Search
dr inż. Patrick Strankowski
Publications
Filters
total: 35
Catalog Publications
Year 2020
-
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...
-
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
-
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...
-
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...
-
Wykorzystanie algorytmów ewolucyjnych do doboru wzmocnień rozszerzonego obserwatora prędkości maszyny indukcyjnej
PublicationW pracy opisano sposób doboru wzmocnień rozszerzonego obserwatora prędkości maszyny indukcyjnej przy wykorzystaniu algorytmów ewolucyjnych. Zaproponowano funkcję celu opartą na rozkładzie biegunów obserwatora. Ze względu na wpływ prędkości maszyny na dynamikę obserwatora zaproponowano dobór wzmocnień obserwatora dla różnych przedziałów prędkości. Dla poszczególnych przedziałów zaprezentowano wyniki doboru wzmocnień w postaci tabel...
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...
-
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...
-
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...
-
Variable Speed AC Drives with Inverter Output Filters
PublicationThe advance of variable speed drives systems (VSDs) engineering highlights the need of specific technical guidance provision by electrical machines and drives manufacturers, so that such applications can be properly designed to present advantages in terms of both energy efficiency and expenditure. This book presents problems and solutions related to inverter-fed electrical motors. Practically orientated, the book describes the...
-
Wektorowa modulacja szerokości impulsów w pięciofazowych falownikach napięcia
PublicationW artykule zaproponowano strategię wektorowej modulacji szerokości impulsów dla pięciofazowych falowników napięcia. W falownikach tych załączenie wektorów aktywnych powoduje jednoczesne formowane dwóch wektorów napięcia wyjściowego. Położenie obu wektorów napięcia oraz ich długości są od siebie zależne. Zaproponowane rozwiązanie umożliwia niezależne formowanie dwóch wektorów napięcia o długościach i...
Year 2014
-
Five-phase induction motor drive with sine-wave filter
PublicationThe paper presents closed loop ac drive with 5 phase induction motor operating with voltage source inverter and sine wave filter. The motor supply voltages and currents have sinusoidal shape. For well known adjustable electric drives the field oriented control method with flux and speed co ntrol can be applied. In the presence of output filter both control and estimation algorithms should be modified due to sine wave filter installation....
-
SiC-based phase-shift dual half bridge DC-DC converter as a key component of multilevel cascaded MV converters
PublicationThe paper describes SiC-based dual half bridge (DHB) DC-DC converter considered as a key component of high frequency isolated multilevel cascaded medium voltage converters. Two topologies of bi-directional DC-DC converters: the resonant half-bridge DC-DC converter and the phase-shift DHB converter are compared in the paper. Experimental results of SiC-based 50 kHz DHB DC-DC converter are presented in the paper.
-
Sterowanie falownikami napięcia ograniczające prądy łożyskowe
PublicationW artykule przedstawiono zagadnienie zmniejszenie prądów łożyskowych w układach napędowych z falownikami napięcia, przez wprowadzenie zmian w algorytmie modulacji szerokości impulsów.
seen 1485 times