dr hab. inż. Leszek Jarzębowicz
Publikacje
Filtry
wszystkich: 94
Katalog Publikacji
-
Errors of a Linear Current Approximation in High-Speed PMSM Drives
PublikacjaCurrent 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...
-
3D Machine Vision System for Inspection of Contact Strips in Railway Vehicle Current Collectors
PublikacjaConstruction 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...
-
Sensorless algorithm for sustaining controllability of IPMSM drive in electric vehicle after resolver fault
PublikacjaThis 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....
-
Algorithm for Automatic Wear Estimation of Railway Contact Strips Based on 3D Scanning Results
PublikacjaElectric 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...
-
Improving Control Dynamics of PMSM Drive by Estimating Zero-Delay Current Value
PublikacjaDynamic 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...
-
Error analysis of calculating average d-q current components using Regular Sampling and Park transformation in FOC drives
PublikacjaIn 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...
-
Impact of Low Switching-to-Fundamental Frequency Ratio on Predictive Current Control of PMSM: A simulation study
PublikacjaPredictive 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...
-
Application of Traction Supply System for Charging Electric Cars
PublikacjaThe 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...
-
Wavelet transform-based approach to defect identification in railway carbon contact strips.
PublikacjaPantographs of electric rail vehicles are fitted with carbon contact strips, which slide along the contact wire of catenary to provide constant electrical contact. Contact strips are exposed to wear and damages. Using damaged contact strips significantly increases the risk of catenary rupture. Therefore, their technical condition has to be inspected frequently. In previous work a 3D laser scanning system was proposed for recording...
-
How to choose drive’s rated power in electrified urban transport?
PublikacjaSelection 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 rotor movement on non-linearity of motor currents waveforms in high-speed PMSM drives
PublikacjaMotor 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...
-
Modeling of Electrified Transportation Systems Featuring Multiple Vehicles and Complex Power Supply Layout
PublikacjaThe 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...
-
Compensation of Voltage Drops in Trolleybus Supply System Using Battery-Based Buffer Station
PublikacjaThis 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...
-
Constant vs. Variable Efficiency of Electric Drive in Train Run Simulations
PublikacjaTrain 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...
-
Analysis of Measurement Errors in Rail Vehicles’ Pantograph Inspection System
PublikacjaThe 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...
-
Quasi-discrete modelling of PMSM phase currents in drives with low switching-to-fundamental frequency ratio
PublikacjaThis study proposes a new quasi-discrete approach to modelling the permanent magnet synchronous motor (PMSM). The quasi-discrete modelling reflects the impact of continuous rotor movement, which takes place during a control cycle, on the shape of motor current waveforms. This provides much improvement in current modelling accuracy under inverter low switching-to-fundamental frequency operation. The proposed approach may be used...
-
Utility analysis and rating of energy storages in trolleybus power supply system
PublikacjaThe article discusses two energy storage applications in power supply system of public electrified transport. The first application aims at reducing the peak power of the traction substation. The second application increases effectiveness of using solar power plant to cover partial power demand of traction supply system. These two applications were discussed and analyzed based on trolleybus supply system in Gdynia, where most measurements...
-
Frequency and time domain characteristics of digital control of electric vehicle in-wheel drives
PublikacjaIn-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...
-
Modeling the impact of discretizing rotor angular position on computation of field-oriented current components in high speed electric drives
PublikacjaModern 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...
-
Synchronized six-step voltage generation in high-speed PMSM drive
PublikacjaSynchronized voltage generation has already been considered in the context of pulse width modulation (PWM). References prove that synchronized PWM substantially decreases subharmonics in inverter output voltage when operating with low switching-to-fundamental frequency ratio. This paper identifies problems of unsynchronized voltage generation in electric drives under six-step inverter operation. Guidelines for the synchronization...
-
Impact of digital signal processing on FOC current feedback in high-speed PMSM drive
PublikacjaIn 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...
-
Analytical modeling of electric drives for vehicle traction control systems
PublikacjaWheel-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...
-
Porównanie algorytmów sterowania silnikiem IPMSM przy ograniczonym napięciu zasilania pod kątem zastosowania w samochodach elektrycznych
PublikacjaW referacie porównano trzy algorytmy sterowania momentem silnika IPMSM (ang. Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) dostosowane do pracy w strefie ograniczonego napięcia wyjściowego falownika, w tym algorytm zaproponowany przez autorów. Rozważane algorytmy zamodelowano w programie Simulink i wyznaczono dla nich wybrane parametry statyczne i dynamiczne napędu. Kryteria porównawcze wybrano mając na uwadze zastosowanie algorytmów...
-
Angle Tracking Observer for Filtering Rotor Position Estimates in Sensorless Electric Drives
PublikacjaSensorless 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,...
-
Frequency Diagnostics of Transformer Insulating Parameters
PublikacjaIn 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...
-
Practical Eco-Driving Strategy for Suburban Electric Multiple Unit
PublikacjaIn this paper, a practical approach to velocity profile optimization for electric multiple unit was presented. The study focuses on a case of fast urban railway, which is a popular mean of transport across Tricity, Poland. Based on observations and measurements, a potential for improvement of energy efficiency by modifying the speed profile was recognized. In order to conduct necessary calculations, simulation model of railway...
-
Derivation of motor mean phase currents in PMSM drives operating with low switching-to-fundamental frequency ratio
PublikacjaPulse 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...
-
Modelowanie trakcyjnego układu napędowego z silnikiem ipm ze sterownikiem cyfrowym w środowisku matlab/simulink
PublikacjaReferat 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...
-
Nowe metody diagnostyki technicznej taboru kolejowego
PublikacjaSystemy sterowania pojazdów trakcyjnych można podzielić na następujące dwie główne generacje:- systemy stykowo-przekaźnikowe, w których realizacja programu sterowania wynika z uzależnień elektromechanicznych i sposobu połączenia elementów między sobą,- systemy mikrokomputerowe, w których wzajemne uzależnienia urządzeń wykonawczych i realizacja funkcji sterujących są przejmowane przez program mikrokomputera.Pojazdy obu generacji...
-
Zintegrowany system monitoringu oddziaływań transportu kolejowego na środowisko
PublikacjaW artykule przedstawiono działania podejmowane w ramach realizacji projektu badawczego Wspólnego Przedsięwzięcia NCBR i PKP PLK pn. „Badania i Rozwój w Infrastrukturze Kolejowej – BRIK2”. Projekt dotyczy monitoringu szeregu parametrów opisujących oddziaływania transportu kolejowego na środowisko naturalne oraz tereny zurbanizowane. Założono, że na podstawie pomiarów określonych wielkości fizycznych oraz na podstawie szeregu danych...
-
Monitorowanie oddziaływania ruchu kolejowego na środowisko - koncepcje i metody realizacji.
PublikacjaW artykule przedstawiono podstawowe założenia projektu badawczego, realizowanego w ramach Wspólnego Przedsięwzięcia NCBR i PKP PLK pn. „Badania i Rozwój w Infrastrukturze Kolejowej – BRIK 2”, dotyczącego opracowania systemu monitorującego, integrującego i przetwarzającego gromadzone dane związane z hałasem i drganiami na potrzeby zarządzania procesami utrzymaniowymi i inwestycyjnymi zarządcy infrastruktury kolejowej. W efekcie...
-
Analysis of the Usefulness of Cheap Audio Recorders for Spectral Measurement of Environmental Noise
PublikacjaEnvironmental 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....
-
Układ komputerowy do rejestracji parametrów autonomicznego pojazdu elektrycznego
PublikacjaW artykule przedstawiono układ rejestrujący parametry wózka elektrycznego, wykorzystujący komputer przemysłowy wyposażony w kartę akwizycji danych. Opisano budowę układu oraz funkcjonalność jego oprogramowania. Przedstawiono przykładowe wyniki rejestracji oraz podkreślono istotne cechy dydaktyczne układu
-
Wizyjny system monitoringu stanu nakładek ślizgowych odbieraków prądu
PublikacjaEksploatowane do niedawna w Polsce nakładki kolejowych odbieraków prądu były wykonywane w postaci styków miedzianych. Na początku 2011 r. przeprowadzono kompleksową zmianę typu nakładek stykowych z miedzianych na metalizowane węglowe.Wraz z wprowadzeniem nakładek węglowych istnieje potrzeba opracowania nowych metod diagnostyki tego istotnego elementu toru zasilania pojazdu. Celem diagnostyki jest wykrycie uszkodzonych i nadmiernie...
-
Analiza właściwości mikrokontrolerów do zastosowania w układach sterowania napędami elektrycznymi
PublikacjaPrzedstawiono 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....
-
Analiza obrazu 3D do oceny zużycia nakładek ślizgowych
PublikacjaZ 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...
-
Stanowisko do skanowania 3D nakładek odbieraków prądu lokomotyw
PublikacjaPrawidłowy odbiór prądu z sieci jezdnej trakcji elektrycznej jest jednym z podstawowych elementów niezawodnego funkcjonowania zelektryfikowanego transportu szynowego, zwłaszcza przy dużych prędkościach jazdy. Na jakość odbioru prądu wpływa konstrukcja sieci jezdnej i odbieraków prądu oraz stan techniczny i regulacja tych dwóch elementów. O jakości współpracy odbieraka prądu z siecią jezdną zasadniczo decydują: nacisk odbieraka...
-
Wyznaczanie mocy znamionowej agregatów prądotwórczych napędzanych silnikiem spalinowym w świetle wymagań normy PN-ISO 8528
PublikacjaAgregaty prądotwórcze napędzane silnikiem spalinowym są powszechnie używane jako awaryjne, dodatkowe lub mobilne źródła energii elektrycznej. Głównym ich parametrem jest moc znamionowa. W artykule przedstawiono problem związany z prawidłowym wyznaczaniem wartości tego parametru w świetle zapisów zawartych w normie PN-ISO 8528.
-
Zastosowanie niedrogich modułów bezprzewodowych do sterowania oświetleniem
PublikacjaW artykule zaprezentowano niedrogi system zdalnego sterowania oświetleniem w budynku. Dokonano krótkiego przeglądu dostępnych na rynku, gotowych rozwiązań. Zaproponowano własną strukturę sterowania wykorzystując tanie moduły bezprzewodowe. Przedstawiono projekt najistotniejszych elementów systemu. Omówiono sposób oprogramowania modułów oraz nadrzędną aplikację sterującą. Artykuł zawiera ocenę systemu, z uwzględnieniem możliwości...
-
Koncepcja zdalnego sterowania i monitoringu urządzeń trakcyjnych z wykorzystaniem technologii teleinformatycznych
PublikacjaAdvancement 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...
-
Zastosowanie obserwatora ATO do filtracji wyników estymacji położenia w napędzie z silnikiem PMSM
PublikacjaW referacie zaproponowano zastosowanie obserwatora ATO (ang. Angle Tracking Observer) do poprawy dokładności odtwarzania położenia kątowego wirnika silnika PMSM (ang. Permanent Magnet Synchronous Motor) za pomocą estymatora fizykalnego. Opracowano dedykowaną, uproszczoną strukturę ATO. Zaproponowano procedurę doboru nastaw wzmocnień obserwatora w oparciu o model symulacyjny. Skuteczność działania ATO potwierdzono badaniami eksperymentalnymi.
-
Indirect Measurement of Motor Current Derivatives in PMSM Sensorless Drives
PublikacjaMotor 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...
-
Wizyjny system monitoringu stanu nakładek stykowych odbieraków prądu
PublikacjaEksploatowane do niedawna w Polsce nakładki pantografów kolejowych były wykonywane w postaci styków miedzianych. Na początku 2011 r. przeprowadzono kompleksową zmianę typu nakładek stykowych, stosowanych przez operatorów korzystających z infrastruktury PKP PLK S.A., z miedzianych na metalizowane węglowe. Wraz z wprowadzeniem nakładek węglowych istnieje potrzeba opracowania nowych metod diagnostyki tego istotnego elementu toru zasilania...
-
Energy savings by application of supercapacitor storage in trolleybus supplying station - analysis of experimental results
PublikacjaStorage 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...
-
Wybrane aspekty modelowania matematycznego kolejowego odbieraka prądu
PublikacjaNieprawidłowa współpraca odbieraka z siecią jezdną, w niekorzystnych warunkach lokalnych, prowadzi do uszkodzeń sieci lub odbieraka. Może być to spowodowane niewłaściwym wykonaniem lub utrzymaniem tych istotnych elementów układu zasilania. Tego typu sytuacje awaryjne powodują duże opóźnienia w ruchu pociągów i generują olbrzymie koszty. Wskazuje to na duże znaczenie odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych sieci i odbieraków oraz...
-
Methods for evaluating rated power of diesel-powered generator set
PublikacjaBasic 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...
-
Komputerowa rejestracja oraz analiza parametrów autonomicznego pojazdu elektrycznego
PublikacjaW 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...
-
Kompleksowa analiza symulacyjna układu napędowego zespołu trakcyjnego
PublikacjaNowoczesne 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...
-
Bezczujnikowe sterowanie trakcyjnym silnikiem IPMSM małej mocy
PublikacjaW 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.
-
Sterowanie trakcyjnym silnikiem synchronicznym z magnesami zagłębionymi w wirniku bez pomiaru wielkości mechanicznych
PublikacjaPrzedstawiono metodę odtwarzania położenia kątowego wirnika w silniku synchronicznym z magnesami trwałymi zagłębionymi w wirniku (ang. IPMSM). Omówiony algorytm estymacji położenia opiera się na analizie wartości pochodnych prądów fazowych silnika związanych z modulacją napięć realizowaną przez falownik tranzystorowy. Przedstawiono ideę oraz podstawowe założenia metody. Omówiono problematykę wyznaczania pochodnych prądów silnika...
wyświetlono 3528 razy