Search
dr inż. Krzysztof Blecharz
Employment
- Assistant professor at Department of Electric Drives and Energy Conversion
Publications
Filters
total: 34
Catalog Publications
Year 2024
-
Modelling and Control of a Brushless Multiphase Doubly-Fed Induction Generator in a Stand-Alone Wind Generation System
PublicationThe development of the novel multiphase brushless doubly-fed generator system and voltage controller for stand-alone mode configuration is proposed in this paper. The generator system is based on the new machine construction with multiphase control winding and traditional three-phase power winding. The dynamic model of multiphase brushless doubly-fed generator is presented, and the control strategy for voltage amplitude and frequency...
-
Non-Adaptive Speed and Position Estimation of Doubly-Fed Induction Generator in Grid-Connected Operations
PublicationThe nonadaptive speed and position estimation scheme for a doubly-fed induction generator (DFIG) is presented in this article. The observer structure is based on the extension of the mathematical model of DFIG to the introduced H vector. Based on the defined H vector, the nonadaptive position and speed estimation is proposed. The Lyapunov method is extended to the practical stability theorem to stabilize the structure. The classic...
-
Power control system structure of doubly‐fed induction generator connected to current source converter
PublicationThe power control system structures for a doubly-fed generator (DFIG) are proposed. The classical field oriented control and the feedback control with the multi-scalar variables were considered. The generator is working in the AC grid connection mode. The rotor side of the generator is connected to the current source converter (CSC); the stator is directly related to the AC grid. The static feedback linearization using the multi-scalar...
-
Voltage Control of a Stand-Alone Multiphase Doubly Fed Induction Generator
PublicationThis article presents a multiphase doubly fed induction generator (MDFIG) with a dedicated and unique control algorithm in a stand-alone wind energy conversion system. The algorithm has been developed and elaborated in the case of different emergency modes. Compared with the traditional double-fed induction generator, the MDFIG has increased reliability, reduced current level per phase, and low rotor harmonic currents. The control...
Year 2023
-
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...
-
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...
-
Winding function approach based design of novel five-phase brushless doubly fed induction generator
PublicationThe paper presents the concept of the new design of the five-phase brushless doubly fed induction generator. The generator is dedicated to the modern wind turbine. The innovative design approach uses a five-phase power supply from the stator control winding side of the generator with a stator three-phase classic power winding. The research results presented indicate that the electromagnetic coupling between the control and power...
Year 2022
-
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...
-
Fault-tolerant performance of the novel five-phase doubly-fed induction generator
PublicationThe article presents the concept of a new design of a multi-phase doubly-fed induction generator (DFIG). The innovative design approach uses a five-phase power supply from the rotor side of the generator with a three-phase classic stator power supply. Modern three-phase doubly-fed induction generators are the dominant choice for Wind Energy Conversion Systems (WECS). Solutions of this type are sensitive to the loss of at least...
-
Non-Adaptive Speed and Position Observer of Doubly-Fed Induction Generator
PublicationThe non-adaptive speed and position estimation of a doubly-fed induction generator (DFIG) is presented in this paper. The speed observer is based on the mathematical model of DFIG and to stabilize the structure the Lyapunov method is used. The classic stator field-oriented control to active and reactive power control is used in the sensorless control system. The performance of the proposed algorithm of a speed observer is validated...
Year 2020
-
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.
-
Mathematical Modelling of Drive System with an Elastic Coupling Based on Formal Analogy between the Transmission Shaft and the Electric Transmission Line
PublicationIn the paper, the kinematic structure of the transmission shaft between the driving motor and the working mechanism is studied. The analysis is based on electrical and mechanical similarities. The equivalent circuits, typical for electrical systems, are defined for the transmission shaft concerned. Modelling of the transmission shaft based on a formal analogy between the transmission shaft and the electric transmission line is...
-
Sensorless Rotor Position Estimation of Doubly-Fed Induction Generator Based on Backstepping Technique
PublicationThis paper proposes a speed observer algorithm for the sensorless control of a doubly-fed induction generator based on classical adaptive backstepping technique. The sensorless control is shown using classic stator field oriented control which is used to active and reactive power control. Performance of the proposed algorithm of a speed observer is validated by simulation and experimental results obtained using a small-rating generator...
Year 2019
-
Nonlinear Control of a Doubly Fed Generator Supplied by a Current Source Inverter
PublicationNowadays, wind turbines based on a doubly fed induction generator (DFIG) are a commonly used solution in the wind industry. The standard converter topology used in these systems is the voltage source inverter (VSI). The use of reverse-blocking insulated gate bipolar transistor (RB-IGBT) in the current source inverter topology (CSI), which is an alternative topology, opens new possibilities of control methods. This paper presents...
-
Numerical investigation on the performance of a small counter-rotating wind turbine
PublicationThe article presents the results of the investigation on the performance of a small counter-rotating wind turbine. The wind turbine has been simulated using Computational Fluid Dynamics methods. Actuator Line Model has been successfully used to represent rotors in the computational domain. A parametric study has been carried out, taking into account changes in the tip speed ratio of the rotors while maintaining a constant distance...
-
Study on the Influence of an Axial Distance Between Rotors on a Performance of a Small Counter-Rotating Wind Turbine
PublicationIn this paper, results of the investigation on the performance of a small counter-rotating wind turbinehas been presented. Computational Fluid Dynamics methodshave been used forwind turbine simulations. Rotors representation were introduced into computational domain by means of Actuator Line Model. Influence of an axial distance of CRWTrotorshas been investigated. In all studied configurations rotors were counter-rotating...
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...
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.
-
MODELOWANIE TURBINY WIATROWEJ Z DWOMA PRZECIWBIEŻNIE OBRACAJĄCYMI SIĘ WIRNIKAMI
PublicationW artykule przedstawiono sposoby modelowania dwuwirnikowej turbiny wiatrowej z wykorzystaniem technik Obliczeniowej Mechaniki Płynów. Omówiono uproszczone metody modelowania Actuator Disc i Actuator Line Method oraz aspekty związane z dokładnym odwzorowaniem turbiny na siatce obliczeniowej. Zaprezentowano przykładowe wyniki obliczeń turbiny dwuwirnikowej złożonej z wirników NREL o mocy nominalnej 5 MW każdy. Do wykonania badań...
-
State Observer for Doubly-fed Induction Generator
PublicationIn the paper a new state observer for doubly-fed generator has been proposed. In the new approach an extended mathematical model of the doubly fed generator is used to form equations of the introduced z type observer. Stability of the observer has been verified through poles placement analyses. The active and reactive powers of the generator are controlled by a nonlinear multiscalar control method. Simulation and experimental results...
Year 2014
-
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.
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...
Year 2012
-
Comparative Analysis of Exoskeletal Actuators
PublicationSince the beginning of the development of exoskeletons in the early 1960s there was a constant need for improving their actuators technology. Requirements for high power and torque for the lower body and very high precision for the hand motion, while maintaining the flexibility of biological muscles, are still not fully satisfied. The problem lies not just in the lack of appropriate actuator technology, but also in the inability...
-
niskoindukcyjne układy połączeń części silnoprądowych przekształtników energoelektronicznych
PublicationW artykule poruszono problem występowania przepięć komutacyjnych w układach falowników napięcia. Jednym ze sposobów ograniczania wartości przepięć jest minimalizacja indukcyjności pasożytniczych połączeń wewnętrznych przekształtnika. W artykule opisano metodę projektowania niskoindukcyjnych połączeń wewnętrznych w układach falowników napięcia oraz zaprezentowano wyniki badań laboratoryjnych wybranej konstrukcji połączenia niskoindukcyjnego.
-
Obserwator prędkości obrotowej maszyny dwustronnie zasilanej
PublicationW artykule zaprezentowano nową strukturę obserwatora prędkości maszyny dwustronnie zasilanej w dwóch wersjach. Prezentowana struktura obserwatora bazuje bezpośrednio na modelu wektorowym maszyny asynchronicznej pierścieniowej oraz teorii obserwatorów Luenbergera. Do syntezy układu regulacji wykorzystano model multiskalarny maszyny asynchronicznej. W artykule pokazano przebiegi symulacyjne mocy czynnej i biernej oraz zmiennych charakteryzujących...
Year 2010
-
Sterowanie maszyną dwustronnie zasilaną pracującą jako generator w elektrowni wiatrowej przy zapadach napięcia
PublicationW artykule przedstawiono problematykę dotyczącą sposobów regulacji mocy maszyny dwustronnie zasilanej pracującej jako generator w elektrowni wiatrowej. Poruszono problem działania generatora w przypadku pojawienia się zakłóceń napięcia po stronie systemu elektroenergetycznego w postaci zapadu napięcia. Zaprezentowano układy regulacji mocy, oparte na modelach multiskalarnych maszyny asynchronicznej, umożliwiające rozszerzenie zakresu...
Year 2008
-
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...
Year 2005
-
Control of a wind power generator in case of voltage sags in power network
PublicationW artykule poruszono problem związany ze sposobem sterowania generatorem elektrowni wiatrowej w przypadku wystąpienia po stronie sieci zapadów napięcia.Jako generator wykorzystano maszynę dwustronnie zasilaną której stojan podłączono bezpośrednio do sieci natomiast wirnik zasilano poprzez kaskadę przekształtników. Wystąpienie spadku lub zapadu napięcia sieci w przypadku pracy tego typu generatora może doprowadzić do uszkodzenia...
-
Sterowanie ślizgowe maszyną dwustronnie zasilaną
PublicationW artykule zaprezentowano układ regulacji mocą czynną i bierną maszyny dwustronnie zasilanej pracującej jako generator. Do syntezy układu regulacji mocy wykorzystano model multiskalarny maszyny dwustronnie zasilanej. Sterowanie nieliniowym obiektem generatora zrealizowano z wykorzystaniem techniki sterowania ślizgowego.W publikacji przedstawiono wyniki badań symulacyjnych dla skokowych zmian wielkości zadanychmocy P i Q.
Year 2004
-
Model elektrowni wiatrowej pracującej na sieć sztywną - badania symulacyjne.
PublicationW referacie przedstawiono model matematyczny elektrowni wiatrowej z maszyną dwustronnie zasilaną pracującej w systemie elektroenergetycznym. Opracowany model przy przyjętych założeniach upraszczających, opisano w dwunastowymiarowej przestrzeni stanu. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych pracy elektrowni sterowanej zgodnie ze strategią optymalnego przetwarzania zmiennej w czasie energii kinetycznej wiatru.
-
Modelowanie elektrowni wiatrowej pracującej na sieć sztywną.
PublicationW referacie przedstawiono model matematyczny elektrowni wiatrowej z maszyną dwustronnie zasilaną pracującej w systemie elektroenergetycznym. Opracowany model przy przyjętych założeniach upraszczających, opisano w dwunastowymiarowej przestrzeni stanu. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych pracy elektrowni sterowanej zgodnie ze strategią optymalnego przetwarzania zmiennej w czasie energii kinetycznej wiatru.
-
Problemy dostosowana układu sterowania maszyną dwustronnie zasilaną do nowych wymagań.
PublicationW artykule zaprezentowano problemy związane z dostosowaniem układu sterowania maszyną dwustronnie zasilaną pracującą jako generator w elektrowni wiatrowej do nowych wymagań i przepisów stawianych przez operatorów sieci energetycznych. Poruszono problem utrzymania elektrowni wiatrowej w systemie w momencie krótkotrwałego obniżenia lub uskoku napięcia sieci energetycznej spowodowanego odległym zwarciem w systemie lub podłączeniem...
seen 3106 times