magnetycznego maszyny, poprzez kontrolowaną iniekcję trzeciej harmonicznej prądu. W rozprawie przedstawiono algorytmy...
-
Current Source Inverter Fed Drive
PublicationThis book covers three-phase and multiphase (more than three-phase) motor drives including their control and practical problems faced in the field (e.g., adding LC filters in the output of a feeding converter), are considered. The new edition contains links to Matlab®/Simulink models and PowerPoint slides ideal for teaching and understanding the material contained within the book. Readers will also benefit from the inclusion of: A...
-
Design and experimental validation of a single-stage PV string inverter with optimal number of interleaved buck-boost cells.
PublicationIncreasing converter power density is a problem of topical interest. This paper discusses an interleaved approach of the efficiency increase in the buck-boost stage of an inverter with unfolding circuit in terms of losses in semiconductors, output voltage ripples and power density. Main trends in the power converter development are reviewed. A losses model was designed and used for the proposed solution to find an optimal number...
Year 2011
-
Adaptacyjny obserwator zmiennych stanu i prędkości kątowej maszyny indukcyjnej klatkowej
Publication -
Advances in CSI-fed induction motor drives
PublicationThe application of current source inverters (CSI)in induction motor (IM) drives offers a number of advantages,including: voltage boosting capability, natural shoot-throughshort-circuit protection and generation of sinusoidal voltages.The exact generation of sinusoidal voltages is possible thanks tothanks to the effect of the output ac filter capacitors and mayimprove the accuracy of sensorless IM control. The eliminationof high...
-
Bezczujnikowe sterowanie generatorem klatkowym w stanach lotnego startu elektrowni wiatrowej
PublicationElektrownie wiatrowe pracujące na sieć i wyposażone w przekształtniki dwukierunkowe AC-DC-AC, dzięki zastosowaniu generatorówindukcyjnych klatkowych mogą zapewniać efektywne generowanie energii w szerokim zakresie zmian wiatru. W artykule przedstawiono analizęlotnego startu elektrowni wiatrowej z generatorem klatkowym i cyfrowym układem sterowania. Przedstawiono wyniki symulacji lotnego startu generatora klatkowego w układzie ze...
-
Comparison of two methods for parameters selection of the proportional observer of induction motor state variables
PublicationArtykuł opisuje problemy odtwarzania prędkości obrotowej wału maszyny indukcyjnej przy wykorzystaniu estymatorów MRAS. Porównano dwie metody doboru wzmocnień obserwatora, analityczną i bazującą na algorytmach genetycznych
-
Control of five-phase induction motor
Publication -
Control Systems of an Induction and Synchronous Motor Supplied by Current Source Converter Working as Generator
Publication -
Double Fed Induction Machine Drives
PublicationContents of the Chapter 22:Machine model.Properties of the DFM.Steady state machine operation.Control rules and decoupled control.Decoupling based on MM machine model.Decoupling based on vector model.Decoupling based on rotor current equation.Overall control system.Control system based on MM model.Control system based on vector model.Estimation of variables.Calculation of the angle between stator and rotor.Remarks about digital...
-
Electric motor drive with inverter output filter
PublicationPrzedstawiono zagadnienie sterowania i estymacji w układzie napędowym z silnikiem indukcyjnym i filtrem sinusoidalnym.Filtr użyty jest do wygładzenia prądu i napięcia silnika. Filtr wprowadza spadek napięcia i przesunięcie fazowe prądów i napięć uniemożliwiające stosowane bezczujnikowych metod sterowania wektorowego. Rozwiązaniem jest uwzględnienie filtru w sterowaniu i estymacji. Artykuł pokazuje takie rozwiązanie dla metody sterowania...
Year 2012
-
Adapting a General Tool to Monitoring Multi-Agent Systems Through Virtual Host Layer Extenstion
PublicationNagios is a free software for IT infrastructure monitoring. Out-of-the-box it is not suited for monitoring multi-agent systems, because agents may dynamically join and leave the system or change roles. But Nagios' flexible configuration makes extensions possible. This paper presents and verifies Nagios configuration and extensions for monitoring multi-agent systems.
-
Algorytm automatycznego strojenia regulatorów PI serwonapędów w maszynie frezującej CNC z wykorzystaniem metody optymalizacji rojem cząstek
PublicationPublikacja traktuje o zagadnieniu automatycznego strojenia przemysłowych regulatorów liniowych. Przedstawiono proces projektowania i implementacji systemu zarówno w środowisku symulacyjnym, jak i rzeczywistym. Przeanalizowano wyniki badań porównujących jakość działania układu sterowania przy zestawach parametrów regulatorów otrzymanych różnymi metodami. Jako metodę służącą poszukiwaniu odpowienich nastaw regulatorów wykorzystano...
-
Algorytm PWM dla 9-fazowego silnika indukcjnego
Publication -
Analiza stabilności obserwatora PI na przykładzie obserwatora strumieni magnetycznych silnika indukcyjnego
PublicationW artykule określono warunki, w których obserwator PI może nie być stabilny, zaproponowano modyfikacje jego modelu matematycznego zapewniającą stabilność
-
Badania kogeneratora małej mocy
PublicationW pracy przedstawiono proces projektowania i implementacji systemu sterowania źródłem energii elektrycznej i cieplnej - bazującym na kogeneracji wysokosprawnej, wykorzystującej zmodyfikowany kogenerator firmy TOTEM z dodatkowym przekształtnikiem energoelektronicznym. Jego istotną częścią jest 4-suwowy silnik benzynowy o zapłonie iskrowym, dostosowany do spalania gazu ziemnego. W celu osiągnięcia maksymalnej sprawności układu, wykorzystano...
-
Budowa 3-osiowej maszyny frezującej CNC, wraz z doborem parametrów regulatorów w torach sterowania serwomechanizmów
PublicationW pracy przedstawiono proces tworzenia stanowiska laboratoryjnego - maszyny frezującej CNC, której osie poziome napędzane są poprzez serwomechanizmy, zaś oś pionowa napędzana jest przez silnik skokowy. Budowę stanowiska kończy proces programowania maszyny, wraz z doborem parametrów regulatorów w torach sterowania serwomechanizmów. W tym celu zostały wykorzystane kryteria: Hurwitza oraz optimum symetrii. Rezultaty strojenia regulatorów...
-
Dobór parametrów adaptacyjnego obserwatora PI zmiennych stanu silnika indukcyjnego
PublicationW artykule skupiono się na dobrze wzmocnień członów proporcjonalnego i całkującego obserwatora PI oraz stałych czasowych inercji
-
Drgania materiałów elektrostrykcyjnych a możliwość odzyskiwania energii elektrycznej
PublicationPraca zawiera opis wstępnych badań dotyczących możliwości określenia poziomu energii, jaką można uzyskać z drgań płytki kompozytowej z przymocowanymi elementami aktywnymi z materiałów piezoelektrycznych. Jednym z materiałów był kryształ PMN-PT, drugim klasyczny kryształ PZT.
-
Dynamic variables limitation for backstepping control of induction machine and voltage source converter
PublicationDynamic variables limitation for backstepping control of induction machine and voltage source converter The paper presents the method of control of an induction squirrel-cage machine supplied by a voltage source converter. The presented idea is based on an innovative method of the voltage source converter control, consisting in direct joining of the motor control system with the voltage source rectifier control system. The combined...
-
Energooszczędne sterowanie maszynami z magnesami trwałymi
PublicationPrzedstawiono klasyfikację silników z magnesami trwałymi i pokazano wybrane metody sterowania. Zaprezentowano bezczujnikowe sterowanie silnikiem bezszczotkowym prądu stałego. Podano kryteria umożliwiające energooszczędne sterowanie silnikiem przez optymalny wybór kąta przełączeń zasilanych faz. Zaprezentowano układ sterowania silnikiem z zagłębionymi magnesami wskazując zmienne modelu multiskalarnego jako zmienne stanu korzystniejsze...
Year 2004
-
Advanced control of induction motor based on load angle estimation.
PublicationW artykule przedstawiono układ sterowania silnikiem asynchronicznym klatkowy wykorzystujący estymację kąta obciążenia pracujący bez pomiaru prędkości obrotowej. W artykule przedstawiono zasadę działania układu i motodę odtwarzania zmiennych opartą w części o zależności stanu ustalonego. Przedstawiono zrealizowany regulator rozmyty kąta obciążenia. Zaprezentowane zostały wyniki symulacji i eksperymentu przeprowadzone z użyciem...
Year 2018
-
Algorytmy wyodrębniania składowych symetrycznych sygnału pomiarowego napięcia w przypadku asymetrii sieci trójfazowej
PublicationW artykule zaprezentowano działanie wybranych algorytmów wykorzystywanych do wyodrębniania składowych symetrycznych z sygnałów pomiarowych napięcia lub prądu w przypadku wystąpienia asymetrii trójfazowej sieci elektroenergetycznej. Weryfikacji działania algorytmów dokonano na podstawie badań symulacyjnych i laboratoryjnych w układzie w którym jako odbiornik zastosowano stojan maszyny asynchronicznej pierścieniowej. Określono wpływ...
-
ANALIZA AERODYNAMICZNA ŁOPAT NA PRZYKŁADZIE PROJEKTU DWUWIRNIKOWEJ TURBINY WIATROWEJ MAŁEJ MOCY
PublicationW artykule przedstawiono proces projektowania oraz analizy aerodynamicznej łopat turbiny wiatrowej z wykorzystaniem metody BEMT (ang. Blade Element Momentum Theory). Dokonano doboru profili aerodynamicznych oraz opisano procedurę wyznaczania optymalnego rozkładu kątów zwichrowania i długości cięciw profili w funkcji długości łopaty dla założonych parametrów wejściowych. Dokonano obliczenia działających sił oraz generowanej mocy...
-
Badanie niezawodności działania napędów elektrycznych
PublicationPrzedstawiono wybrane zagadnienia detekcji uszkodzeń trójfazowego silnika indukcyjnego takich jak niewspółosiowość i niewyważenie wirnika oraz uszkodzenia prętów wirnika. Analizowano głównie konfigurację napędu, gdzie silnik zasilany jest z falownika przez filtr sinusoidalny, ograniczając się do pomiarów tych wielkości, które mogą być rejestrowane bez umieszczania czujników prądu i napięcia poza falownikiem. Dodatkowo pokazano...
-
BEZCZUJNIKOWE STEROWANIE WOLNOOBROTOWYM SILNIKIEM PMSM Z KOMPENSACJĄ MOMENTU ZACZEPOWEGO
PublicationW pracy przedstawiono propozycję rozwiązania problemu bezczujnikowego sterowania wolnoobrotową maszyną synchroniczną z magnesami trwałymi PMSM. Przedstawiono silnik PMSM, który zastosowano w stanowisku badawczym. Omówiono problem występowania tętnień momentu napędowego wynikający głównie ze znacznego momentu zaczepowego. Pokazano rozwiązanie kompensujące tętnienia momentu napędowego w silniku PMSM. Przygotowano procedurę startową...
-
CONTROL OF THE WAVES IN A TOWING TANK WITH THE USE OF A BLACK-BOX MODEL
PublicationThe paper describes an adaptive control system of the waves, implemented in the Ship Design and Research Centre, CTO S.A. The purpose of generating the waves in the towing tank is the modelling of the environmental conditions during hydrodynamic model tests. The tests are performed on scale models of towed or free running ships, anchored structures like oil rigs or bottommounted structures, e.g. wind turbines. In the towing tank...
-
Dual Active Bridge (DAB) DC-DC converter for multilevel propulsion converters for electrical multiple units (EMU)
PublicationSemiconductor power devices made from silicon carbide (SiC) reached a level of technology enabling their widespread use in power converters. Two different approaches to implementation of modern traction converters in electric multiple units (EMU) have been presented in recent years: (i) 3.3-kV SiC MOSFET-based three-level PWM inverter with regenerative braking and (ii) 6.5-kV IGBT-based four-quadrant power electronic traction transformer...
-
Electric shock hazard in circuits with variable-speed drives
PublicationThe conventional approach to electrical safety under fault condition in typical power systems considers earth fault currents of sinusoidal waveform and frequency of 50/60 Hz. However, in circuits with variable-speed drives, there is earth fault current flow with harmonics, and these harmonics influence the threshold of ventricular fibrillation. The paper presents earth fault current waveforms in circuits with variable-speed drives...
-
Elementy analizy RAMS i cyklu życia napędów nowej generacji w układzie e-transformatora realizowanych w technologii SiC do elektrycznych zespołów trakcyjnych
PublicationTransport kolejowy podlega ciągłej presji, aby zwiększać dostępność połączeń i obniżać koszty przejazdów. Konstruktorzy pociągów i przewoźnicy, w odpowiedzi na stawiane oczekiwania, starają się wdrażać pojawiające się na rynku nowe innowacyjne rozwiązania. Europejski program Shift2Rail stawia ambitne cele w stosunku do kluczowych wskaźników wydajności (z ang. KPI - Key Performance Indicators) systemu kolejowego obejmującego infrastrukturę,...
Year 2019
-
An Optimal Power Point Tracking Algorithm in a Solar PV Generation System
PublicationThe non-linearity in I-V characteristics of a PV panel requires to be operated at knee point to extract maximum power. In order to operate the panel at optimal point, maximum power point tracking (MPPT) algorithm is employed in the control structure. The main objective of MPP tracking is to keep the operation at knee point of I-V characteristics under varying condition of temperature and solar insolation. Under non uniform solar...
-
Badania komunikacji pomiędzy urządzeniami automatyki zabezpieczeniowej zgodnie ze standardem IEC 61850
PublicationW artykule opisano badania modelu sieci SN wyposażonego w przekaźniki REF615 Serii Relion firmy ABB oraz tester zabezpieczeń CMC 256-6 firmy OMICRON. Na stanowisku badawczym na Wydziale Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej przeprowadzono badania czasu przesyłania komunikatów GOOSE oraz retransmisji danych za pomocą testera zabezpieczeń CMC 256-6. Wyniki potwierdziły niezawodność oraz powtarzalność czasów przesyłu...
-
Comparative Evaluation of Multicoil Inductive Power Transfer Approaches Based on Z-source Network
PublicationThis paper describes comparative evaluation between wireless power transfer topologies with utilization of Z-source network. Paper describes components calculation method. List of open-loop, close-loop simulations were conducted to compare both topologies. Spectrum of signals is also researched.
-
EFEKTYWNOŚĆ EKONOMICZNA HYBRYDOWEJ MIKROINSTALACJI OZE
PublicationW artykule przedstawiono warunki pracy mikroelektrowni hybrydowej zainstalowanej w małej firmie mieszczącej się na terenie przemysłowym. Pokazano strukturę i parametry elektrowni składającej się z paneli fotowoltaicznych i elektrowni wiatrowej. Przeanalizowano odbiorniki energii oraz warunki pobierania mocy biernej. Dla wybranego okresu czasu pokazano zużycie oraz produkcję energii elektrycznej i energię zużytą na potrzeby firmy...
Year 2010
-
Analiza pracy silnika indukcyjnego 15-fazowego z przekształtnikiem
PublicationW pracy przedstawiono analizę pracy silników wielofazowych zasilanych z regulowanego źródła napięcia. Silniki poddane analizie zostały zaprojektowane z wykorzystaniem nie stosowanej w silnikach trójfazowych ilości żłobków równej Q = 30. Badania symulacyjne wykonano w programie do obliczeń polowych FEMM, korzystającego z metody elementów skończonych.
-
Application of wireless communication to small WECS with induction generator
PublicationWind energy conversion systems (WECS) seem to be self-evident elements of the future smart grids. Among many generator types the squirrel cage induction generator (SCIG) characterizes robustness and low cost. A full-scale power converter can perform smooth grid connection over wide speed range of multiple-stage geared SCIG. Increasing number of sensors can improve the WECS control and diagnostics but increasing number of thin wires...
-
Badania porównawcze obserwatorów z dodatkowymi integratorami w estymatorze typu MRAS strumieni magnetycznych i prędkości obrotowej silnika indukcyjnego
PublicationW artykule przedstawiono wyniki laboratoryjnych i symulacyjnych badań estymatorów typu MRAS strumieni magnetycznych i prędkości obrotowej silnika indukcyjnego. W roli modelu przestrajanego, w strukturze estymatorów zastosowano obserwatory Luenbergera różniące się liczbą dodatkowych integratorów. Dodatkowe integratory zostały wprowadzone do struktury obserwatora Luenbergera w celu tłumienia zakłóceń nakładających się na przebieg...
-
Bezczujnikowy układ regulacji elektrowni wiatrowej w stanach lotnego startu i osłabiania pola generatora klatkowego
PublicationElektrownie wiatrowe z generatorami indukcyjnymi klatkowymi i przekształtnikami AC-DC-AC posiadają wiele zalet, m.in. szeroki zakres prędkości wiatru oraz możliwość regulacji wzbudzenia generatora w funkcji prędkości obrotowej. Wraz z postępującym zmniejszeniem kosztów przyrządów półprzewodnikowych, układy z generatorami klatkowymi i przekształtnikami dwukierunkowymi będą stanowić coraz większy procent wśród elektrowni wiatrowych...
-
Działanie wyłączników różnicowoprądowych przy doziemieniu silnika zasilanego z przemiennika częstotliwości
PublicationW artykule przedstawiono analizę widmową prądu ziemnozwarciowego przy doziemieniu na zaciskach silnika zasilanego z przemiennika częstotliwości. Eksperymentalnie wyznaczono prąd zadziałania wyłączników różnicowoprądowych przy takim doziemieniu. Przedstawiono również prąd zadziałania prototypowego wyłącznika różnicowoprądowego charakteryzującego się dobrymi własnościami przy silnie odkształconych prądach różnicowych. Podjęto próbę...
Year 2016
-
Analiza właściwości rozszerzonego obserwatora prędkości maszyny indukcyjnej
PublicationRozszerzony obserwator prędkości został zaproponowany przez prof. Krzemińskiego i jest oparty na rozszerzonym modelu maszyny indukcyjnej, gdzie wprowadzona został nowa zmienna ζ. Jest to nowe podejście do estymacji zmiennych stanu maszyny indukcyjnej i nie wszystkie problemy zostały do tej pory rozwiązane. Zaproponowano wykorzystanie algorytmów ewolucyjnych do doboru wzmocnień obserwatora. W celu redukcji nakładów obliczeniowych...
-
Digital Control System of the Wavemaker in the Towing Tank
PublicationThe paper describes a digital control system of the rigid flap wavemaker in a towing tank in CTO S.A. Ship Design and Research Centre. The control system is based on an 8-bit AVR microcontroller and consists of two cascading PID controllers. The digital system replaced the previous analogue system from 1974 and has been integrated with the existing sensors and actuators of the wavemaker. The new control system allows to obtain...
-
Dobór wzmocnień całkującego obserwatora strumieni magnetycznych silnika indukcyjnego metodą zmiany bazy
PublicationW artykule opisano zastosowanie zmodyfikowanego obserwatora całkującego do odtwarzania strumieni magnetycznych silnika indukcyjnego. Wzmocnienia obserwatora dobrano metodą zmiany bazy, rozszerzoną o transformację diadyczną i parametryzację. Przedstawiono również wyniki badań laboratoryjnych obserwatora pracującego w multiskalarnym układzie sterowania.
-
EFEKTYWNY POMIAR I ANALIZA JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ
PublicationW artykule przestawiono stan prawny oraz parametry określające jakość energii elektrycznej (JEE). Przedstawiono dwa rodzaje urządzeń do pomiaru JEE – stacjonarne analizatory i urządzenia przenośne. Wskazano konieczność ciągłego monitoringu wskaźników JEE. Artykuł przedstawia cztery przypadki pomiaru parametrów energii elektrycznej, gdzie doszło do awarii systemu zasilania lub baterii kondensatorów czego przyczyną było pogorszenia...
Year 2015
-
Appendix E
PublicationThe advance of variable speed drives systems (VSDs) engineering highlights the need of specific technical guidance provision by electrical machines and drives manufacturers, so that such applications can be properly designed to present advantages in terms of both energy efficiency and expenditure. This book presents problems and solutions related to inverter-fed electrical motors. Practically orientated, the book describes the...
-
Bezczujnikowa diagnostyka uszkodzeń mechanicznych w przekształtnikowym napędzie elektrycznym
PublicationW artykule przedstawiono zagadnienie detekcji uszkodzeń układu mechanicznego transmisji momentu w układzie bezczujnikowego napędu elektrycznego. Do detekcji uszkodzeń zastosowano analizę moment obciążenia który estymowany jest w czasie rzeczywistym. Przedstawiono strukturę układu napędowego, zależności obserwatora momentu oraz przykładowe wyniki badań w laboratoryjnym układzie napędowym. Uszkodzenia wprowadzano w sposób sztuczny...
-
Dead-Time Effect Compensation Based on Additional Phase Current Measurements
PublicationThis paper proposes a new method of dead-time effect compensation. The proposed solution is based on additional phase current measurements realized by analog-to-digital converters. These measurements are carried out at the time instants specified by a pulsewidth-modulation (PWM) strategy. This makes it possible to estimate inverter currents at the commutation instants and, finally, to estimate the voltage error caused by dead time. This...
-
Detekcja uszkodzeń w bezczujnikowym napędzie elektrycznym z wykorzystaniem obserwatora momentu obciążenia
PublicationW artykule przedstawiono metodę monitorowania oraz detekcji uszkodzeń układu transmisji momentu w przekształtnikowym napędzi elektrycznym. Detekcję uszkodzeń oparto na analizie estymowanego momentu obciążenia silnika indukcyjnego pracującego w bezczujnikowym układzie sterowania. Moment obciążenia estymowany jest jako dodatkowa wielkość oprócz innych sygnałów wykorzystywanych przy sterowaniu, tj.: prędkości obrotowej i strumienia...
-
Dobór wzmocnień całkującego obserwatora strumieni magnetycznych silnika indukcyjnego metodą zmiany bazy
PublicationW artykule opisano zastosowanie zmodyfikowanego obserwatora całkującego do odtwarzania strumieni magnetycznych silnika indukcyjnego. Wzmocnienia obserwatora dobrano metodą zmiany bazy, rozszerzoną o transformację diadyczną i parametryzację. Przedstawiono również wyniki badań laboratoryjnych obserwatora pracującego w multiskalarnym układzie sterowania.
-
Effective Short -term Forecasting of Wind Farms Power
PublicationForecasting a specific wind farm's generation capacity within a 24 hour perpective requires both a reliable forecast of wind, as well as supporting tools. This tool is a dedicated model of wind farm power. This model should include not only general rules of wind to mechanical energy conversion, but also the farm's specific features. This paper present analytical, statistical, and neuron models of wind farm power. The study is based...
Year 2009
-
Application of speed and load torque observers in high-speed train drive for diagnostic purposes
PublicationW artykule przedstawiono zastosowanie diagnostyczne obserwatorów prędkości obrotowej i momentu obciążenia w układzie napędowym z silnikiem asynchronicznym. System diagnostyczny jest dedykowany do napędu pociągu szybkiego. Celem diagnostycznym jest monitorowanie stanu czujnika prędkości obrotowej wału silnika oraz układu przeniesienia momentu trakcyjnego. Analiza sygnałów obliczanych w obserwatorach stanu pozwala na wykrycie uszkodzeń...
-
Asynchronous motor nonlinear control with inverter output LC filter
PublicationFiltr wyjściowy falownika jest stosowany w napędach elektrycznych prądu przemiennego o regulowanej prędkości w celu wygładzenia przebiegów prądów i napięć zasilających silnik. Zastosowanie filtru utrudnia realizację precyzyjnych metod sterowania silnikami, szczególnie w przypadku napędów bezczujnikowych (tj. bez czujnika prędkości obrotowej wału silnika). Ponieważ, ze względów praktycznych, nie stosuje się pomiarów prądów i napięć...
-
Decentralizacja zarządzania usługami regulacyjnymi w zakresie mocy czynnej w warunkach rynkowych
PublicationW artykule postuluje się wprowadzenie zmian organizacyjnych zmierzających do decentralizacji procesu bilansowania w systemie. Decentralizacja umożliwi funkcjonowanie lokalnych, konkurencyjnych rynków usług systemowych.
-
Diagnostyka układu przeniesienia momentu trakcyjnego pociągu szybkiego z wykorzystaniem obserwatorów stanu
PublicationW artykule przedstawiono zagadnienie diagnostyki czujnika prędkości silnika i przekładni mechanicznej pociągu. W celach diagnostycznych zastosowano obserwatory stanu do obliczania prędkości obrotowej silnika i momentu obciążenia. Analiza chwilowych wartości obliczonej prędkości obrotowej oraz momentu obciążenia pozwala na diagnozowanie stanu układu transmisji momentu trakcyjnego. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych...
-
Działanie wyłączników różnicowoprądowych przy doziemieniu silnika zasilanego z przemiennika częstotliwości
PublicationW referacie przedstawiono analizę prądu ziemnozwarciowego przy doziemieniu na zaciskach silnika zasilanego z przemiennika częstotliwości oraz prąd zadziałania wybranych wyłączników różnicowoprądowych przy silnie odkształconych prądach różnicowych. Podjęto próbę oszacowania, ze względu na próg fibrylacji serca, dopuszczalnej wartości prądu rażeniowego zawierającego wiele wyższych harmonicznych.
Year 2008
-
Badania obserwatorów proporcjonalnych w multiskalarnym układzie sterowania silnika indukcyjnego
PublicationW artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych proporcjonalnego obserwatora Luenbergera strumieni magnetycznych silnika indukcyjnego. W celu potwierdzenia poprawności przyjętych kryteriów doboru parametrów obserwatora badania przeprowadzono dla czterech różnych zestawów tych parametrów. Jakość odtwarzania zmiennych stanu w obserwatorze oceniono na podstawie jakości działania multiskalarnego układu sterowania wykorzystującego...
Year 2013
-
Badania symulacyjne wysokonapięciowej przetwornicy DC/DC
PublicationW artykule zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych przekształtnika energoelektronicznego typu DC/DC działającego w układzie niepełnego mostka z transformatorem izolacyjnym pracującym przy dużej częstotliwości. Badania symulacyjne wykonano posługując się pakietem Matlab-Simulink z biblioteką SimPowerSystems. Omówiono problemy zastosowania wysokonapięciowych tranzystorów z izolowaną bramką do konstrukcji przekształtników wysokiego...
-
Bezczujnikowe sterowanie maszynami elektrycznymi zasilanymi przekształtnikowo
PublicationOpracowanie teoretycznych podstaw do projektowania bezczujnikowych, nieliniowo sterowanych układów napędowych z maszynami elektrycznymi stanowiło zasadniczy cel monografii. Wiele zagadnień dotyczących bezczujnikowego sterowania zostało opracowanych dla modelu maszyny w postaci wektorowej. Autor niniejszej rozprawy zaproponował wykorzystanie modeli multiskalarnych do określenia zmiennych sterujących i nieliniowych sterowań odsprzęgających....
-
Control strategy for the multilevel cascaded H-bridge converter
PublicationThe paper presents the control strategy for Cascaded H-bridge (CHB) converter . The converter output voltage using Space-Vector Pulse Width Modulation (SV-PWM) strategy is controlled. The DC-link voltages are controlled by appropriate choice of H-Bridges and appropriate choice of active and passive vectors.
-
Dobór wzmocnień rozszerzonego obserwatora prędkości na podstawie rozkładu biegunów
PublicationW artykule przedstawiono zagadnienia związane z odtwarzaniem zmiennych stanu silnika indukcyjnego z wykorzystaniem obserwatora prędkości opartego na rozszerzonym modelu maszyny. Zaproponowano zlinearyzowany układ równań opisujący dynamikę błędów odtwarzania zmiennych stanu. Wykorzystano wartości własne macierzy stanu równań błędu do określenia jakości pracy obserwatora. Do doboru wzmocnień obserwatora zastosowano algorytm ewolucyjny....
-
Dwie metody doboru wzmocnie obserwatora PI strumieni magnetycznych silnika indukcyjnego
PublicationW artykule opisano problemy zwizane z doborem wzmocnie obserwatora proporcjonalno-całkujcego, przeznaczonego do odtwarzania strumieni magnetycznych silnika indukcyjnego. Porównano dwie metody doboru wzmocnie obserwatora, analityczn i bazujc na optymalizacji. Rozwaania teoretyczne poparto wynikami bada symulacyjnych i laboratoryjnych.
Year 2007
-
Bezczujnikowe sterowanie maszyną indukcyjną zasilaną z falownika prądu
Publication.
-
Control of the wind turbine generator
PublicationWind power system consists of two main parts: wind turbine and electrical generator. Wind turbine converts the energy of the flowing air into mechanical energy, next generator converts this energy into electrical energy that is sent to the power system. These two processes should be realized with maximum efficiency and the following requirements for the control system can be formulated: opti-mal wind power conversion, compensation...
Year 2003
-
Control of the induction motor in the field weakening region based on the multiscalar model.
PublicationNajwiększą korzyścią płynąca z zastosowania w układzie regulacji modelu multiskalarnego jest pełne odsprzężenie toru sterowania prędkością i toru sterowania strumieniem. Wykorzystanie zależności występujących w modelu multiskalarnym pozwala na określenie maksymalnego momentu wyjściowego w układzie napędowym dla zakresu osłabiania pola. Zaproponowany został bezczujnikowy układ regulacji w oparciu o obserwator prędkości.
-
Elektrownia wiatrowa z maszyną dwustronnie zasilaną - badania symulacyjne.Zastosowanie Komputerów w Nauce i Technice.XIII cykl seminariów zorganizowanych przez PTETiS, Oddział Gdańsk.
PublicationW referacie przedstawiono propozycję układu sterowania elektrowni wiatrowej pracującej w systemie elektroenergetycznym. Syntezę układu regulacji przeprowadzono bazując na multiskalarnym modelu maszyny indukcyjnej dwustronnie zasilanej (MDZ). Optymalne przetwarzanie energii wiatru, odpowiadające ekstremalnej regulacji mocy czynnej turbiny, zrealizowano na podstawie charakterystyk statycznych. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych.