prof. dr hab. inż. Zbigniew Krzemiński
Publications
Filters
total: 129
Catalog Publications
-
Speed and load torque observer application in high-speed train electric drive
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...
-
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...
-
Nonlinear control of five phase induction motor with synchronized third harmonic flux injection
PublicationThe paper deals with the novel control system for five phase induction motor (IM) that enables the injection of the rotor flux 3rd harmonic component. Two multiscalar models are transformed from the 1-1 and 2-2 vector models developed in the 1st and 3rd harmonic planes. Based on the obtained multiscalar models the synthesis of dual multiscalar control is established. The obtained two multiscalar control systems can independently...
-
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...
-
Sensorless Control of Polyphase Induction Machines
PublicationThe basics of transformations of polyphase systems into orthogonal systems are explained. Vector models of induction machines in orthogonal planes are analysed and multiscalar models for rotor flux and main flux together with stator current are presented. A speed observer based on an extended model of the induction machine for selected variables is applied in the control system for the induction machine. On the basis of the model...
-
Hybrid high-frequency-SiC and line-frequency-Si based PEBB for MV modular power converters
PublicationIzolowane przekształtniki DC-DC o sterowanym kącie przesunięcia napięć strony pierwotnej i wtórnej są kluczowymi elementami współczesnych modułowych przekształtników energoelektronicznych średniego napięcia (SN). W porównaniu do konwencjonalnych przekształtników SN, przekształtniki modułowe z izolowanymi przetwornicami DC-DC nie wymagają izolacji w postaci wielkogabarytowych transformatorów o częstotliwości sieci. Zastosowanie...
-
Sensorless Multiscalar Control of Five-Phase Induction Machine with Inverter Output Filter
PublicationThe paper presents a complete solution for speed sensorless control system for five-phase induction motor with voltage inverter, LC filter and nonlinear control of combined fundamental and third harmonic flux distribution. The control principle, also known as multiscalar control, nonlinear control or natural variables control, is based on a use of properly selected scalar variables in control feedback to linearize controlled system....
-
Power Electronic Transformer For Smart Grid Application
PublicationIn this paper the control system of Power Electronic Transformer (PET) for the Smart Grid application is proposed. The structure of PET is based on two Cascaded H-bridge (CHB) converters. The electrical energy is transferred between converters using Dual-Active-Bridges (DAB) and high-frequency transformers. This type of coupling has been used to connect the DC-links of all H-bridges. The proposed control system for PET makes it...
-
Sensorless low speed PMSM motor control with cogging torque compensation
PublicationThe paper presents sensorless control of a low speed permanent magnet synchronous machine with use of modified state observer. An overview of the PMSM motor used in the research setup was presented. The problem of drive torque ripple, resulting mainly from the occurrence of a significant cogging torque, was discussed. A solution compensating the torque ripple of the PMSM motor was proposed. A start-up procedure of the speed control...
-
Regulacja napięcia w sieci nN z rozproszonymi źródłami energii
PublicationPodłączanie rozproszonych źródeł energii do sieci energetycznych niskiego napięcia powoduje powstawanie problemów zmienności i niesymetrii napięcia, zwłaszcza w przypadku dużych odległości od transformatora zasilającego. W skrajnych przypadkach zachodzi konieczność redukcji mocy generowanej przez źródło podczas oddawaniu energii do sieci. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie energoelektronicznego regulatora napięcia składającego...
-
The PWM current source inverter with IGBT transistors and multiscalar model control system
PublicationW niniejszym artykule przedstawiono struktury układów sterowania maszyny indukcyjnej zasilanej z falownika prądu. Przedstawiono metodę modulacji szerokości impulsów dla falownika prądu. Pokazano modele matematyczne maszyny indukcyjnej klatkowej zasilanej z falownika prądu. Przedstawiono trzy układy regulacji sterowania multiskalarnego z czego dwa są nowe. Rozważania teoretyczne zweryfikowano za pomocą badań symulacyjnych.
-
Sterowanie małą elektrownią wiatrową z wykorzystaniem efektu przeciągnięcia
PublicationW artykule przedstawiono sposób sterowania małą elektrownią wiatrową o zmiennej prędkości kątowej i o stałym kącie ustawienia łopat. Algorytmy sterowania przeniesione z dużych elektrowni wiatrowych nie zapewniają ani odpowiedniej sprawności aerodynamicznej ani bezpieczeństwa. Zaproponowany algorytm umożliwia zwiększenie wydajności o ponad 50% i zapewnienie bezpieczeństwa przy dużej prędkości wiatru przez wejście w stan przeciągnięcia....
-
Digital Implementation of a Novel Controlled Rectifier Synchronization Method
PublicationZ uwagi na zakłócenia spotykane w przebiegach napięćia zasilającego prostowniki sterowane, tradycyjna metoda synchronizacji wykrywająca przejście naopięcia przez zero nie zapewnia prawidłowego działania prostownika. W artykule przedstawiono nową metodę synchronizacji prostowników sterowanych tyrystorowych i tranzystorowych z siecią zasilającą. W artykule przedstawiono zależności teoretyczne oraz wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych.
-
Sterowanie multiskalarne pięciofazową maszyną indukcyjną
PublicationZastosowanie przekształcenia układu współrzędnych fazowych na układ ortogonalny dla pięciofazowego silnika indukcyjnego o uzwojeniach skupionych prowadzi do wystąpienia w modelu matematycznym dwóch par składowych alfa-beta wektorów wirujących w dwóch nieruchomych układach współrzędnych. Pierwszy układ współrzędnych odpowiada zmiennym pierwszej harmonicznej, drugi – zmiennym trzeciej harmonicznej. Dla każdego układu występuje oddzielny...
-
Wielopoziomowe przekształtniki średniego napięcia (SN) o budowie modułowej
PublicationW artykule omówiono wybrane zagadnienia dotyczące zastosowań wielopoziomowych przekształtników średniego napięcia (SN) w układach napędowych o regulowanej prędkości, zwłaszcza w układach z izolacją od sieci zasilającej. W opracowanym przekształtniku zastosowano izolację galwaniczną od sieci zrealizowaną za pomocą izolowanych przetwornic dc-dc z transformatorami wysokiej częstotliwości (> 5 kHz). Przedstawiono zarejestrowane przebiegi...
-
Exact generation of voltage vector in voltage inverter with pulse width modulation
PublicationW artykule zaproponowano metodę modulacji szerokości impulsów dla falownika napięcia. Proponowana metoda rozwiązuje problemy związane z kompensacją czasów martwych oraz kompensacją wpływu parametrów łączników energolelektronicznych na napięcie wjściowe falownika. W artykule zaprezentowano metodę kompensacji między innymi pojemności pasożytniczych tranzystorów, dyskretyzacji czasów załączeń tranzystorów. Przedstawiona metoda modulacji...
-
Nonlinear control of induction motor in field weakning region with consideration of stator flux
PublicationMetody nieliniowgo sterowania mogą poprawić właściwości silnika indukcyjnego w stanach przejściowych wektora strumienia. Badano sterowanie oparte na modelu multiskalarnym silnika indukcyjnego w zakresie osłabiania pola. Dwie nowe zmienne wejściowe pojawiające się w modelu multiskalarnym są równe czynnej i biernej mocy silnika. Pokazano, że te wielkości mogą byc kompensowane, jeżeli rozważane są jako mierzone zakłócenia. Maksymalny...
-
Properties of sensorless control systems based on multiscalar models of the induction motors
PublicationCelem artykułu jest opracowanie ogólnych postaci multiskalarnych modeli silnika indukcyjnego i zaprezentowanie właściwości bezczujnikowych układów regulacji opartych na takich modelach. Poprzednio prezentowane modele multiskalarne silnika indukcyjnego oparte na wykorzystaniu wektorów prądu stojana i strumienia wirnika zostły uogólnione jako model typu 1. Nowy model typu 2 zdefiniowany został dla wektora prądu stojana i innego wektora...
-
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...
-
Novel adaptive flux observer for wide speed range sensorless control of induction motor
PublicationA new adaptive flux observer of induction motor is presented in the paper. The Lyapunov theory is utilized for derivation of the adaptation law of rotor flux angular speed, which acts as unknown parameter in an augmented induction motor model. In the field weakening region, where stray fluxes are comparable with rotor flux magnitude, the air-gap flux stabilization is proposed. An air-gap flux multiscalar model is derived for stator...
-
Zmodyfikowane sterowanie silnikiem indukcyjnym zasilanym z falownika prądu
Publication.
-
Nieliniowe sterowanie silnikiem indukcyjnym zasilanym z falownika prądu
Publication.
-
Bezczujnikowe sterowanie maszyną indukcyjną zasilaną z falownika prądu
Publication.
-
Sterowanie silnikiem indukcyjnym w zakresie osłabiania pola
PublicationPrezentowany w referacie układ regulacji silnika indukcyjnego oparty na modelu multiskalarnym zapewnia zachowanie odsprzężonego sterowania w szerokim zakresie zmian strumienia w szczelinie powietrznej. Układ regulacji zawiera regulatory trzech zmiennych multiskalarnych, co oznacza, że strumień jest sterowany w sposób bezpośredni. Proponowany układ zrealizowano jako bezczujnikowy, przy czym prędkość kątowa wału jest odtwarzana w...
-
Sterowanie silnikiem indukcyjnym w szerokim zakresie prędkości kątowej wału
PublicationPrezentowany w artykule układ regulacji silnika indukcyjnego oparty na modelu multiskalarnym zapewnia zachowanie odsprzężonego sterowania w szerokim zakresie zmian strumienia w szczelinie powietrznej oraz prędkości kątowej wału. W układzie regulacji strumień jest sterowany w sposób bezpośredni. Proponowany układ zrealizowano jako bezczujnikowy. Prędkość kątowa wału jest odtwarzana za pomocą zmodyfikowanego obserwatora prędkości....
-
Dokładne generowanie wektora napięcia wyjściowego w falowniku napięcia z modulacją szerokości impulsów
PublicationW artykule dokonano analizy wpływu parametrów tranzystorów mocy wykorzystanych do budowy falownika napięcia na dokładność generowania wektora napięcia wyjściowego. Zaproponowano metodę modulacji szerokości impulsów, w której zredukowany został wpływ zjawisk związanych z właściwościami tranzystorów mocy na napięcie generowane w falowniku. Przedstawiono przebiegi prądów fazowych falownika, w którym zaimplementowano proponowane rozwiązanie.
-
Struktura obserwatora prędkości silnika indukcyjnego z modelem zakłóceń
PublicationPrzedstawiany w wielu publikacjach obserwator prędkości silnika indukcyjnego zaproponowany przez autora został w ostatnim okresie zmodyfikowany. Osiągnięto zwiększenie zakresu odtwarzanej prędkości oraz poprawę działania dla prędkości równej i bliskiej zeru. Istotą struktury obserwatora jest zastąpienie w modelu silnika indukcyjnego iloczynów składowych wektora strumienia wirnika i prędkości składowymi wektora zakłóceń. Dynamika...
-
Szybkie prototypowanie SCR w systemach automatyki napędu elektrycznego
PublicationBudowę układu napędowego poprzedza okres badań i prób uruchomieniowych poszczególnych elementów składowych. Sprawdzenie układu sterowania jest elementem, który wymaga najwięcej czasu, a błędy mogą spowodować uszkodzenia w części energoelektronicznej układu. W rozdziale przedstawiono metodę szybkiego prototypowania wykorzystywaną przy uruchamianiu nowych układów napędowych. Połączenie procesora sygnałowego z komputerem umożliwia...
-
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...
-
Wdrażanie innowacyjnych rozwiązań w przedsiębiorstwie akademickim
PublicationPrzedstawiono uwarunkowania organizacyjne i prawne realizacji projektów badawczych prowadzonych na politechnice. Na uczelni technicznej występują bariery w zakresie rozwoju techniki i technologii ograniczające proces wdrażania nowych rozwiązań do praktyki przemysłowej. Pokazano przyczyny braku zainteresowania ze strony przemysłu innowacyjnymi rozwiązaniami, zwłaszcza chronionymi patentami. Z drugiej strony istnieje w przemyśle...
-
Wpływ budowy stopni wejściowych falowników na generowanie prądów wirowych i upływowych
PublicationPodstawowymi rozwiązaniami stopni wejściowych falowników są układy z:-prostownikiem 6-pulsowym stosowanym dla obniżenia kosztów,-prostownikiem 12 lub 18-pulsowym stosowanym dla obniżenia zniekształceń harmonicznych,- sterowanym prostownikiem 6-pulsowym PWM stosowanym dla obniżenia zniekształceń harmonicznych oraz zwiększenia współczynnika mocy.Zawartość harmonicznych po stronie zasilania ma wpływ na możliwość powstania potencjalnych...
-
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 silnkiem przez optymalny wybór kąta przełączeń zasilanych faz. Zaprezentowano układ sterowania silnikiem z zagłębionymi magnesami wskazując zmienne modelu multiskalarnego jako zmienne stanu korzystniejsze...
-
Przekształtniki dwukierunkowe ze zwrotem energii do sieci
PublicationW artykule przedstawiono stanowisko eksperymentalne oraz badania porównawcze napędu jednokierunkowego i dwukierunkowego z silnikami indukcyjnymi o mocy 22kW. Następnie przedstawiono wyniki wdrożenia napędu dwukierunkowego w Spółdzielni Mleczarskiej "Maćkowy" w Gdańsku, gdzie napęd dwukierunkowy wykorzystano przy modernizacji wirówki do produkcji twarogu DSC1 z silnikiem o mocy 18,5kW.
-
Przekształtniki dwukierunkowe ze zwrotem energii do sieci
PublicationW artykule przedstawiono stanowisko eksperymentalne oraz badania porównawcze napędu jednokierunkowego i dwukierunkowego z silnikami indukcyjnymi o mocy 22kW. Następnie przedstawiono wyniki wdrożenia napędu dwukierunkowego w Spółdzielni Mleczarskiej "Maćkowy" w Gdańsku, gdzie napęd dwukierunkowy wykorzystano przy modernizacji wirówki do produkcji twarogu DSC1 z silnikiem o mocy 18,5kW.
-
Sterowanie silnikiem o magnesach trwałych PMSM z obserwatorem prędkości kątowej wirnika
PublicationW referacie przedstawiono nowy sposób sterowania silnikiem PMSM oparty na sterowaniu multiskalarnym. Do sterowania nie jest potrzebne określenie położenia wirnika. W nowym obserwatorze prędkości opartym na obserwatorze Luenbergera estymowana jest prędkość kątowa wirnika oraz strumienie. Rozważania teoretyczne zweryfikowano badaniami symulacyjnymi.
-
State observers for diagnostic applications in modern electric traction
PublicationW rozdziale 7 monografii przedstawiono zagadnienie diagnostyki czujnika prędkości silnika i przekładni mechanicznej pociągu. Przedstawiono zagadnienia związane z diagnostyką czujnika prędkosci obrotowej silnika oraz układu transmisjii momentu trakcyjnego. Do diagnostyki wykorzystano analizę sygnałów prędkości obrotowej i momentu obciążenia silnika obliczanych przez układy obserwatorów stanu. Analiza chwilowych wartości obliczonej...
-
Nowa struktura obserwatora prędkości oparta na rozszerzonych modelach maszyny indukcyjnej
PublicationZaproponowano nową strukturę obserwatora prędkości opartą na rozszerzonym modelu maszyny indukcyjnej ze współczynnikamizależącymi od częstotliwości strumienia stojana. Nowa struktura została określona na podstawie poprzedniej na drodze analizy zależnościwystępujących w równaniach różniczkowych. Zaprezentowano wyjaśnienie stabilności obserwatora oraz przeanalizowano wrażliwość na estymacjęparametrów maszyny. Właściwości zaproponowanego...
-
The multiscalar control of induction motor with the sliding mode controllers
PublicationThe control structure of induction motor is proposed in this paper. The structure of multiscalar control with conventional PI - controllers is well known in literature. The sliding mode multiscalar control (SMMC) conception is presented in this paper. The induction motor is fed by voltage source inverter. Comparison between two multiscalar control method is showed.
-
Sterowanie mocą bierną w falowniku prądu sterowanym napięciowo
PublicationW artykule zaproponowano metodę sterowania mocą bierną falownika prądu ze sterowaniem napięciowym, w którym ograniczona jest wartość prądu dławika obwodu pośredniczącego oraz narzucona wartość napięcia zasilającego obwód pośredniczący. Rozważania teoretyczne zweryfikowano za pomocą badań symulacyjnych.
-
Sterowanie mocą bierną w falowniku prądu sterowanym napięciowo
PublicationW artykule zaproponowano metodę sterowania mocą bierną falownika prądu ze sterowaniem multiskalarnym. Zmiennymi wyjściowymi układu multiskalanego sterowania silnikiem są składowe składowe wektora prądu stojana oraz napięcie zasilające obwód pośredniczący falownika. W artykule zaproponowano metodę sterowania mocą przekształtnika sieciowego,w którym wartość prądu obwodu pośredniczącego oraz napięcie zasilające obwód pośredniczący...
-
Sliding mode multiscalar control of induction motor
Publication...
-
Neural Network - Based Parameters Estimations Of Induction Motors
PublicationW artykule przedstwaiono algorytmy estymacji rezystancji wirnika i indukcyjności wzajemnej w zamkniętym układzie sterowania prędkości silnika indukcyjnego klatkowego. Do wyznaczenia rezystancji wykorzystano algorytm oparty na porównaniu modelu napięciowego i prądowego silnika. Do wyznaczania indukcyjności wykorzystano, znaną z literatury, zależność modelu multiskalarnego. Wyznaczane w stanie ustalonym parametry zapisywane są w...
-
Reakcja maszyny dwustronnie zasilanej sterowanej nieliniowo na symetryczny zapad napięcia sieci
PublicationMaszyna dwustronnie zasilana ma szerokie zastosowanie w układach generatorowych elektrowni wiatrowych. Pomimo licznych zalet tych układów, rozwiązania generatorowe tego typu mają zasadniczą wadę, dużą czułość na zakłócenia napięcia po stronie sieci elektroenergetycznej. W artykule zaprezentowano i porównano wyniki badań reakcji maszyny dwustronnie zasilanej na zapad napięcia sieci. Do sterowania mocą maszyn wykorzystano metodę...
-
Przekształtnik do generatora wiatrowego włączanego do sieci jednofazowej
PublicationPopyt na energię ze źródeł odnawialnych prowadzi do konieczności opracowywania układów przekształtnikowych spełniających rzadko spotykane wymagania. Regulacje prawne oraz wymagania techniczne doprowadziły do opracowania generatora wiatrowego o mocy 11 kW dołączanego do jednofazowej sieci prądu przemiennego. Optymalizując koszty zaprojektowano przekształtnik z małym zasobnikiem energii zapewniającym minimalizację pojemności głównego...
-
Sterowanie silnikiem o magnesach trwałych PMSM z obserwatorem prędkości kątowej wirnika
Publication -
The Electrical Drive Systems with the Current Source Converter
Publication-
-
Obserwatory prędkości dla bezczujnikowego sterowania maszynami prądu przemiennego
PublicationPrzedstawiono model matematyczny uogólnionej maszyny elektrycznej rozszerzony przez wprowadzenie dodatkowych zmiennych. Na podstawie modelu rozszerzonego opracowano strukturę obserwatora prędkości maszyny uogólnionej. Zaprezentowano struktury obserwatorów prędkości dla poszczególnych rodzajów maszyn prądu przemiennego. Pokazano, że prędkość kątową wirnika można odtwarzać dla różnych typów maszyn stosując odpowiednie zmienne stanu...
-
Nowoczesne układy przekształtników wielopoziomowych do zasilania statków z lądu
PublicationW artykule poruszono tematykę zasilania statków zacumowanych w porcie z lądowej sieci elektroenergetycznej poprzez wykorzystanie nowoczesnych konstrukcji przekształtników energoelektronicznych. W treści pracy zaprezentowano porównanie dwóch topologii wysokonapięciowych przekształtników wielopoziomowych. Porównano konstrukcje przekształtników z klasycznym transformatorem wielouzwojeniowym oraz z transformatorami wysokoczęstotliwościowymi.
-
Sterowanie multiskalarne pięciofazowym silnikiem indukcyjnym
PublicationZastosowanie przekształcenia układu współrzędnych fazowych na układ ortogonalny do pięciofazowego silnika indukcyjnego o uzwojeniach skupionych prowadzi do wystąpienia w modelu matematycznym dwóch par składowych alfa-beta wektorów wirujących w dwóch nieruchomych układach współrzędnych. Pierwszy układ współrzędnych odpowiada zmiennym pierwszej harmonicznej, drugi – zmiennym trzeciej harmonicznej. Dla każdego układu występuje oddzielny...
-
Wielofunkcyjne izolowane sprzęgi energoelektroniczne – nowe możliwości poprawy niezawodności zasilania w sieciach przemysłowych SN
PublicationW artykule przedstawiono propozycję kompleksowego rozwiązania problemu poprawy niezawodności zasilania w sieciach przemysłowych SN o regularnie występujących zakłóceniach. Istota rozwiązania zawiera się w zastosowaniu przekształtników energoelektronicznych o izolowanych wejściach i wyjściach, które będą pełnić rolę sprzęgów pomiędzy siecią przemysłową a odbiorami dużej mocy, a także pomiędzy siecią a wspomagającymi zasobnikami...
seen 2642 times