dr hab. inż. Leszek Jarzębowicz
Employment
- Associate professor at Department of Electrical Engineering of Transport
Publications
Filters
total: 94
Catalog Publications
Year 2014
-
3D Machine Vision System for Inspection of Contact Strips in Railway Vehicle Current Collectors
PublicationConstruction and technical condition of current collectors is crucial to reliability and safety of railway transportation. According to the Technical Specifications for Interoperability railway vehicles in the European Union should be equipped with carbon contact strips. Excessive wear or defects of contact strips degrade the capability of undisturbed power transmission, cause faster wear of contact wire, and can even result in...
-
Algorithm for Automatic Wear Estimation of Railway Contact Strips Based on 3D Scanning Results
PublicationElectric rail vehicles use current collection system which consists of overhead contact line and a current collector (pantograph) mounted on the roof of a vehicle. A pantograph is equipped with contact strips, which slide along the contact wire, ensuring steady electric contact. Contact strips are made of carbon layer, fixed to an aluminum carrier. The carbon layer wears down due to friction. Using overly worn contact strips increases...
-
Energy savings by application of supercapacitor storage in trolleybus supplying station - analysis of experimental results
PublicationStorage devices can be divided into two groups: on-board energy storage devices, which are placed in the vehicles and off-board energy storage devices situated in traction substations or between them. Current research is focused mainly on two objectives. The first is to reduce the energy demand by introducing on-board energy storages in light electric vehicles like trams, trolleybuses or electrobuses. The latter is to provide a...
-
Error analysis of calculating average d-q current components using Regular Sampling and Park transformation in FOC drives
PublicationIn electric drives using voltage source inverters, motor currents contain ripple component resulting from pulse-width modulated (PWM) voltage. The frequency range of the ripples is much higher than the bandwidth of current control. Therefore the control is performed on the basis of a fundamental current component, i.e. average value with the averaging time being the PWM period. In majority of cases the average current is measured...
-
Indirect Measurement of Motor Current Derivatives in PMSM Sensorless Drives
PublicationMotor current derivatives contain useful information for control algorithms, especially in sensorless electric drives. The measurement of motor current derivatives in electric motors supplied by voltage source inverter can be performed using di/dt transducers. However, in such a solution additional sensors have to be installed, e.g. Rogowski coils. Another approach is to measure current derivatives indirectly – by oversampling...
-
Methods for evaluating rated power of diesel-powered generator set
PublicationBasic concepts for evaluating rated power of generator sets powered by combustion engines are presented in this article. A relation between parameters of the engine and the generator are shown. Recommendations contained in the standards and technical literature are systematized. The scheme and methodology for evaluating rated power of the generator set, based on laboratory research, are suggested. Also, the main problems which...
Year 2013
-
3D scanning system for railway current collector contact strips
PublicationUndisturbed collection of current from a contact wire of the catenary constitutes one of the basic elements in reliable operation of electrified rail transport, particularly when vehicles move at high speed. Quality of current collection is influenced by the construction of catenary and current collectors, as well as by the technical condition and regulation of these two elements. Total contact force of a current collector head...
-
Analiza obrazu 3D do oceny zużycia nakładek ślizgowych
PublicationZ punktu widzenia niezawodności eksploatacyjnej transportu kolejowego, istotnym czynnikiem jest stan powierzchni grafitowych nakładek ślizgowych trakcyjnych odbieraków prądu. Zaproponowane przez autorów nowatorskie stanowisko pomiarowe, oparte na systemie wizyjnym z kamerą 3D, umożliwia rejestrację powierzchni nakładek ślizgowych przejeżdżających lokomotyw. Stanowisko zamontowano i uruchomiono na torze kolejowym. W czasie eksploatacji...
-
Diagnostyka nakładek stykowych z wykorzystaniem systemu wizyjnego 3D
PublicationKolejowe pojazdy szynowe są szczególnym typem ruchomych odbiorników energii elektrycznej. Zasilane są one zazwyczaj z górnej sieci jezdnej za pośrednictwem odbieraka prądu, zainstalowanego na dachu pojazdu. Istotnym elementem odbieraka jest ślizgacz, zawierający najczęściej dwie nakładki stykowe. Odbiór prądu zapewniony jest przez ruchomy zestyk pomiędzy przewodem jezdnym a nakładkami stykowymi. Poprawny odbiór prądu uwarunkowany...
-
Koncepcja zdalnego sterowania i monitoringu urządzeń trakcyjnych z wykorzystaniem technologii teleinformatycznych
PublicationAdvancement in wireless communication enables engineers to apply sophisticated and relatively inexpensive technologies in new fields of industry, which were previously designated solely to wire-based solutions. One of those fields is railway transportation system. In effect of a high reliability and safety demands, this area was resistive to new technologies. Nowadays, increased security and reliability of wireless sensor networks...
Year 2015
-
Analiza energochłonności pojazdu elektrycznego w oparciu o dane z pokładowego rejestratora parametrów
PublicationW artykule zaproponowano zastosowanie pokładowego rejestratora parametrów dla uzyskania wyników ekspe-rymentalnych pozwalających na analizę energetyczną wózka elektrycznego. Omówiono metodykę przetwarzania danych pomiarowych oraz sposób wykonywania przejazdów dla określenia zapotrzebowania na moc w funkcji prędkości, skuteczności hamowania odzyskowego oraz stopnia chwilowego przeciążenia napędu elektrycznego podczas przyspieszania....
-
Improving Control Dynamics of PMSM Drive by Estimating Zero-Delay Current Value
PublicationDynamic performance of current control loop still remains crucial for position-, speed-, and torque-controlled drives. In the study, a current loop solution has been designed for field oriented control of permanent magnet synchronous motors (PMSM). It enhances typical PI controller with an estimator of zero-delay current (ZDC) value. The ZDC estimation allows for selecting substantially higher controller gain. It reduces control...
Year 2018
-
Analiza energochłonności pojazdu szybkiej kolei miejskiej z uwzględnieniem zmiennej sprawności napędu trakcyjnego
PublicationWzrost popularności miejskiego szynowego transportu zelektryfikowanego skłania do poszukiwania możliwości zwiększenia jego efektywności energetycznej. W pracy przedstawiono wyniki symulacji jazdy pociągu szybkiej kolei miejskiej (SKM) przy różnych profilach prędkości oraz obciążeniu, dla zmiennej oraz stałej sprawności energetycznej napędu pojazdu. Zmienną sprawność napędu pojazdu uwzględniono na podstawie m.in. sporządzonej mapy...
-
Efektywność energetyczna pojazdu szynowego w różnych warunkach obciążenia
PublicationW artykule zaprezentowano wyniki analizy dotyczącej wpływu obciążenia na efektywność energetyczną miejskiego pojazdu szynowego. Obciążenie zależy od liczby pasażerów i od profilu prędkości – wyższa masa, prędkość i przyspieszenie wymagają większej siły pociągowej, a w konsekwencji wzrostu momentu obrotowego na wale silnika. Ponieważ liczba pasażerów zależy od pory dnia, a prędkość zależy od sytuacji online, uwzględniono odpowiednie...
-
Impact of Low Switching-to-Fundamental Frequency Ratio on Predictive Current Control of PMSM: A simulation study
PublicationPredictive current control algorithms for permanent magnet synchronous (PMSM) drives rely on an assumption that within short intervals motor currents can be approximated with linear functions. This approximation may result either from discretizing the motor model or from simplifications applied to the continuous-time model. As the linear current approximation has been recognized as inaccurate in case when the drive operates with...
Year 2017
-
Analiza ruchowa pojazdów szynowych z uwzględnieniem zmian napięcia na odbieraku prądu
PublicationW artykule zaproponowano metodykę wykonywania analizy ruchowej pojazdów szynowych, która uwzględnia wpływ zmieniającego się napięcia zasilającego pojazd a jego właściwości ruchowe. Wykorzystując model opracowany w programie Simulink wskazano na istotne różnice w czasie przejazdu oraz w wartościach napięcia zasilającego pomiędzy proponowanym sposobem analizy a powszechnie stosowanym podejściem uproszczonym.
-
Errors of a Linear Current Approximation in High-Speed PMSM Drives
PublicationCurrent sampling techniques and predictive algorithms used in the digital control of electric drives rely on a simple mathematical model that assumes linear current changes upon constant supplying voltages. This paper identifies rotor movement as a factor that makes this assumption invalid when the rotor covers an angular distance of a few tens of degrees during the control interval duration. The errors of the linear current approximation...
-
Frequency and time domain characteristics of digital control of electric vehicle in-wheel drives
PublicationIn-wheel electric drives are promising as actuators in active safety systems of electric and hybrid vehicles. This new function requires dedicated control algorithms, making it essential to deliver models that reflect better the wheel-torque control dynamics of electric drives. The timing of digital control events, whose importance is stressed in current research, still lacks an analytical description allowing for modeling its...
-
How to choose drive’s rated power in electrified urban transport?
PublicationSelection of drive's rated power influences not only vehicle's dynamics, but also its energy efficiency. Mentioned above approach requires a multiphysical model, which covers both mechanical and electrical phenomena. This paper discusses how selection of traction drive's rated power influences vehicle energy consumption on example of a trolleybus. A complex mathematical model was developed in Matlab/Simulink to describe the multiphisical...
-
Modeling the impact of discretizing rotor angular position on computation of field-oriented current components in high speed electric drives
PublicationModern drives consist of alternating current electric motors, and the field-oriented control (FOC) of such motors enables fast, precise, and robust regulation of a drive's mechanical variables such as torque, speed, and position. The control algorithm, implemented in a microprocessor, requires feedback from motor currents, and the quality of this feedback is essential to a drive's control properties. Motor phase currents are sampled...
-
Modeling the impact of rotor movement on non-linearity of motor currents waveforms in high-speed PMSM drives
PublicationMotor current measurement techniques as well as predictive control algorithms for electric drives rely on an assumption of linear motor currents changes resulting from constant inverter output voltages. Recent research has reported that this assumption does not hold in motors with short electrical time constant, and in drives whose rotor position advances substantially during a control period. This paper proposes a simulation model...
-
Modelowanie zmienności prądów szybkoobrotowego silnika PMSM oparte na dyskretnych danych pomiarowych
PublicationW napędach szybkoobrotowych położenie kątowe wirnika może znacząco się zmieniać w trakcie pojedynczego cyklu modulacji napięcia wyjściowego falownika. W konsekwencji zastosowanie typowych, prostych modeli matematycznych aproksymujących przebiegi prądów silnika odcinkami liniowymi prowadzi do znaczących błędów. Rozwiązanie dokładnego modelu silnika, opartego na równaniach różniczkowych, wymaga znajomości wielkości wejściowych zmieniających...
Year 2012
-
Analiza właściwości mikrokontrolerów do zastosowania w układach sterowania napędami elektrycznymi
PublicationPrzedstawiono wymagania stawiane mikrokontrolerom stosowanym w sterownikach napędu elektrycznego. Dokonano przeglądu najpopularniejszych układów. Omówiono szerzej trzy przykładowe typy mikrokontrolerów o różnym stopniu złożoności, pochodzące od różnych producentów. Zwrócono uwagę na funkcjonalność i parametry warunkujące możliwość wykorzystania ich w założonym zastosowaniu. Rozważono wydajność wbudowanych jednostek arytmetyczno-logicznych....
-
Bezczujnikowe sterowanie trakcyjnym silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi zagłębionymi w wirniku
PublicationMonografia poświęcona jest problemowi bezczujnikowego sterowania silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi zagłębionymi w wirniku. Silniki tego typu, z uwagi na swoje liczne zalety, są szeroko stosowane w nowo opracowywanych trakcyjnych układach napędowych. Sterowanie bezczujnikowe, tzn. sterowanie bez zastosowania przetwornika położenia i prędkości kątowej wirnika, pozwala na zmniejszenie rozmiaru i kosztu napędu, a także...
Year 2016
-
Analysis of Measurement Errors in Rail Vehicles’ Pantograph Inspection System
PublicationThe paper presents an approach to evaluation of height measurement errors in laser scanning inspection system. The system, consisting of a laser line generator and a specialized camera, is dedicated to diagnosing carbon contact strips of railway vehicles’ pantographs. While height measurement resolution is easily computable based on system parameters, determining the measurement error is troublesome due to numerous impacts. As...
-
Analytical modeling of electric drives for vehicle traction control systems
PublicationWheel-torque control bandwidth in vehicle dynamics model is crucial in evaluating optimal tracking ability of tire slip and in analysis of control system stability. Electric drives’ control dynamics are influenced by timing of digital control events, e.g. by sampling instant of motor currents. Reflecting this timing in drive analytical models is therefore important for analysis of vehicle traction systems. The paper considers five...
-
Angle Tracking Observer for Filtering Rotor Position Estimates in Sensorless Electric Drives
PublicationSensorless electric drives use measurements of electrical quantities to estimate rotor position and speed. Measurement errors deteriorate the estimation accuracy, thus additional means are necessary to remove high-frequency components from estimated signals. This paper proposes to use an Angle Tracking Observer (ATO) for reducing noise in rotor position estimates, which is related to random errors in the measurements. A simplified,...
-
ENERGY SAVINGS BY APPLICATION OF SUPERCAPACITOR STORAGE IN TROLLEYBUS SUPPLYING STATION – ANALYSIS OF EXPERIMENTAL RESULTS
PublicationIn 2011–2013, stationary supercapacitor storage developed by the Electrotechnical Institute in Warsaw was put into trial operation in the trolleybus substation “Północna” (North) located in Gdynia. The article presents the results recorded during supercapacitor storage operation and discusses the impact of the storage on energy consumption savings. Guidelines for selecting a location for stationary supercapacitor storage...
Year 2023
-
Analysis of the Usefulness of Cheap Audio Recorders for Spectral Measurement of Environmental Noise
PublicationEnvironmental noise pollution is nowadays one of the most serious health threats. The impact of noise on the human body depends not only on the sound level but also on its spectral distribution. Reliable measurements of the environmental noise spectrum are often hampered by the very high price of top quality measuring devices. This paper explores the possibility of using much cheaper audio recorders for the frequency analysis....
Year 2022
-
Application of Traction Supply System for Charging Electric Cars
PublicationThe development of electromobility involves the development of electric cars charging infrastructure. The increase of the number of chargers poses new demands for the AC power grid, especially in regard to its capacity of delivering high peak power. As an alternative for the public AC power grid, urban electrified transportation systems (trams, trolleybuses, and metro) can be used for supplying electric cars chargers. The article...
-
Compensation of Voltage Drops in Trolleybus Supply System Using Battery-Based Buffer Station
PublicationThis paper analyzes the results of a trial operation of a battery-based buffer station supporting a selected section of trolleybus power supply systems in Pilsen, Czech Republic. The buffer station aims to prevent the catenary from excessive voltage drops in a part of the route that is most remote from the traction substation. Compensation of voltage drops is carried out by continuously measuring the catenary voltage and injecting...
Year 2010
-
Bezczujnikowe sterowanie trakcyjnym silnikiem IPMSM małej mocy
PublicationW referacie przedstawiono bezczujnikowy napęd trakcyjny wykorzystujący silnik synchroniczny z magnesami trwałymi zagłębionymi w wirniku (IPMSM). Zaprezentowano ogólną strukturę układu regulacji momentu silnika. Omówiono estymatory położenia kątowego wirnika dla małych i dużych prędkości kątowych. Opisano laboratoryjne stanowisko badawcze. Przedstawiono wybrane wyniki eksperymentalne z bezczujnikowej pracy napędu.
-
Estimation of interior-permanent-magnet-synchronous-motor rotor position by analysis of phase-current derivatives
PublicationThis paper describes an algorithm for estimation of IPMSM rotor angular position. The algorithm uses derivatives of motor phase currents resulting from PWM modulation to obtain the rotor position. The presented method is designed for medium- and high-speed range, since it is based on determination of the EMF vector. Calculation of the motor position is performed in every PWM cycle. The standard SV-PWM method is used to determine...
-
Kompleksowa analiza symulacyjna układu napędowego zespołu trakcyjnego
PublicationNowoczesne pojazdy sieciowe, a w szczególności elektryczne zespoły trakcyjne (EZT), charakteryzują się wzrostem pobieranej mocy z sieci trakcyjnej oraz wysoką złożonością energoelektronicznego napędu. Duża liczba urządzeń falownikowego układu napędowego, zaawansowane metody sterowania napędem i całym pojazdem oraz wysokie wymagania jakości regulacji i niezawodności pracy wymuszają szczegółową analizę pracy EZT. Dodatkowo parametry...
Year 2011
-
Bezczujnikowe sterowanie trakcyjnym silnikiem IPMSM małej mocy
PublicationThis paper describes an algorithm for estimation of IPMSM angular rotor position. The algorithm uses derivatives of motor phase currents resulting from PWM modulation to obtain the rotor position. Control of the IPMSM electromagnetic torque requires a precise estimation of the rotor angular position throughout the wide speed range. This involves using a set of estimation methods switched with the dependence on the actual rotor...
-
Estymacja położenia wirnika w bezczujnikowym napędzie trakcyjnym z silnikiem IPMSM
PublicationW referacie omówiono problematykę estymacji położenia kątowego wirnika silnika IPMSM w aspekcie zastosowań trakcyjnych. Przedstawiono metody estymacji położenia kątowego wirnika silnika IPMSM umożliwiające stabilną pracę napędu w pełnym zakresie prędkości. Omówione algorytmy estymacji położenia opierają się na analizie wartości pochodnych prądów fazowych silnika związanych z modulacją napięć realizowaną przez falownik tranzystorowy....
-
Kompleksowa analiza symulacyjna układu napędowego zespołu trakcyjnego
PublicationThe paper describes an approach to comprehensive analysis of traction electric drive. The drivetrain of ED-74 electric unit equipped with four inverter-fed induction motors was modeled in Matlab/Simulink. The model consists of functional blocks as: motors, inverters, drive controllers, filters. Structure and operation of the model was described. Chosen simulation results were presented and discussed. Two methods of modeling the...
Year 2009
-
Bezczujnikowy napęd trakcyjny z silnikiem IPMSM.
PublicationW artykule przedstawiono metodę estymacji położenia kątowego wirnika silnika synchronicznego z magnesami trwałymi zagłębionymi w wirniku. Metoda wymaga wielokrotnego pomiaru wartości prądów fazowych silnika w okresie modulacji. Do obliczeń wykorzystywane są szybkości zmian prądów związane z modulacją napięcia za pomocą falownika tranzystorowego. Przedstawiono algorytm matematyczny metody oraz jego symulacyjną weryfikację.
-
Estymacja położenia początkowego wirnika w silniku PMSM
PublicationProblem estymacji początkowego położeniawirnika w silniku PMSM jest istotny m.in. w układachwykorzystujących enkodery przyrostowe. Opracowano algorytmdla silników o symetrii magnetycznej, oparty na zmianieindukcyjności uzwojenia w wyniku nasycenia magnetycznegostojana przy dużej wartości chwilowej prądu. Analiza wartościszczytowych prądów fazowych silnika, zasilanego krótkimiimpulsami napięcia kolejno w poszczególnych fazach, pozwalana...
-
IPMSM rotor position estimator based on analysis of phase current derivatives
PublicationThis paper describes an algorithm for estimation of IPMSM angular rotor position. The algorithm uses derivatives of motor phase currents resulting from PWM modulation to obtain the rotor position. The presented method is designed for medium- and high-speed range, since it is based on determination of the EMF vector. Algorithm is characterised by a very simple formulae. The calculation of rotor position is performed in every PWM...
-
Modelowanie układu napędowego z silnikiem IPMSM z uwzględnieniem dyskretnego działania sterownika
PublicationOmówiono model układu napędowegoopracowany w środowisku Matlab/Simulink. Model składa się zsilnika IPMSM, falownika tranzystorowego oraz sterownikacyfrowego z zaimplementowanym algorytmem sterowania. Wprosty sposób odzwierciedlono dyskretną pracę sterownika,umożliwiając badania symulacyjne bezczujnikowego algorytmusterowania opartego na pomiarze szybkości zmian prądówfazowych silnika w poszczególnych podokresach modulacjinapięcia...
Year 2019
-
Constant vs. Variable Efficiency of Electric Drive in Train Run Simulations
PublicationTrain run simulations, which focus on various power- and energy-oriented aspects, should reflect the losses in the electric powertrain. In general, the powertrain efficiency varies with respect to load and speed. Including this relation in simulation requires knowledge about detailed drivetrain parameters, which are often unavailable. This paper verifies the possibility to approximate the drivetrain efficiency in train run simulations...
-
Derivation of motor mean phase currents in PMSM drives operating with low switching-to-fundamental frequency ratio
PublicationPulse width modulation (PWM) of inverter output voltage causes the waveforms of motor phase cur-rents to consist of distinctive ripples. In order to provide suitable feedback for the motor current con-trollers, the mean value must be extracted from the currents’ waveforms in every PWM cycle. A com-mon solution to derive the mean phase currents is to sample their value at the midpoint of a symmetrical PWM cycle. Using an assumption...
-
Impact of digital signal processing on FOC current feedback in high-speed PMSM drive
PublicationIn applications where size and weight of the electric motor are among major design concerns, Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSMs) with wide operational speed-range are commonly preferred. Due to limited inverter switching frequency, high-speed operation of a drive results in a low ratio between the switching frequency and the fundamental frequency of motor voltage. Such operating conditions have been recently identified...
Year 2021
-
Economic benefits of dynamic charging of electric buses
PublicationDiesel engines buses are still the most used type of buses. Electric buses provide promising green alternatives and a lot of advantages, but their main disadvantages are limited travel range and long charging time. This article is a presentation of innovative solution for charging of electric busses - Dynamic Charging (IMC). The modern IMC system in Solingen was presented. At the end of the article, a proposal was made to introduce...
-
Modeling of Electrified Transportation Systems Featuring Multiple Vehicles and Complex Power Supply Layout
PublicationThe paper proposes a novel approach to modeling electrified transportation systems. The proposed solution reflects the mechanical dynamics of vehicles as well as the distribution and losses of electric supply. Moreover, energy conversion losses between the mechanical and electrical subsystems and their bilateral influences are included. Such a complete model makes it possible to replicate, e.g., the impact of voltage drops on vehicle...
Year 2020
-
Frequency Diagnostics of Transformer Insulating Parameters
PublicationIn the article is presented experimental analysis and diagnostics of insulating system oil-paper for power transformers, mainly by progressive frequency method – dielectric spectroscopy. In the 1-st part of the article is described base theory about measurement and diagnostics insulating part (oil and paper) of power transformers. In the 2-nd part of article is described measuring method of insulating frequency diagnostics - frequency...
Year 2006
-
Komputerowa rejestracja oraz analiza parametrów autonomicznego pojazdu elektrycznego
PublicationW referacie przedstawiono układ rejestrujący elektryczne oraz mechaniczne parametry auto-nomicznego pojazdu elektrycznego małej mocy, tj. wózka Melex 745. Pojazd wyposażony jest fabrycznie w przekształtnik energoelektroniczny realizujący płynny rozruch, jazdę oraz hamowanie odzyskowe. Układ rejestrujący oparty jest na przemysłowym komputerze PC wy-posażonym w kartę pomiarową. Zasilacz UPS daje możliwość rejestracji podczas jazdy...
Year 2008
-
LOKTEST - automatyczna stacja diagnostyczna lokomotyw
PublicationW referacie omówiono strukturę zmodernizowanej automatycznej stacji diagnostycznej lokomotyw. Stacja, wdrożona w Zakładzie Taboru w Gdyni, służy badaniu, regulacji i ocenie stanu wybranych urządzeń lokomotyw elektrycznych oraz spalinowych. Do budowy stacji wykorzystano nowoczesne techniki pomiarowe, mikrokomputerowe oraz telekomunikacyjne. W artykule zawarto opis zastosowanych rozwiązań, przedstawiono zakres prowadzonej diagnostyki...
Year 2007
-
Modelowanie trakcyjnego układu napędowego z silnikiem ipm ze sterownikiem cyfrowym w środowisku matlab/simulink
PublicationReferat przedstawia model symulacyjny trakcyjnego układu napędowego z silnikiem IPM. Omówiono strukturę układu oraz algorytm sterowania momentem silnika. Opisano model symulacyjny uwzględniający technikę modulacji napięć wyjściowych falownika typu SVM oraz dyskretne działanie sterownika cyfrowego. Przedstawiono wybrane wyniki symulacyjne i skonfrontowano je z otrzymanymi z rzeczywistego układu napędowego. Opisano przyczyny różnic...
seen 3467 times