Search
Department of Power Electronics and Electrical Machines
Publications
Filters
total: 374
Catalog Publications
Year 2016
-
Adaptive estimation of the transformer stray capacitances for DC–DC converter modelling
PublicationNew low cost and accurate estimation method of transformer stray capacitances for wide band DC–DC converter modelling and design is proposed. The Wiener filter (WF) method is applied to estimate the transformer impedance – referred to the selected transformer winding configurations. Laboratory tests are used to adapt the filter, that is to find optimal impedance which minimises mean square error between measured, noise perturbed...
-
Analiza drgań przewodów jezdnych sieci trakcyjnej w aspekcie oceny jej stanu technicznego
PublicationW pracy przedstawiono możliwości wykorzystania analizy drgań przewodów jezdnych sieci trakcyjnej do oceny jej stanu technicznego. Zaprezentowano wyniki badań laboratoryjnych, w których rejestrowano drgania odcinka przewodu jezdnego o zróżnicowanym stopniu zużycia i przy różnych warunkach jego zawieszenia. Na bazie przeprowadzonych analiz w dziedzinie czasu i częstotliwości, wskazano zależności między stanem sieci a wybranymi parametrami...
-
Analiza drgań przewodu jezdnego dla potrzeb walidacji modelu matematycznego sieci trakcyjnej
PublicationNieprawidłowa współpraca odbieraka z siecią jezdną, w niekorzystnych warunkach lokalnych, prowadzi do uszkodzeń sieci lub odbieraka. Najczęściej spowodowane to jest niewłaściwą regulacją tych elementów układu zasilania. Awarie te wywołują z reguły duże opóźnienia w ruchu pociągów i generują olbrzymie koszty. Sieć trakcyjna nie posiada rezerwy, stąd wysokie wymagania jakościowe i niezawodnościowe określa się szczególnie dla niej....
-
Analiza impedancji sieci prądu stałego w instalacjach fotowoltaicznych
PublicationDokonano analizy impedancji sieci prądu stałego w instalacji fotowoltaicznej. Analizę tę przeprowadzono pod względem predykcji charakterystyki zaburzeń elektromagnetycznych generowanych przez instalacje PV. Badania przeprowadzono zarówno dla zaburzeń różnicowych, jak i wspólnych. Zastosowano podejście analityczne - wykorzystując teorię linii długiej oraz pomiary wykonane na stanowisku laboratoryjnym.
-
Badania dynamiki ruchu odbieraków prądu z wykorzystaniem programu Autodesk Inventor
PublicationRozwój kolei dużych prędkości stawia coraz wyższe wymagania w zakresie konstrukcji i utrzymania sieci trakcyjnych oraz odbieraków prądu. Głównym problemem technicznym jest konieczność zapewnienia ciągłości styku pomiędzy przewodem jezdnym a nakładkami stykowymi ślizgacza. Współpraca pomiędzy elementami zestyku ślizgowego zależy w istotnym stopniu od zastosowanej konstrukcji odbieraka i wartości parametrów, zwłaszcza tych, które...
-
Badania eksperymentalne prostownika osiemnastopulsowego o mocy 150 kVA z opcjonalnym szeregowym energetycznym filtrem aktywnym
PublicationW artykule przedstawiono system sterowania oraz wybrane wyniki badań eksperymentalnych przekształtnika AC / DC składającego się z osiemnastopulsowego diodowego prostownika na bazie dławików sprzężonych i szeregowego energetycznego filtra aktywnego. Przebadano i porównano trzy konfiguracje przekształtnika o mocy 150kVA: (1) osiemnastopulsowy prostownik bez dodatkowych elementów, (2) prostownik z dodatkowym dławikiem sieciowym oraz...
-
Experimental test results of the 150kVA 18-pulse diode rectifier with series active power filter
PublicationThe paper presents the control system and selected results of experimental tests of the ac/dc power converter consisting of 18-pulse diode rectifier on the basis of coupled reactors and a serial active power filter. Three configurations of the 150kVA converter were tested experimentally and compared: 18-pulse diode rectifier with and without additional grid reactor and the rectifier integrated with the active power filter. The...
-
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...
-
Mathematical modelling of the overhead contact line for the purpose of diagnostics of pantographs
PublicationThe overhead contact line (OCL) is the most effective way for supplying railway electric vehicles. The increase of the speed of the vehicles increases power consumption and requires ensuring proper cooperation of pantographs with OCL. The paper describes the novel mathematical model of the OCL system and the simulation results. The primary objective is a more accurate analysis to increase the reliability of the evaluation of monitoring...
-
Model of the double-rotor induction motor in terms of electromagnetic differential
PublicationThe paper presents a concept, a construction, a circuit model and experimental results of the double-rotor induction motor. This type of a motor is to be implemented in the concept of the electromagnetic differential. At the same time it should fulfill the function of differential mechanism and the vehicle drive. One of the motor shafts is coupled to the direction changing mechanical transmission. The windings of the external rotor...
-
Modelowanie i symulacja dynamiki ruchu trakcyjnego odbieraka prądu
PublicationW artykule przedstawiono dwa modele matematyczne kolejowych odbieraków prądu. Model podstawowy opracowano na podstawie analizy konstrukcji odbieraka ze stopniami swobody w ruchu obrotowym i postępowym. Drugi tzw. model zastępczy ma obydwa stopnie swobody w ruchu postępowym. Przedstawiono prosty sposób wyznaczenia wartości parametrów modelu zastępczego na podstawie wyników symulacji modelu odbieraka podstawowego. Model zastępczy,...
-
Multi-Transformer Flyback Converter for Supplying Isolated IGBT and MOSFET Drivers
PublicationA multi transformer flyback converter topology for supplying transistor drivers is presented. The topology presents some advantages over typical multi output single transformer, as reduction of effective leakage inductance, equal magnetic coupling between primary and secondary circuits and better isolation between outputs. Simulation study carried out in the LTSpice IV program and preliminary experimental results indicate high...
-
Performance Comparison of a 650 V GaN SSFET and CoolMOS
PublicationThe new technology of wide band gap semiconductors is said to outperform up-to-date silicon devices. High voltage Gallium Nitride (GaN) transistors, now emerging in the market, have even three times shorter switching times and even four times smaller energy losses compared to the best in-class Si devices. In this paper the performance of a 650 V GaN SSFET is evaluated and compared with the newest silicon family of CoolMOS™ technology....
-
Prediction of ringing frequencies in DC-DC boost converter
PublicationIn the paper ringing phenomena in a DC-DC boost converter is presented. The ringing frequency is calculated using an analytical formula. The necessary wide band models of MOSFET transistor, passive and parasitics are described. The calculation results are verified in simulation and laboratory tests.
-
Predykcja częstotliwości oscylacji komutacyjnych w wielotransformatorowej przetwornicy typu Flyback
PublicationW artykule przedstawiono koncepcję analitycznej predykcji częstotliwości zaburzeń elektromagnetycznych generowanych w przekształtnikach energoelektronicznych. Analizę zaburzeń przeprowadzono na przykładzie wielotransformatorowej przetwornicy w topologii Flyback. Wyniki obliczeń zostały zweryfikowane z pomiarami laboratoryjnymi prototypu przetwornicy.
-
Simplified saturation modelling in three-leg power transformer for the system stability analisys
PublicationThe paper presents a simplified method for modelling non-linearity of the magnetic circuit of the power transformer. The saturation effect is implemented by describing the self and mutual inductances as a function of the magnetic flux. The most important element of this function is the saturation coefficient which is calculated based on transient state during the unloaded transformer switch on. The transformer model is described...
-
Właściwości uzwojeń koncentrycznych ułamkowo-żłobkowych w aspekcie jakości napięcia generatorów synchronicznych
PublicationW artykule przedstawiono wyniki analizy właściwości uzwojeń koncentrycznych ułamkowo żłobkowych. Porównano wartość współczynnika uzwojenia dla podstawowej harmonicznej oraz zawartość wyższych harmonicznych. Obliczenia wykonano w oparciu o zależności analityczne zaimplementowane w specjalnie przygotowanym programie komputerowym. W celu weryfikacji wyników przygotowano model numeryczny maszyny bezszczotkowej maszyny prądu przemiennego...
-
Wolnoobrotowy generator z magnesami trwałymi do elektrowni wiatrowej z turbiną o pionowej osi obrotu
PublicationW artykule przedstawiono założenia projektowe, wybrane wyniki etapu projektowania i badania prototypu wolnoobrotowego generatora z magnesami trwałymi współpracującego z elektrownią wiatrową z innowacyjną turbiną o pionowej osi obrotu. Projekt został wykonany na zlecenie firmy ALU ECO Sp. z o.o. z Gdańska w ramach projektu badawczorozwojowego Pionowa Turbina Wiatrowa, współfinansowanego przez Polską Agencję Rozwoju Przedsiębiorczości...
-
Wpływ parametrów tarcia w przegubach modelu odbieraka prądu na jego właściwości dynamiczne
PublicationJednym z istotnych podzespołów elektrycznego pojazdu szynowego jest odbierak prądu. Pogorszenie parametrów odbieraka skutkuje jego niewłaściwą współpracą z siecią jezdną, co przyspiesza zużycie obydwu tych elementów układu odbioru prądu, generując znaczne koszty eksploatacyjne. W niekorzystnych warunkach może prowadzić do uszkodzenia sieci jezdnej, co z reguły wywołuje znaczne zaburzenia w ruchu pociągów i generuje duże koszty....
-
Zero phase shift digital filtering for assessment of exposure to non-sinusoidal magnetic fields
PublicationAccuracy of assessment of human body exposure to magnetic fields is affected by several uncertainty sources. One of them is estimation of the total exposure to non-sinusoidal fields. Standard methods can be implemented using analogue or digital filters that introduce a phase shift that affect the result of total exposure level estimation. The paper presents a new method that allows performing more precise assessment of exposure...
Year 2015
-
A new approach to determination of the two-mass model parameters of railway current collector
PublicationThe paper presents two mathematical models of railway current collectors both with two degrees of freedom. The first one, hereinafter Pantograph Articulated Model (PAM), has one degree of freedom in rotational motion and the second degree of freedom in translational motion. The second model, called henceforth as Pantograph Reference Model (PRM), has both degrees of freedom in translational motion. Differential equations of the...
-
A new approach to determination of the two-mass model parameters of railway current collector
PublicationThe paper presents two mathematical models of railway current collectors both with two degrees of freedom. The first one, hereinafter Pantograph Articulated Model (PAM), has one degree of freedom in rotational motion and the second degree of freedom in translational motion. The second model, called henceforth as Pantograph Reference Model (PRM), has both degrees of freedom in translational motion. Differential equations of the...
-
A new prototype of piezoelectric bending resonant transducer for analysis of soft tissues properties
PublicationThis paper is devoted to a new piezoelectric bending resonant transducer prototype dedicated to the characterization of the mechanical properties of soft tissue. A general description of the actuator’s structure is presented including the basic principles of the measurement. The chosen geometry of the prototype is discussed and compared with the existing version. Constitutive equations are presented for the active and passive layer...
-
Analiza drgań przewodu jezdnego sieci trakcyjnej w aspekcie oceny jej stanu technicznego.
PublicationGórna sieć trakcyjna jest nadal najefektywniejszym sposobem zasilania kolejowych pojazdów elektrycznych. Sieć jezdna nie ma możliwości technicznych redundancji, co wymaga okresowej oceny stanu technicznego w celu zapewnienia prawidłowej współpracy z odbierakami prądu pojazdów. W artykule przedstawiono aspekty oceny stanu technicznego górnej sieci trakcyjnej na podstawie modelowania matematycznego i wybranych badań laboratoryjnych....
-
Analiza impedancji sieci prądu stałego w instalacjach fotowoltaicznych
PublicationW artykule przedstawiono analizę impedancji różnicowej i wspólnej, sieci DC instalacji fotowoltaicznej. Badania impedancji przeprowadzono wykorzystując model matematyczny przygotowany w oparciu o teorię linii długiej. Otrzymane wyniki porównano z pomiarami laboratoryjnymi wykonanymi za pomocą analizatora impedancji.
-
Analiza zaburzeń elektromagnetycznych generowanych przez pojazdy szynowe
PublicationW artykule scharakteryzowano specyfikę zakłóceń elektromagnetycznych w aplikacjach kolejowych. Opisano metody analizy zaburzeń elektromagnetycznych generowanych przez pojazdy szynowe. Przykładowe wyniki analiz w dziedzinie czasu i częstotliwości porównano z wynikami analizy czasowo-częstotliwościowej, umożliwiającej identyfi kację i lokalizację źródeł zaburzeń w pojazdach szynowych. Wskazano możliwe przyczyny zmian poziomów...
-
Analysis of electromagnetic disturbances in DC network of grid connected building-integrated photovoltaic system
PublicationThis paper focuses on conducted electromagnetic interference (EMI) emissions and propagation in the DC network of grid connected building integrated photovoltaic (PV) system. The investigated PV system, consists of ten solar panels, cabling and the grid-connected one phase inverter. The EMI simulation model of the real PV system has been developed with the aid of impedance analyzer measurements of solar panels and the DC network...
-
Badania eksperymentalne rezonansowego przetwornika piezoelektrycznego typu "unimorph"
PublicationW artykule opisano badania eksperymentalne piezoelektrycznego rezonansowego przetwornika zastosowanego do pomiaru właściwości mechanicznych tkanek miękkich. Po krótkim wstępie w kolejnych punktach przedstawiono opis stanowiska pomiarowego oraz metody pomiaru odkształceń prototypów, przesunięć częstotliwości rezonansowej, impedancji elektromechanicznej i parametrów schematów zastępczych. W dalszej...
-
BADANIA EWALUACYJNE TRANZYSTORA 650 V E-HEMT GAN DO ZASTOSOWAŃW WYSOKOSPRAWNYCH PRZEKSZTAŁTNIKACH DC/DC
PublicationTematem artykułu są badania wysokonapięciowegotranzystora z azotku galu typu E-HEMT w aplikacji przekształtnikaobniżającego napięcie typu buck. W pracy przedstawiono krótkącharakterystykę i zalety półprzewodników szerokoprzerwowych,a także opis tranzystora GS66508P-E03 w obudowie do montażupowierzchniowego (SMD). Następnie poruszono problemchłodzenia łącznika mocy SMD i przeprowadzono badanieporównawcze dwóch układów chłodzenia....
-
CM Voltage Compensators for Power Electronic Interfaces
PublicationThe experimental results presented in the paper have shown that the application of the PEIs might cause EMC related problems, especially in the case of the application of a group of connected converters. The most convenient way to reduce EMI currents and prevent aggregation of EMI currents introduced by a group of converters is through passive compensation of voltage interference sources inside of the single converters. In the...
-
Code development of a DSP-FPGA based control platform for power electronics applications
PublicationThis paper focuses on the implementation of power electronics algorithms in control platforms based on DSP-FPGA. Today’s power electronics technology demands high power computation with high speed interfacing at the same time. The most popular configuration is a DSP for the former and a FPGA for the latter. The main goal of this work was to develop a generic control system for power electronics application, but it is explained...
-
Compensation of Dead Time Effects for Shunt Active Power Filters
PublicationThe paper presents a comprehensive approach to the compensation of the grid current distortion for shunt active power filter systems. Four different sources of current distortion are addressed: imperfect grid synchronization caused by the distortion in the grid voltages, time delays in the estimation of compensating currents and grid voltages, fluctuations of the dc bus voltage, and the distortion of inverter output voltages due...
-
Comprehensive compensation of grid current distortion by shunt active power filters
PublicationThe paper presents a comprehensive approach to the compensation of grid current distortion in shunt active power filter systems. Four sources of current distortion are addressed: imperfect grid synchronization caused by the distortion in the grid voltages, time delays in the evaluation of grid voltages and computation of compensating currents, fluctuations of the dc bus voltage, and the distortion of inverter output voltages due...
-
Design and evaluation of a base module of active power electronic transformer
PublicationThis paper presents an active power electronic transformer (APET) based on modular structure. The proposed three phase APET consists of at least three base modules (BM). The input/output stage of the BM is based on half-bridge sub modules. The isolation stage includes a medium frequency transformer and is realized as a dual half-bridge. The paper describes construction process and explains the control strategy. The theoretical...
-
Design and modeling of the piezoelectric motor based on three resonance actuators
PublicationThis paper describes a piezoelectric motor which combines advantages from two existing piezoelectric motors topologies. The research work presents the design, simulations and measurements of the piezoelectric motor with three rotation-mode actuators. The aim of the project was to obtain the high speed piezoelectric motor. Other advantages of this conception are blocking torque, short response times, the ability to work in a hostile...
-
Dynamiczna aplikacja Internetowa ASP.NET silnika indukcyjnego jako elementu wirtualnego laboratorium maszyn elektrycznych
PublicationTematem referatu jest dynamiczna aplikacja internetowa, która umożliwia symulację obwodową silnika indukcyjnego trójfazowego Sg 100 L2 z wykorzystaniem interfejsu przeglądarki WWW. Model matematyczny silnika jest zdefiniowany w tzw. osiach naturalnych i sformułowany na podstawie metody energetycznej Lagrange’a. Do implementacji modelu maszyny w aplikacji internetowej wybrano projekt typu Web Forms, który jest składnikiem środowiska...
-
Electromagnetic interference frequencies prediction model of flyback converter for snubber design
PublicationSnubber design for flyback converters usually requires experimental prototype measurements or simulation based on accurate and complex models. In this study simplified circuit modelling of a flyback converter has been described to dimension snubbers in early stage of design process. Simulation based prediction of the transistor and diode ringing frequencies has been validated by measurements in a prototype setup. In that way obtained...
-
Low Frequency Conducted Emissions of Grid Connected Static Converters
PublicationPulse-width modulated rectifiers are nowadays commonly used for AC to DC power conversion. PWM rectification technology is very effective and allows for bidirectional power flow with the possibility of power factor improvement and low-order harmonic emission limitation. Unfortunately, employed PWM boost topology results with generation of input current harmonic distortions in a frequency range tightly correlated to modulation frequency....
-
Model dwuwirnikowej maszyny indukcyjnej w aspekcie elektromagnetycznego mechanizmu różnicowego
PublicationW referacie przedstawiono obwodowy model maszyny indukcyjnej z dwoma wirnikami, który proponowany jest w koncepcji elektromagnetycznego mechanizmu różnicowego. Koncepcja ta przewiduje zastosowanie dwuwirnikowej maszyny elektrycznej spełniającej jednocześnie funkcje mechanizmu różnicowego oraz napędu pojazdu samochodowego. W realizacji tej koncepcji niezbędna jest także przekładnia mechaniczna sprzężona z jednym z wałów silnika....
-
Modelling of Graphene Field-Effect Transistor for lectronic sensing applications
PublicationA top-gated Graphene Field-Effect Transistor (GFET) suitable for electronic sensing applications was modelled. The applied simulation method reproduces correctly the output transfer GFET characteristics and allows to investigate doping effect caused by different physical, chemical or biological factors. The appearance of additional charge in the system results in the shift of the current-voltage characteristic. This feature could...
-
Modelling of the High Speed Multi-Pole Synchronous Generator for Application in More Electric Aircraft Power Systems
PublicationIn this paper different models of the synchronous generator are presented. The simulation results compared with the measurements are shown. Certain physical phenomena are included in described models for the porpoise of adequate analysis of the more electric aircraft power system. For different modelling levels, such as functional level or behavioural level, different physical phenomena have been included. Simulation results for...
-
Modelowanie dynamiki odbieraka prądu pojazdu kolejowego do celów diagnostycznych
PublicationNiewłaściwa współpraca odbieraka prądu i sieci trakcyjnej, w trudnych warunkach lokalnych, może prowadzić do uszkodzenia sieci trakcyjnej i pantografu. W ramach rozwoju metod monitoringu i diagnostyki dla tych podsystemów, tworzone są nowe i dokładniejsze narzędzia symulacyjne, których zakres obejmuje modelowanie zarówno napowietrznej sieci trakcyjnej i pantografu, a także ich dynamicznego oddziaływania. Głównym celem jest dokładniejsza...
-
MODELOWANIE NIELINIOWOŚCI OBWODU MAGNETYCZNEGO NA PRZYKŁADZIE TRANSFORMATORA 1 FAZOWEGO. ASPEKTY DYDAKTYCZNE
PublicationW artykule opisano proces dydaktyczny związany zanalizą stanów przejściowych na przykładzie załączanianieobciążonego transformatora 1-fazowego. Eksploatacjatransformatorów z rdzeniem ferromagnetycznym wiąże się zkoniecznością przeciwdziałania skutkom dużych prądówłączeniowych, w tym odpowiedniego doboru zabezpieczeń.Zrozumienie przyczyn powstawania prądu łączeniowego jestkluczowym zagadnieniem przy doborze aparatury w obwodachzasilania...
-
Modelowanie współpracy odbieraka prądu z siecią trakcyjną
PublicationW artykule przedstawiono aspekty oceny współpracy odbieraka prądu z górną siecią trakcyjną na podstawie porównania modeli matematycznych. Zaprezentowano modele odbieraków prądu i sieci jezdnej wskazując na ich użyteczność do oceny siły stykowej i uniesienia przewodów jezdnych. Wykonano szereg symulacji stanów dynamicznych interakcji górnej sieci trakcyjnej i odbieraka prądu dla różnych parametrów. W szczególności zwrócono uwagę...
-
Performance Evaluation of a 650V E-HEMT GaN Power Switch
PublicationGaN power switches have better characteristics compared to the state-of-the-art Si power transistors. These devices offer high operating temperature and current densities, fast switching and low on-resistance. However, currently only a few producers offer technology of high voltage GaN transistors. Immaturity of this technology is the reason why experimental evaluation of GaN parameters must be performed to properly exploit their...
-
Piezoelektryczne przetworniki elektromechaniczne
PublicationKryształy piezoelektryczne w polu elektrycznym drgają. Amplituda drgań jest największa przy częstotliwości rezonansowej. Do budowy przetworników elektromechanicznych są wykorzystywane elementy piezoceramiczne, które mają wysoką sprawność przetwarzania energii elektrycznej na energię drgań.
-
Pływająca elektrownia wodna
PublicationPodano wybrane elementy teorii oraz założeń projektowych elektrowni wodnej zlokalizowanej na zakotwiczonej barce na rzece. Obliczenia podano na przykładzie konkretnej lokalizacji. Podano warianty wyposażenia elektrowni oraz sposobu przyłączenia takiej elektrowni do systemu elektroenergetycznego lub odbioru indywidualnego.
-
Power Surge Compensator based on a Four Level Diode Clamped Inverter for ship application. Average model
PublicationPaper presents continuous average value model of Power Surge Compensator based on a Four Level Diode Clamped Inverter with super capacitor as a energy storage device. This conditioner is design for power surge or fluctuation elimination, by compensating it with energy stored in ESD. Continuous average value model of multilevel S-PWM has been presented also. Summary of raised problem is a simulation model made in PowerSim Psim 8...
-
Precyzyjna kompensacja zniekształceń harmonicznych prądu przez równoległy filtr aktywny
PublicationW artykule zaprezentowano cztery źródłaniedokładnej kompensacji harmonicznych prądu przez filtraktywny. Są nimi: niedokładna synchronizacja z napięciem siecizasilającej, opóźnienia wprowadzane w układzie sterującym,fluktuacje napięcia w obwodzie pośredniczącym orazzniekształcenia napięć generowanych przez przekształtnikenergoelektroniczny spowodowane głównie czasem martwym.W artykule przedstawiono wpływ zaproponowanych udoskonaleńalgorytmu...
-
Representation of magnetic hysteresis in a circuit model of a single-phase transformer
PublicationThe paper presents a mathematical model for the hysteresis phenomenon in a multi-winding single-phase core type transformer. The set of loop differential equations was developed for K-th winding transformer model where the flux linkages of each winding includes a flux common Φ to all windings as function of magneto motive force Θ of all windings. The first purpose of this paper is to determine a hysteresis nonlinearity involved...