Search
prof. dr hab. inż. Jarosław Guziński
Employment
- Head of Department at Department of Electric Drives and Energy Conversion
- Prodziekan ds. nauki i rozwoju at Faculty of Electrical and Control Engineering
- Kierownik Studium Doktoranckiego at Faculty of Electrical and Control Engineering
Publications
Filters
total: 127
Catalog Publications
Year 2024
-
A Case Study of Electric Vehicles Load Forecasting in Residential Sector Using Machine Learning Techniques
PublicationElectric vehicles (EVs) have been widely adopted to prevent global warming in recent years. The higher installation of Level-1 and Level-2 chargers in residential areas soon poses challenges to the distributed network. However, such challenges can be mitigated through the adoption of smart charging or controlled charging schemes. To facilitate the implementation of smart charging, accurate forecasting of EV charging demand in residential...
-
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...
-
Design and Performance Evaluation of the Energy Subsystem of a Hybrid Light andWave Energy Harvester
PublicationThe paper presents the design and performance of an energy subsystem (ES) dedicated to hybrid energy harvesters (HEHs): wave energy converters (WECs) combined with photovoltaic panels (PVPs). The considered ES is intended for compact HEHs powering autonomous end-node devices in distributed IoT networks. The designed ES was tested experimentally and evaluated in relation to the mobile and wireless distributed communication use case....
-
Single-Phase Dual Ground 7L Inverter Topology with Reduced Component Count and Stress
PublicationIn this article, an improved single-phase dual-ground transformerless inverter topology is proposed. The proposed inverter topology is able to generate a 7L output voltage waveform with a boosting factor of 1.5. The increased voltage gain of the proposed topology does not result in increased voltage stress on the components. The proposed structure requires 8 IGBTs, one diode, and three switched capacitors (SCs) with self-voltage...
Year 2023
-
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...
-
Propagation Characteristics of Partial Discharges in an Oil-Filled Power Transformer
PublicationPower transformers are among the most important assets in the power transmission and distribution grid. However, they suffer from degradation and possible faults causing major electrical and financial losses. Partial discharges (PDs) are used to identify the insulation health status and their degradation level. PDs are incipient, low-magnitude faults caused by localized dielectric breakdown. Those activities emit signals in many...
Year 2022
-
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...
-
Układ sterowania 5-fazową maszyną synchroniczną z magnesami trwałymi (PMSM)
PublicationW pracy przedstawiono nowy układ sterowania bezczujnikowego 5-fazową maszyną synchroniczną z magnesami trwałymi zagłębionymi (IPMSM) . Zaproponowany układ wykorzystuje obserwator stanu dla zmiennych w pierwszym układzie współrzędnych (1 harmoniczna), jak i drugim (3 harmoniczna), w celu zwiększenia gęstości momentu elektromagnetycznego. Zaprezentowano schemat kompletnego układu sterowania, przebiegi zmiennych w stanie ustalonym,...
Year 2021
-
High Performance Control of AC Drives with Matlab/ Simulink
PublicationExplore this indispensable update to a popular graduate text on electric drive techniques and the latest converters used in industry. The Second Edition of High Performance Control of AC Drives with Matlab®/Simulink delivers an updated and thorough overview of topics central to the understanding of AC motor drive systems. The book includes new material on medium voltage drives, covering state-of-the-art technologies and challenges...
-
MRAS-Based Switching Linear Feedback Strategy for Sensorless Speed Control of Induction Motor Drives
PublicationThis paper presents a newly designed switching linear feedback structure of sliding mode control (SLF-SMC) plugged with an model reference adaptive system (MRAS) based sensorless fieldoriented control (SFOC) for induction motor (IM). Indeed, the performance of the MRAS depends mainly on the operating point and the parametric variation of the IM. Hence, the sliding mode control (SMC) could be considered a good control alternative...
-
The Effect of Protrusions on the Initiation of Partial Discharges in XLPE High Voltage Cables
PublicationThis paper is focusing on 3D Finite Elements Analysis (FEA) based modelling of protrusions as defects or imperfections in the XLPE high voltage cable. This study is aiming to examine the impact protrusions have on the initiation of partial discharges. Spherical and ellipsoidal protrusions with different sizes at the conductor screen of the high voltage cable is an essential content of this paper. In addition, a spherical gas-filled...
-
The Impact of Thermal Stresses on Volume Resistivity: Performance Comparison between TR-XLPE and XLPE Cables
PublicationMost failures in electric power cables are attributed to the development of water trees inside the insulating materials. Thus, the development and utilization of Tree Retardant Cross-Linked Polyethylene (TR-XLPE) based cables have recently been given great attention to overcome the treeing issues. TR-XLPE cables use low-density polyethylene compounds suppressing the formation of water trees while retaining excellent electrical,...
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...
-
Faults and Fault Detection Methods in Electric Drives
PublicationThe chapter presents a review of faults and fault detection methods in electric drives. Typical faults are presented that arises for the induction motor, which is valued in the industry for its robust construction and cost-effective production. Moreover, a summary is presented of detectable faults in conjunction with the required physical information that allow a detection of specific faults. In order to address faults of a complete...
-
Feedback Control of Multiphase Induction Machines with Backstepping Technique
PublicationThe paper presents the control possibility of five phase induction machines. In the proposed solution the machine model vector form is not transformed to the (dq)-coordinate system, that is connected to rotor flux vector, but utilizes the stationary system ( αβ ). Moreover, the nonlinear model linearization is based on demonstrated nonlinear variables transformation for i-orthogonal ( αβ )(n) planes. By introducing the backstepping...
-
Fuzzy Control of Waves Generation in a Towing Tank
PublicationThis paper presents the results of research related to the transformation of electrical energy into potential and kinetic energy of waves generated on the water surface. The waves are generated to model the environmental conditions for the needs of the model tests. The model tests are performed on model-scale objects to predict the features of full-scale maritime objects. It is done to improve human safety and the survivability...
-
Sensorless five-phase induction motor drive with third harmonic injection and inverter output filter
PublicationThe paper presents a sensorless control approach for a five-phase induction motor drive with third harmonic injection and inverter output filter. In the case of the third harmonic injection being utilised in the control, the physical machine has to be divided into two virtual machines that are controlled separately and independently. The control system structure is presented in conjunction with speed and rotor flux observers that...
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...
-
Open-Phase Fault Detection Method for Sensorless Five-Phase Induction Motor Drives with an Inverter Output Filter
PublicationThe paper presents the sensorless five-phase induction motor drive implementation with an inverter output filter with third harmonic injection. For the sensorless operation, the required observers are presented for the first and third harmonics with consideration of the inverter output filter. Moreover, the interaction of the observers and the control system is capable to handle a deactivation of one or two phases, which improves...
-
Possibility of Fault Detection in Sensorless Electric Drives
PublicationThe work presents a fault detection method for an induction motor drive system with inverter output filter. This approach make use of a load torque state observer, which complete structure is presented along with the used control structure. Moreover, the demonstrated drive system operates without rotor speed measurement in conjunction with the multiscalar control. The verification of the demonstrated idea was performed on an experimental...
-
Prądy łożyskowe w układach napędowych z silnikami indukcyjnymi
PublicationW pracy przedstawiono problemy występujące w układach napędowych z silnikami indukcyjnymi zasilanymi z falownika napięcia. Zwrócono uwagę na rosnącą liczbę uszkodzeń silników w napędach przekształtnikowych. Wskazano przyczyny wynikające z charakteru zasilania przekształtnikowego silnika. Główną uwagę poświęcono prądowi łożyskowemu, który odpowiada za większość awarii maszyn. Przedstawiono rodzaje prądów łożyskowych, wyjaśniając...
-
Sensorless field oriented control for five-phase induction motors with third harmonic injection and fault insensitive feature
PublicationThe paper presents a solution for sensorless field oriented control (FOC) system for five-phase induction motors with improved rotor flux pattern. In order to obtain the advantages of a third harmonic injection with a quasi-trapezoidal flux shape, two vector models, α1–β1 and α3–β3, were transformed into d1– q1, d3– q3 rotating frames, which correlate to the 1st and 3rd harmonic plane respectively. A linearization approach of the...
-
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...
Year 2018
-
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...
-
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 2017
-
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...
-
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.
-
Five-phase Induction Motor Drive Operation During Stator Phase Fault
PublicationThe article presents the most important advantages of multi-phase electric drives. The construction of a five-phase squirrel cage induction motor together with possible stator winding distribution cases is presented, which affect the properties of such motor. Increased reliability of five-phase drives was indicated. The drive operation properties were confirmed by experimental results.
-
Formowanie wektorów napięcia wyjściowego w pięciofazowych falownikach napięcia
PublicationW falownikach pięciofazowych, załączenie wektorów aktywnych powoduje jednoczesne formowane dwóch, zależnych od siebie wektorów napięcia wyjściowego. Sterowanie pięciofazowymi silnikami indukcyjnymi wymaga, aby wektory te miały ściśle określone długości i położenia. Niezależne formowanie dwóch wektorów napięcia o parametrach określonych w układzie sterowania silnikiem wymaga zastosowania odpowiedniej strategii Modulacji Szerokości...
-
Optimized Space Vector Modulation strategy for five phase voltage source inverter with third harmonic injection
PublicationThis paper presents a simple and an effective SVM algorithm for five-phase Voltage-Source Inverters with the possibility to control independently the voltage vectors for fundamental and auxiliary orthogonal subspaces. The essential benefit is that output voltage is generated using only four active voltage vectors with limited numbers of switching. In the proposed solution, four active vectors are arbitrary chosen, independent of...
-
Sensorless Disturbance Detection for Five Phase Induction Motor with Third Harmonic Injection
PublicationThe paper presents a sensorless disturbance detection procedure that was done on a five phase induction motor with third harmonic injection. A test bench was developed where a three phase machine serves as disturbance generator of different frequencies. The control of the machines is based on multi scalar variables that ensures an independent control of the motor EMF and the rotor flux. For disturbance identification a speed observer...
-
Sensorless Field Oriented Control of Five Phase Induction Motor with Third Harmonic Injection
PublicationIn this paper, a sensorless field oriented control system of five-phase induction machine with the 3rd harmonic rotor flux is presented. Two vector models, α1-β1 and α3-β3, were transformed into d1-q1, d3-q3 models oriented in rotating frames, which correspond to the 1st and 3rd harmonic plane respectively. The authors proposed the linearization of the model in d-q coordinate frames by introducing a new variable “x” which is proportional...
-
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....
-
Speed Sensorless AC Drive with Inverter LC Filter and Fault Detection Using Load Torque Signal
PublicationThe industrial development in recent years has seen a major increase in the use of induction motors, whereby the cost has to be as low as possible and the lifetime as long as possible. To follow up this desire, investigations in this area have become very intense. For that reason, this paper presents a solution for driving an induction motor and simultaneous fault detection with no need for additional sensors. In order to achieve...
-
Sterowanie wektorowe pięciofazowym silnikiem indukcyjnym z optymalizacją rozkładu strumienia wirnika
PublicationW artykule opisano sterowanie wektorowe dla pięciofazowego silnika indukcyjnego z optymalizacją rozkładu strumienia wirnika. Do syntezy sterowania FOC wykorzystano transformację zmiennych do dwóch niezależnych wirujących układów współrzędnych, w których zorientowane są odpowiednio zmienne 1. oraz 3. harmonicznej. Autorzy zaproponowali linearyzację modelu pięciofazowej maszyny indukcyjnej we współrzędnych wirujących d-q przez wprowadzenie...
-
Strategia wektorowej modulacji szerokości impulsów dla wielofazowych falowników napięcia
PublicationW artykule zaproponowano strategię wektorowej modulacji szerokości impulsów dla wielofazowych falowników napięcia. Zaproponowane rozwiązanie pozwala na niezależne formowanie napięć wyjściowych w n-fazowym falowniku dwupoziomowym z wykorzystaniem (n-1) wektorów aktywnych. Przedstawiony algorytm modulacji umożliwia dobór sekwencji wektorów aktywnych i pasywnych wymagającej minimalnej liczby przełączeń...
-
Właściwości napędowe pięciofazowego silnika indukcyjnego klatkowego
PublicationPracę poświęcono prezentacji najważniejszych właściwości elektrycznego układu napędowego z pięciofazowym silnikiem indukcyjnym klatkowym. Wskazano na zalety takiego napędu potwierdzając je wynikami symulacji i eksperymentów. Zaprezentowano pokazano prototyp pięciofazowego silnika indukcyjnego, przedstawiono jego charakterystyki statyczne w stanach pracy bezawaryjnej jak też przy uszkodzeniach faz uzwojenia stojana. Wykorzystując...
Year 2016
-
Five-phase squirrel-cage motor. Construction and drive properties
PublicationThis paper presents the simulation and experimental results of a five-phase squirrel-cage induction motor. The new machine has been designed to operate in a drive system with third harmonic rotor flux injection in order to improve the motor torque utilization. The motor structure, the mathematical model as well as the laboratory prototype have been described. The motor speed-torque characteristics and transients are elaborated...
-
Medium-Voltage Drives: Challenges and existing technology
PublicationThe article presents an overview of state-of-art solutions, advances, and design and research trends in medium-voltage (MV) drive technologies - and also discusses the challenges and requirements associated with the use of such drives. The choice and deployment of MV drives in industries are associated with numerous requirements related to the front-end converter (grid side) and inverter (machine side). The focus is on solutions...
-
Metoda wektorowej modulacji szerokości impulsów pięciofazowego falownika napięcia
PublicationW artykule przedstawiono metodę wektorowej modulacji szerokości impulsów pięciofazowego falownika napięcia. W takim przekształtniku załączenie wektorów aktywnych powoduje jednoczesne formowanie dwóch wektorów napięcia wyjściowego. Komplikacja sterowania wynika z tego, że położenie obu wektorów napięcia oraz ich długości są wzajemnie zależne. Rozwiązanie zaproponowane w pracy umożliwia jednak niezależne formowanie dwóch wektorów...
-
Sensorless control of five-phase induction machine supplied by the VSI with output filter
PublicationIn this paper, a novel sensorless control structure based on multi-scalar variables is proposed. The tatic feedback control law is obtained by using the multi-scalar variables transformation, where the multi-scalar variables approach allows a full linearization of the nonlinear system. The control system could be described as “optimized” because of the minimized number of controllers. Furthermore, control system is divided into...
-
Sensorless Fault Detection of Induction Motor with Inverter Output Filter
PublicationThe paper presents the problem of monitoring and fault detection of a sensorless voltage inverter fed squirrel cage induction motor with LC filter. The detection is based on load torque estimation of the investigated torque transmission system. The load torque is calculated besides the computation of other variables that are mandatory for sensorless drive operation such as rotor flux and speed. The implemented LC filter smooths...
-
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...
Year 2015
-
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...
-
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...
-
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...
seen 5934 times