Search
Department of Electrical Engineering of Transport
Publications
Filters
total: 298
Catalog Publications
Year 2018
-
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...
-
Experimental study of the use of electric car powered with stationary solar and electrochemical batteries in Northern Poland
PublicationThe subject of this paper is an experimental analysis of a Nissan LEAF electric car equipped with 24 kWh battery, powered from the standalone photo-voltaic (PV) charging station in Gdańsk, Poland. The calculations of charging process efficiency and range of test drives were conducted in two extreme situations (winter and summer) of sunlight and road conditions. Experiments were performed in the Laboratory of Innovative Power Technologies...
-
Experimental verification of visual method for measuring displacements of contact line elements
PublicationThe increase of rail vehicles speed, as well as the increase of their power, puts high demands on the power delivery system for traction vehicles The most critical point in the vehicle's power supply circuit is the contact between the current collector and contact wires. Ensuring a reliable co-operation of the current collector and contact line, requires technical development...
-
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...
-
Influence of vision measurement system spatial configuration on measurement uncertainty, based on the example of electric traction application
PublicationTechnical diagnostics plays a significant role in ensuring operational reliability of electrified rail transport. The most critical point in the transmission of electric energy to vehicles is the sliding contact of the current collector with the traction network. For this reason, work is currently being carried on new measuring methods, whose appliance allows for more complete diagnostics of the contact line and current collectors,...
-
Modal analysis of railway current collectors using Autodesk Inventor
PublicationThe paper presents the results of modal analysis of railway current collector type 160EC. In the first place, the analysis was carried out analytically for a simplified two lumped mass pantograph model. Then numerical analysis was conducted in the Autodesk Inventor (AI) on the prepared multibody model using the AI modal analysis algorithm, which is based on the finite element method (FEM). Model elements which are most relevant...
-
Monitoring of current collectors on the railway line
PublicationProper cooperation the current collectors and the overhead line is a pre-requisite for reliable and safe operation of railway transport. Instances of maladjustment and, in some cases, damage to the current collectors, occur between periodic inspections of the rolling stock. In order to detect such anomalies quickly, the test stand was developed, with the aim of monitoring the technical state of the current collectors under operating...
-
Novel analysis methods of dynamic properties for vehicle pantographs
PublicationTransmission of electrical energy from a catenary system to traction units must be safe and reliable especially for high speed trains. Modern pantographs have to meet these requirements. Pantographs are subjected to several forces acting on their structural elements. These forces come from pantograph drive, inertia forces, aerodynamic effects, vibration of traction units etc. Modern approach to static and dynamic analysis should...
-
Potential Application of Solar Energy Systems for Electrified Urban Transportation Systems
PublicationThe paper presents a novel approach toward the use of solar energy systems in public transportation. The concept of energy generation in PV systems for supplying a trolleybus transportation system is proposed for the city of Gdynia (Poland). The suggested way of energy production allows reducing the environmental harm impact of the municipal transportation system. Moreover, the proposed way of green energy use can be a more profitable...
-
SMART GRID TECHNOLOGIES IN ELECTRIC POWER SUPPLY SYSTEMS OF PUBLIC TRANSPORT
PublicationNowadays the issue of electric energy saving in public transport is becoming a key area of interest which is connected both with a growth in environmental awareness of the society and an increase in the prices of fuel and electricity. It can be achieved by improving the usage of regenerative breaking. In 2016 the Przedsiębiorstwo Komunikacji Trolejbusowej (PKT, Trolleybus Transport Company) in Gdynia began practical implementation...
-
The issue of uncertainty of visual measurement techniques for long distance measurements based on the example of applying electric traction elements in diagnostics and monitoring
PublicationRail transport is the most economical and energy-effective in the field of land transport, in particular electrified. In order to ensure efficient and reliable operation of electrified rail transport, the issues of monitoring and diagnostics of the traction infrastructure and vehicles are extremely important. The most critical point in the transmission of electric energy to the vehicle is the sliding contact of the current collector...
-
Visual method for detecting critical damage in railway contact strips
PublicationEnsuring an uninterrupted supply of power in the electric traction is vital for the safety of this important transport system. For this purpose, monitoring and diagnostics of the technical condition of the vehicle's power supply elements are becoming increasingly common. This paper presents a new visual method for detecting contact strip damage, based on measurement and analysis of the movement of the overhead contact line (OCL)...
-
Wizyjne metody pomiarowe w diagnostyce górnej sieci trakcyjnej
PublicationMonografia zawiera analizę wykorzystania – na potrzeby diagnostyki i monitoringu górnej sieci trakcyjnej – wizyjnych metod pomiarowych, a w szczególności metody autorskiej opartej na użyciu kamery obrazowej i analizie obrazu, pozwalających na pomiar położenia obiektu fizycznego w przestrzeni dwuwymiarowej. Opracowana metoda łączy wysoką funkcjonalność, dużą rozdzielczość pomiarową oraz bardzo niski poziom niepewności pomiaru z...
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.
-
Analysis of measurement uncertainty for contact-less method used to measure the position of catenary contact wire, performed with the use of Monte Carlo method
PublicationCurrently the majority of main railway lines in Europe are electrified, and electric trains have the biggest share in the entire amount of rail transport. Reliability of electrified railways is closely related to the issue of supplying traction vehicles with energy. The problems connected with diagnostics of energy consumption node, namely the contact line and the current collector, are therefore of fundamental importance for maintaining...
-
Autonomous Battery Drive in Trolleybuses: an Overview of Practical Examples
PublicationBattery electric buses are believed to be means of transportation of the future. However, despite the continuous development of electrochemical batteries technology and the multitude of electric buses on offer, it is still no proved solutions that can be widely used. Charging is the one of the weakness point of the electric buses. Trolleybuses are alternative for them. Especially, trolleybuses equipment with traction batteries...
-
Badania eksperymentalne i symulacyjne dynamiki modelowego odcinka sieci trakcyjnej
PublicationW pracy przedstawiono główne założenia i strukturę opracowanego modelu matematycznego odcinka kolejowej górnej sieci trakcyjnej, opartego na metodzie energetycznej Lagrange’a. W celu wyznaczenia wybranych parametrów modelu, jak również dla oceny stopnia zgodności odwzorowania przez utworzony program symulacyjny stanów statycznych i dynamicznych sieci zbudowano laboratoryjny model odcinka sieci jezdnej z użyciem rzeczywistych jej...
-
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...
-
Hysteresis modelling of a medium frequency single-phase transformer
PublicationThe article describes a feedback Preisach hysteresis model equivalent circuit implementation of a medium frequency single-phase transformer being a part of a high power and high efficiency DC-DC converter. The macroscopic models of magnetic hysteresis are introduced and the feedback Preisach model is selected for further analysis. The hysteresis model is developed for a prototype transformer and the hysteresis loops are compared...
-
Infrastruktura elektroenergetyczna dla transportu elektromobilnego
PublicationW pracy przedstawiono rozwiązania Smart Grid w miejskiej trakcji elektrycznej. W szczególności zwrócono uwagę na infrastrukturę tramwajową i trolejbusową do ładowania autobusów elektrycznych.
-
Mini Smart Grid system w trakcyjnym układzie zasilania
PublicationWraz ze wzrostem liczby tramwajów i trolejbusów wyposażonych w hamowanie odzyskowe, wzrasta popularność urządzeń zwiększających efektywność odzysku energii. Są nimi głównie superkondensatorowe zasobniki energii oraz układy falownikowe umożliwiające zwrot energii do sieci prądu przemiennego. Jednak wysoka cena tych urządzeń oraz problemy prawno-organizacyjne stanowią znaczną barierę dla ich szerszego rozpowszechnienia. W artykule...
-
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 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...
-
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...
-
Modern technologies in energy demand reducing of public transport — Practical applications
PublicationCity of Gdynia (Poland) exploits one of the most modern trolleybus network in Europe, which has been involved in many projects related to the reduction of energy consumption. Some of them are connected with the improving of energy breaking recovery usage. An experimental stationary storage system at Północna substation, which was tested in 2012-2014, is a bright example of a system which is connected with the improving of the...
-
Practical application of in motion charging: Trolleybuses service on bus lines
PublicationNight charging and fast charging are currently the two most common systems for charging electric buses. Despite the fact that numerous trial installations were started, neither of these two systems has obtained unqualified approval of the users. The alternative is to charge vehicles in motion (the so-called In Motion Charging), which combines the advantages of trolleybus transport and of electric buses: the main supply source are...
-
PUBLICZNE ŚRODKI TRANSPORTOWE A SAMOCHÓD ELEKTRYCZNY W OBSŁUDZE PODRÓŻY MIEJSKICH W METROPOLII TRÓJMIEJSKIEJ
PublicationMetropolia trójmiejska ma wyjątkowo negatywne uwarunkowania terenowe dla funkcjonowania i rozwoju sieci komunikacji publicWyznej. Dzielnice położone w tzw. dolnym tarasie są dobrze skomunikowane za pomocą linii SKM i tramwajowych. Jedynie te środki komunikacji szynowej, przy częstotliwości połączeń nie większej niż co 10 minut, są konkurencyjne dla indywidualnych dojazdów samochodami osobowymi. Natomiast autobusy i trolejbusy utykające...
-
Robustness of contact-less optical method, used for measuring contact wire position in changeable lighting conditions
PublicationThe article presents verification of robustness of contactless method based on 2D image camera, which is used to measure catenary contact wire position in changeable ambient lighting conditions. Robustness in changeable lighting conditions is ensured through the combination of advanced image processing for background information removal and the algorithm of error correction. This algorithm detects incorrect images and substitutes...
-
Sensorless algorithm for sustaining controllability of IPMSM drive in electric vehicle after resolver fault
PublicationThis paper presents a sensorless algorithm designated for the emergency control of an interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) drive in electric or hybrid vehicle. The algorithm is based on analysing the derivatives of motor phase currents measured over the duration of particular inverter states. The method is computationally simple and does not require additional hardware since the derivatives are measured indirectly....
-
Sieć sensorowa do rejestracji drgań górnej sieci trakcyjnej w celach diagnostyki eksploatacyjnej
PublicationWraz ze wzrostem prędkości kolejowych pojazdów elektrycznych zwiększają się wymagania utrzymania sieci trakcyjnej w odpowiednim stanie technicznym. Ciągły monitoring i diagnostyka pozwalają wykrywać pogarszającą się jakość odbioru prądu z sieci jezdnej. Jedną z metod jest umieszczenie czujników przyspieszenia na przewodzie jezdnym. Analiza przebiegu przyspieszenia pozwala określić jakość współpracy sieci jezdnej z pantografem....
-
Smart Grid in Practise - Implementation of the Billaterall Supply in Gdynia Trolleybus Network
PublicationSince 2001, trolleybus system in Gdynia has been involved in many activities related to the reduction of power consumption, both in terms of implementation and research and development. In 2011 was introduced the first supercapacitor storage energy system. In PKT started applications of Smart Grid technologies in supply network: the bilateral supply. The paper presents results of these this novel investitions.
-
Smart grid technologies in electric traction: Mini inverter station
PublicationThe growing number of trams and trolleybuses equipped with recuperation systems contribute to the increase in the amount of energy recovered during braking. It raises questions about the possibility of its usage. One of such possibilities is the use of smart grid technology. The paper presents a case study of the use of braking energy in the trolleybus system for external loads by implementing mini inverter stations. Analysis is...
-
Synchronizacja komutacji tranzystorów z położeniem kątowym wirnika silnika w napędzie IPMSM z blokowym sterowaniem falownikiem
PublicationPraca dotyczy napędu elektrycznego z silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi, pracującego w strefie osłabiania strumienia, wykorzystującego blokowe sterowanie falownikiem tranzystorowym (ang. six-step). Dla rozważanego napędu zaproponowano zsynchronizowanie chwil przełączeń tranzystorów z osiągnięciem przez wirnik silnika charakterystycznych położeń kątowych. Zaproponowane rozwiązanie przebadano symulacyjnie w programie Simulink...
-
The impact of the overhead line's power supply system spatial differentiation on the energy consumption of trolleybus transport: planning and economic aspects
PublicationNowadays the issue of electric energy saving in public transport is becoming a key area of interest, which is connected both with a growth in environmental awareness of the society and an increase in the prices of fuel and electricity. It can be achieved by reducing of the transmission losses in supply system or by the improving of the usage of the regenerative breaking. The spatial differentiation of the energy supply system of...
-
Transmission Losses Spatial Analysis of the Supply System of Electrified Urban Transport Network
PublicationThe paper presents mathematical model TOPSIS which was applied for MCDA benchmark of trolleybus supply system. Moreover, paper presents the novel method of transmission losses analysis in electrified urban transport system. Research work was based on measurements realized in Gdynia trolleybus network.
-
Verification of a Novel Method of Detecting Faults in Medium-Voltage Systems with Covered Conductors
PublicationThis paper describes the use of new methods of detecting faults in medium-voltage overhead lines built of covered conductors. The methods mainly address such faults as falling of a conductor, contacting a conductor with a tree branch, or falling a tree branch across three phases of a medium-voltage conductor. These faults cannot be detected by current digital relay protection systems. Therefore, a new system that can detect the...
Year 2016
-
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....
-
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,...
-
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...
-
COMPREHENSIVE MODELLING OF THE COST EFFECTIVNESS OF RAILWAY LINE ELECTRIFICATION
PublicationSubject of this paper is the mathematical model estimating the Economical threshold between usage of combustion engine traction and electrical traction for new and modernized railway passenger communication lines. Currently available models do not coincide with the whole complexity of the problem. The proposed model was implemented into Matlab and then validated on “Pomorska Kolej Metropolitalna” investment time-frame and its cost...
-
Diagnostyka sieci trakcyjnej i monitoring odbieraków prądu
PublicationNiewłaściwa współpraca odbieraka prądu i sieci trakcyjnej, w trudnych warunkach lokalnych, może prowadzić do usterek a nawet uszkodzenia sieci jezdnej i pantografu. Sporadycznie występujące awarie oprócz kosztów wprowadzają znaczące opóźnienia w ruchu pociągów. Wskazano na potrzebę rozwoju metod monitoringu i diagnostyki dla tego systemu odbioru prądu. Przedstawiono wybrane aspekty diagnostyki górnej sieci trakcyjnej oraz metodę...
-
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...
-
INNOWACYJNE ROZWIĄZANIA SZANSĄ ROZWOJU SYSTEMÓW TRANSPORTU TROLEJBUSOWEGO NA PRZYKŁADZIE GDYNI I LUBLINA
PublicationHistoria miejskiej trakcji elektrycznej sięga lat osiemdziesiątych XIX w. i jej początki związane są z transportem tramwajowym, który na przełomie wieków XIX i XX stał się elementem krajobrazu wielu miast. Początek XX w. przyniósł popularyzację komunikacji trolejbusowej. Współcześnie nowym środkiem transportu miejskiego stał się autobus elektryczny. W opracowaniu przedstawiono dwa środki zelektryfikowanego transportu miejskiego: trolejbus...
-
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...