Wyszukiwarka
prof. dr hab. inż. Jarosław Guziński
Zatrudnienie
- Kierownik katedry w Katedra Automatyki Napędu Elektrycznego i Konwersji Energii
- Kierownik Studium Doktoranckiego w Wydział Elektrotechniki i Automatyki
- Profesor w Katedra Automatyki Napędu Elektrycznego i Konwersji Energii
Publikacje
Filtry
wszystkich: 124
Katalog Publikacji
-
Speed sensorless induction motor drive with predictive current controller
PublikacjaToday, speed sensorless modes of operation are becoming standard solutions in the area of electric drives. This paper presents a speed sensorless control system of an induction motor with a predictive current controller. A closed-loop estimation system with robustness against motor parameter variation is used for the control approach. The proposed algorithm has been implemented using field-programmable gate arrays (FPGAs) and a...
-
Speed and load torque observer application in high-speed train electric drive
PublikacjaW artykule przedstawiono zastosowanie diagnostyczne obserwatorów prędkości obrotowej i momentu obciążenia w układzie napędowym z silnikiem asynchronicznym. System diagnostyczny jest dedykowany do napędu pociągu szybkiego. Celem diagnostycznym jest monitorowanie stanu czujnika prędkości obrotowej wału silnika oraz układu przeniesienia momentu trakcyjnego. Analiza sygnałów obliczanych w obserwatorach stanu pozwala na wykrycie uszkodzeń...
-
Application of speed and load torque observers in high-speed train drive for diagnostic purposes
PublikacjaW artykule przedstawiono zastosowanie diagnostyczne obserwatorów prędkości obrotowej i momentu obciążenia w układzie napędowym z silnikiem asynchronicznym. System diagnostyczny jest dedykowany do napędu pociągu szybkiego. Celem diagnostycznym jest monitorowanie stanu czujnika prędkości obrotowej wału silnika oraz układu przeniesienia momentu trakcyjnego. Analiza sygnałów obliczanych w obserwatorach stanu pozwala na wykrycie uszkodzeń...
-
Medium-Voltage Drives: Challenges and existing technology
PublikacjaThe article presents an overview of state-of-art solutions, advances, and design and research trends in medium-voltage (MV) drive technologies - and also discusses the challenges and requirements associated with the use of such drives. The choice and deployment of MV drives in industries are associated with numerous requirements related to the front-end converter (grid side) and inverter (machine side). The focus is on solutions...
-
Faults and Fault Detection Methods in Electric Drives
PublikacjaThe 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...
-
High step-up continuous input current LCCT-Z-source inverters for fuel cells
PublikacjaFalowniki typu Z (ZSI) przeznaczone są do układów wymagających szerokiej zmiany wzmocnienia napięciowego, np. w energetyce odnawialnej. Ostatnio zaproponowano w literaturze zmienione struktury - falowniki typu Trans-Z (TZSI) oraz typu T (TSI) - w których dzięki zastosowaniu dławików sprzężonych uzyskano lepsze wzmocnienie niż w ZSI. W tym artykule przedstawiono ideę rozszerzonej struktury TZSI. Zaproponowano dwie nowe struktury...
-
Critical Review on Robust Speed Control Techniques for Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) Speed Regulation
PublikacjaThe permanent magnet synchronous motor (PMSM) is a highly efficient energy saving machine. Due to its simple structural characteristics, good heat radiation capability, and high efficiency, PMSMs are gradually replacing AC induction motors in many industrial applications. The PMSM has a nonlinear system and lies on parameters that differ over time with complex high-class dynamics. To achieve the excessive performance operation...
-
Feedback Control of Multiphase Induction Machines with Backstepping Technique
PublikacjaThe 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...
-
Predictive current controller for sensorless induction motor drive
PublikacjaPrzedstawiono układ bezczujnikowego sterowania dla napedu z silnikiem klatkowym przy zastosowaniu predykcyjnego regulatora pradu. Zastosowany obserwator adaptacyjny wykazuje dużą odporność na zmiany parametrów silnika. W obserwatorze obliczane są wartości sił elektromotorycznych wykorzystywane w procesie regulacji predykcyjnej pradu silnika. Pokazano wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych.
-
Medium voltage drives - challenges and requirements
PublikacjaThe design and application of medium voltage (MV) drives are associated with different requirements related to the line side and motor side of the drive. This paper presents a brief review of the existing challenges and requirements for employing medium voltage drives in various industries. Line side, motor side, and converterproblems and requirements are described. The aim of the paper is to review the existing problems to allow...
-
Sensorless Field Oriented Control of Five Phase Induction Motor with Third Harmonic Injection
PublikacjaIn 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 induction motor drive with voltage inverter and sine-wave filter
PublikacjaThis paper presents a speed sensorless control system of an induction motor with an output LC filter. It is known that the parameters design of the filter gives sine wave motor supply voltage but complicates control and estimation process. The reason is that the voltage drop and phase shift between filter input and output signals are imposed, and hence the motor voltages and currents differ from the inverter output waveforms. To...
-
Electric shock hazard in circuits with variable-speed drives
PublikacjaThe conventional approach to electrical safety under fault condition in typical power systems considers earth fault currents of sinusoidal waveform and frequency of 50/60 Hz. However, in circuits with variable-speed drives, there is earth fault current flow with harmonics, and these harmonics influence the threshold of ventricular fibrillation. The paper presents earth fault current waveforms in circuits with variable-speed drives...
-
Nonlinear control of five phase induction motor with synchronized third harmonic flux injection
PublikacjaThe paper deals with the novel control system for five phase induction motor (IM) that enables the injection of the rotor flux 3rd harmonic component. Two multiscalar models are transformed from the 1-1 and 2-2 vector models developed in the 1st and 3rd harmonic planes. Based on the obtained multiscalar models the synthesis of dual multiscalar control is established. The obtained two multiscalar control systems can independently...
-
Asynchronous motor nonlinear control with inverter output LC filter
PublikacjaFiltr wyjściowy falownika jest stosowany w napędach elektrycznych prądu przemiennego o regulowanej prędkości w celu wygładzenia przebiegów prądów i napięć zasilających silnik. Zastosowanie filtru utrudnia realizację precyzyjnych metod sterowania silnikami, szczególnie w przypadku napędów bezczujnikowych (tj. bez czujnika prędkości obrotowej wału silnika). Ponieważ, ze względów praktycznych, nie stosuje się pomiarów prądów i napięć...
-
A Measurement-Based Approach for Speed Control of Induction Machines
PublikacjaThis paper presents an approach to design a measurement-based controller for induction machines. The proposed control approach is motivated by the fact that developing an appropriate mechanical model of such induction machines is a challenging task. Since our proposed control methodology is only on the basis of measured data, the controller design does not require any information about the model of the mechanical part. The control...
-
Common-Mode Voltage and Bearing Currents in PWM Inverters: Causes, Effects and Prevention
PublikacjaIn modern induction motor drives an increase of transistors' switching frequency and a decrease of switching times are the sources of some serious problems. The high dv/dt and the common mode voltage generated by the inverter PWM control results in the appearances of bearing currents, shaft voltages, motor terminal overvoltages, the decrease of motor efficiency, and electromagnetic interference. The aspects of common mode (CM)...
-
Sensorless control system of induction machine supplied by voltage source inverter with output filter
PublikacjaThe paper focuses on sensorless control of the induction machines supplied by inverter with the output filters. “The novel” idea of the speed observer which is based on the backstepping approach is shown. The standard structure of the exponential observer is extended by the integrators and additional Z vector. The simulation and experimental results validate the proposed solution.
-
Speed sensorless ac drive with inverter output filter and fault detection using load torque signal
PublikacjaIn this paper, a sensorless induction motor (IM) drive using speed observer system is presented. The system includes load torque computation for gear fault detection. Nonlinear control method is adopted for controlling the motor over a wide speed range. An LC filter for smoothing current and voltage waveforms is used at the output of the voltage inverter. The use of filter imposes more building of the used observer to avoid using...
-
MRAS-Based Switching Linear Feedback Strategy for Sensorless Speed Control of Induction Motor Drives
PublikacjaThis paper presents a newly designed switching linear feedback structure of sliding mode control (SLF-SMC) plugged with an model reference adaptive system (MRAS) based sensorless fieldoriented control (SFOC) for induction motor (IM). Indeed, the performance of the MRAS depends mainly on the operating point and the parametric variation of the IM. Hence, the sliding mode control (SMC) could be considered a good control alternative...
-
Optimized Space Vector Modulation strategy for five phase voltage source inverter with third harmonic injection
PublikacjaThis 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...
-
The Effect of Protrusions on the Initiation of Partial Discharges in XLPE High Voltage Cables
PublikacjaThis paper is focusing on 3D Finite Elements Analysis (FEA) based modelling of protrusions as defects or imperfections in the XLPE high voltage cable. This study is aiming to examine the impact protrusions have on the initiation of partial discharges. Spherical and ellipsoidal protrusions with different sizes at the conductor screen of the high voltage cable is an essential content of this paper. In addition, a spherical gas-filled...
-
Five-phase induction motor drive with sine-wave filter
PublikacjaThe 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....
-
Sensorless control of five-phase induction machine supplied by the VSI with output filter
PublikacjaIn 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...
-
Speed sensorless asynchronous motor drive with inverter output lc filter
PublikacjaIn this paper a speed sensorless ac drive with inverter and output LC filter is proposed. A nonlinear, decoupled field oriented control algorithm with a flux and speed close-loop observer is used. In spite of using LC filter on the inverter output, the sensorless system works precisely. That result are obtained as a result of the appropriate estimation and control system use. The theory, simulation, and experimental results are...
-
Design of an Autonomous IoT Node Powered by a Perovskite-Based Wave Energy Converter
PublikacjaThis paper presents the results of experimental research focused on wave energy harvesting and its conversion to power Internet of Things (IoT) devices. The harvesting and conversion process was performed using a wave energy converter (WEC) consisting of a lead zirconate titanate piezoelectric ceramic perovskite material and a prototype power electronic circuit. The designed WEC was considered as a power supply for an end node...
-
Sensorless Fault Detection of Induction Motor with Inverter Output Filter
PublikacjaThe 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...
-
Sensorless Disturbance Detection for Five Phase Induction Motor with Third Harmonic Injection
PublikacjaThe 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 Multiscalar Control of Five-Phase Induction Machine with Inverter Output Filter
PublikacjaThe 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....
-
Sensorless low speed PMSM motor control with cogging torque compensation
PublikacjaThe 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...
-
Sensorless five-phase induction motor drive with third harmonic injection and inverter output filter
PublikacjaThe 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...
-
Sensorless field oriented control for five-phase induction motors with third harmonic injection and fault insensitive feature
PublikacjaThe 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...
-
Metoda wektorowej modulacji szerokości impulsów pięciofazowego falownika napięcia
PublikacjaW 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...
-
Model-Free Controller Tuning Based on DFT Processing: Application to Induction Motor Drives
PublikacjaIn this paper, we present a new approach based on discrete Fourier transform (DFT) analysis for controller tuning of the closed-loop system with unknown plant. The DFT analysis is used to process the closed-loop measurements collected online to derive the frequency response of an initial closed-loop system that does not provide a good performance. Based on the closed-loop frequency response data, we propose two methods for tuning PID...
-
Open-Phase Fault Detection Method for Sensorless Five-Phase Induction Motor Drives with an Inverter Output Filter
PublikacjaThe 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...
-
Fuzzy Control of Waves Generation in a Towing Tank
PublikacjaThis paper presents the results of research related to the transformation of electrical energy into potential and kinetic energy of waves generated on the water surface. The waves are generated to model the environmental conditions for the needs of the model tests. The model tests are performed on model-scale objects to predict the features of full-scale maritime objects. It is done to improve human safety and the survivability...
-
Propagation Characteristics of Partial Discharges in an Oil-Filled Power Transformer
PublikacjaPower transformers are among the most important assets in the power transmission and distribution grid. However, they suffer from degradation and possible faults causing major electrical and financial losses. Partial discharges (PDs) are used to identify the insulation health status and their degradation level. PDs are incipient, low-magnitude faults caused by localized dielectric breakdown. Those activities emit signals in many...
-
Digital Implementation of a Novel Controlled Rectifier Synchronization Method
PublikacjaZ uwagi na zakłócenia spotykane w przebiegach napięćia zasilającego prostowniki sterowane, tradycyjna metoda synchronizacji wykrywająca przejście naopięcia przez zero nie zapewnia prawidłowego działania prostownika. W artykule przedstawiono nową metodę synchronizacji prostowników sterowanych tyrystorowych i tranzystorowych z siecią zasilającą. W artykule przedstawiono zależności teoretyczne oraz wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych.
-
Sterowanie multiskalarne pięciofazową maszyną indukcyjną
PublikacjaZastosowanie 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...
-
Five-phase Induction Motor Drive Operation During Stator Phase Fault
PublikacjaThe 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.
-
Sterowanie wektorowe pięciofazowym silnikiem indukcyjnym z optymalizacją rozkładu strumienia wirnika
PublikacjaW 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...
-
Formowanie wektorów napięcia wyjściowego w pięciofazowych falownikach napięcia
PublikacjaW 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...
-
Elementy analizy RAMS i cyklu życia napędów nowej generacji w układzie e-transformatora realizowanych w technologii SiC do elektrycznych zespołów trakcyjnych
PublikacjaTransport kolejowy podlega ciągłej presji, aby zwiększać dostępność połączeń i obniżać koszty przejazdów. Konstruktorzy pociągów i przewoźnicy, w odpowiedzi na stawiane oczekiwania, starają się wdrażać pojawiające się na rynku nowe innowacyjne rozwiązania. Europejski program Shift2Rail stawia ambitne cele w stosunku do kluczowych wskaźników wydajności (z ang. KPI - Key Performance Indicators) systemu kolejowego obejmującego infrastrukturę,...
-
Działanie napędu z pięciofazowym silnikiem indukcyjnym przy uszkodzeniu faz stojana
PublikacjaW 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.
-
Badanie niezawodności działania napędów elektrycznych
PublikacjaPrzedstawiono 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...
-
Strategia wektorowej modulacji szerokości impulsów dla wielofazowych falowników napięcia
PublikacjaW 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...
-
Five-phase squirrel-cage motor. Construction and drive properties
PublikacjaThis 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...
-
Właściwości napędowe pięciofazowego silnika indukcyjnego klatkowego
PublikacjaPracę 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...
-
Speed Sensorless AC Drive with Inverter LC Filter and Fault Detection Using Load Torque Signal
PublikacjaThe 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...
-
Bezczujnikowa identyfikacja uszkodzeń w układzie napędowym z pięciofazowym silnikiem indukcyjnym klatkowym
PublikacjaW 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...
wyświetlono 4157 razy