SIGMA-NOT - PORTAL INFORMACJI TECHNICZNEJ - Największa baza artykułów technicznych online

Nasze czasopisma
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY

Miesięcznik ISSN 0033-2097, e-ISSN 2449-9544 - rok powstania: 1919
Czasopismo Stowarzyszenia Elektryków Polskich (SEP)

r e k l a m a

Prenumerata
O Czasopiśmie
Redakcja

Wydawca:
Wydawnictwo Czasopism i Książek Technicznych SIGMA-NOT Spółka z o.o.
ul. Ratuszowa 11, 00-950 Warszawa, skr. poczt. 1004
KRS: 0000069968, Sąd Rejonowy dla m.st. Warszawy, XIII Wydział Gospodarczy
NIP: 524 030 35 01

Tematyka:
Czasopismo umieszczone na Liście Czasopism Punktowanych (w części B) MNiSW z liczbą punktów 10.

Osiągnięcia naukowe i zawodowe polskich inżynierów elektryków oraz relacje z wydarzeń środowiskowych: konferencje, jubileusze, wyróżnienia. Zagadnienia dotyczące wszystkich dziedzin elektrotechniki, m.in. teorii elektryki, elektroenergetyki, energoelektroniki, trakcji, miernictwa, techniki świetlnej, maszyn, aparatów i transformatorów, elektrotermii i materiałoznawstwa elektrycznego. Najstarsze czasopismo elektryków polskich, przeznaczone dla inżynierów elektryków wszystkich specjalności.

Czytelnicy:
Pracownicy wyższych uczelni i jednostek naukowo-badawczych, studenci, inżynierowie elektrycy zatrudnieni we wszystkich gałęziach gospodarki.

Redaktor Naczelny: prof. Sławomir Tumański – Politechnika Warszawska (e-mail: tusla@iem.pw.edu.pl) Redakcja: e-mail: red.pe@iem.pw.edu.pl; red.pe@sigma-not.pl, Internet: www.red.pe.org.pl

RADA PROGRAMOWA
Prof. Jerzy Barglik – PŚl Prof. Roman Barlik – PW Prof. Jerzy Barzykowski – WAT Prof. Jan T. Białasiewicz - Univ. of Colorado at Denver, USA Prof. Janusz Białek – Univ. of Edinburgh, Wlk. Brytania Prof. Andrzej Cichocki – Riken, Brain Science Inst., Japonia Prof. Leszek Czarnecki – Louisiana St. Univ. USA Prof. Zdobysław Flisowski – PW Prof. Jacek Gieras - United Technologies Corporation USA Prof. Yoshiyuki Ishihara – Doshisha University, Japonia Prof. czł. PAN Tadeusz Kaczorek – PW Prof. czł. PAN Marian Kaźmierkowski – PW (przewodniczący) Prof. Krzysztof Kluszczyński – PŚl Prof. czł. PAN Józef Korbicz – Uniw. Zielonogórski Prof. Andrzej Krawczyk – PCz Prof. Jan Machowski – PW Prof. czł. PAN Jacek Marecki – PG Prof. Teresa Orłowska-Kowalska – PWr Prof. Ryszard Nawrowski - PPoz Prof. Stanisław Osowski – PW Prof. Marian Pasko - PŚl Prof. Maciej Pawlik – PŁ Prof. Lidija Petkovska - Ss. Cyril & Methodius Univ., Macedonia Prof. Andrzej Piłatowicz – Inst. Energetyki Prof. Stanisław Piróg – AGH Prof. Pawel Ripka – Czech Technical University in Prague Prof. Ryszard Sikora – PSzcz Prof. Adam Skorek – Univ. du Québec a Trois-Rivieres, Kanada Prof. Petro Stakhiv - Lviv Polytechnic National University Prof. Ryszard Strzelecki – Akademia Morska, Gdynia Prof. Bojan Stumberger - University of Maribor, Slovenia, Prof. Jan Sykulski – Univ. of Southampton,Wlk. Brytania Prof. czł. PAN Tadeusz Śliwiński – Inst. Elektr. Prof. czł. PAN i PAU Ryszard Tadeusiewicz – AGH Prof. Sławomir Wiak - PŁ Prof. Andrzej Wiszniewski – PWr Prof. Bogdan M. ‘Dan’ Wilamowski - Auburn University, USA Prof. czł. PAN Jacek M. Żurada, Univ. of Louisville, USA

WPŁATY: Support of printing costs

Prenumerata

Szanowny Kliencie!
Zamów roczną prenumeratę w wersji PLUS a uzyskasz dostęp do archiwalnych publikacji tego czasopisma.
Nie zwlekaj - skorzystaj z tysięcy publikacji o najwyższym poziomie merytorycznym.

prenumerata papierowa roczna PLUS (z dostępem do archiwum e-publikacji) - tylko 699,00 zł
prenumerata papierowa roczna PLUS z 10% rabatem (umowa ciągła) - tylko 629,10 zł *)
prenumerata papierowa roczna - 630,00 zł
prenumerata papierowa półroczna - 315,00 zł
prenumerata papierowa kwartalna - 157,50 zł

okres prenumeraty:

*) Warunkiem uzyskania rabatu jest zawarcie umowy Prenumeraty Ciągłej (wzór formularza umowy do pobrania).
Po jego wydrukowaniu, wypełnieniu i podpisaniu prosimy o przesłanie umowy (w dwóch egzemplarzach) do Zakładu Kolportażu Wydawnictwa SIGMA-NOT.

Zaprenumeruj także inne czasopisma Wydawnictwa "Sigma-NOT" - przejdź na stronę fomularza zbiorczego »

Wszelkich dodatkowych informacji w sprawie prenumeraty udzieli Zakład Kolportażu Wydawnictwa prenumerata@sigma-not.pl.

ul. Ratuszowa 11, pok. 737
03-450 Warszawa
tel.: (0 22) 827 25 09, 0 693 428 056
faks: (0 22) 827 25 09
e-mail: tumanski@tumanski.x.pl, red.pe@iem.pw.edu.pl
www: http://www.red.pe.org.pl/

Artykuły naukowe zamieszczane w czasopiśmie są recenzowane.

Procedura recenzowania

Formularz recenzji

Zasady etyki w publikacjach

2018-4

A Novel Methodology for Automated Generation of Flexible Hardware Architectures - DOI:10.15199/48.2018.04.05

Emerson Carlos PEDRINO Igor Felipe GALLON Fredy João VALENTE Márcio Merino FERNANDES Osmar OGASHAWARA Valentin Obac RODA

Evolutionary Algorithms (EAs) are computational techniques for simulating processes with natural evolution and for the optimization of problem resolution in which the magnitude of the space of solutions is such that the use of conventional methods [1], such as the Brute Force Algorithm, is not applicable. EAs make use of statistical properties and stochastic components in order to get as close as possible to the optimum solution [2]. Such approach has already been used in research works for different applications with promising results [3][4][5]. The design of hardware architectures using conventional techniques in practice is not a trivial task even when conducted by experts [6][7]. By using intelligent algorithms, it is possible to automate the design process of digital circuits even if it includes a very complex FSM (Finite State Machine) for many different applications. By automating the design process of digital circuits, the designer can better focus on optimizing the project by reducing the number of logical elements and memory usage, while improving energy consumption which usually results in a hardware with better performance. Many other research works have already used the EA approach for the generation of combinatorial logical circuits [8][9][10]. However, the majority of these works are restricted to software simulation and have not implemented such solutions in FPGA - Field-Programmable Gate Arrays [11]. Also, only a few works [12][13] have explored the generation of sequential circuits so that many work is still needed in this context. This paper describes a proposal and the implementation of a new framework for the automated construction of combinatorial and sequential digital circuits to be flexibly implemented in FPGA. This framework uses an evolutionary hybrid module based on Cartesian Genetic Programming (CGP) Algorithm and an evolutionary strategy developed as a toolbox for MATLAB. The designer specifi... »

Zastosowanie druku strumieniowego do wykonania elastycznej sondy pomiarowej z wielostrefową kontrolą temperatury - DOI:10.15199/48.2018.04.40

Michał MARZĘCKI Daniel PACZESNY Grzegorz TARAPATA

Druk strumieniowy oraz inne technologie drukowania dają praktycznie wszechstronne możliwości wytwarzania struktur zarówno elektronicznych jak i mikromechanicznych [1]. Zaletą urządzeń wytworzonych w ten sposób jest ich giętkość, gdyż wykorzystują one przeważnie podłoża o właściwościach elastycznych (np. folie, papier, itp.). Obecnie technologia ta rozwijana jest na wielu płaszczyznach. Duże koncerny rozwijają głównie aplikacje związane ze świecącymi diodami organicznymi, fotowoltaiką, tranzystorami i drukowaną elektroniką. Inną odrębną grupę stanowią czujniki pomiarowe i mikrosystemy. Gałąź tę rozwijają przeważnie laboratoria i instytuty badawcze oraz uczelnie. Przykładem wykorzystania możliwości druku strumieniowego jest sonda pomiarowa opracowana i wykonana przez autorów [2]. Wykorzystanie przedstawionego rozwiązania może być bardzo szerokie. Przykładową aplikacją może być specjalistyczny higrometr stosowany w laryngologii do pomiarów stanu górnych dróg oddechowych [3]. W aplikacji tej wymagane jest dostarczenie próbki badanego powietrza do głowicy higrometru. Zasadniczą trudnością jest pomiar wilgotności powietrza pobranego z górnych dróg oddechowych [4, 5, 6] o podwyższonej wilgotności w typowych warunkach termicznych otoczenia. Przedstawiona sonda pomiarowa może jednak mieć zastosowanie w dowolnej innej dziedzinie techniki i technologii, gdzie potrzebna jest kontrola parametrów fizycznych badanego medium. Wykonana sonda pomiarowa miała spełniać określone wymagania. Były nimi średnica, długość oraz sztywność sondy. Sonda miała również umożliwiać wielosekcyjny pomiar temperatury jej ścianek, jak i ogrzewać medium płynące przez sondę (gaz, lub ciecz) Projekt i wykonanie sondy pomiarowej Do wykonania podgrzewanej sondy pomiarowej ze strefową kontrolą temperatury została zastosowana technologia wykonywania elastycznych układów drukowanych i druku strumieniowego [1]. Funkcję grzania i pomiaru temperatury zrealizowano pop... »

Single VDCC-Based Electronically Tunable Voltage-Mode Second Order Universal Filter - DOI:10.15199/48.2018.04.06

Prungsak UTTAPHUT

It is well-known fact that analog filter are important building blocks for signal processing that have variety of applications in fields of communication, sound system, instrumentation, control system etc [1]. A biquad filter which provides several filter responses in the same circuit topology is well-known as universal or multifunction filter. [2- 3]. The number of input and output of the universal filter is used to classify the sort of universal filter. There are singleinput multiple-output (SIMO), multiple-input multiple-output (MIMO) and multiple-input single-output (MISO) filter. The MISO filter is one of the universal filter which has been attracted significant research attention [4]. Most of MISO universal filters use digital method to select the output filter response. So, the way to selection of the output filer response should be done without comment matching condition. The design of electronic circuit in analog signal processing has gone in the use of active building block [5- 9]. Especially, the electronically tunable active building blocks have attracted significant research attention since analog circuits using electronically tunable active building block give more fine-tuning than adjusting the value of passive device. The voltage differencing current conveyors (VDCC) [10] is a recently reported versatile active building block used in the realization of analog signal processing circuits. A very significant advantage of using VDCCs in analog circuit design is that it is able electronic controllability. Literature review shows that, a number of the analog circuits using VDCC as active element have been found for examples, inductance simulator [10-11], capacitance multiplier [12-13], versatile passive element simulator [14- 15], square and triangular wave generator [16], sinusoidal oscillator [6, 13, 17-20], first order allpass filter [21], ladder filter [22] etc. The VDCC based universal filters have been pro... »

Potencjał rozwoju mikrokogeneracji w Polsce - DOI:10.15199/48.2018.04.35

Łukasz LIS Tomasz SIWEK Karol SZTEKLER Wojciech KALAWA

Kogeneracja CHP (Combined Heat and Power) to proces technologiczny umożliwiający uzyskanie dwóch użytecznych form energii w ramach jednego zintegrowanego układu. Najczęściej termin ten dotyczy wytwarzania energii elektrycznej i ciepła użytkowego. Rozproszone źródła energii to segment urządzeń o mocy dopasowanej do miejscowego zapotrzebowania. Mikrokogeneratory natomiast jest to grupa urządzeń łączących obie opisane technologie oraz ich zalety i wady. Kogeneracja znalazła swoje zastosowanie w Polsce i jej udział w mikście energetycznym wynosi ponad 16 % co jest wynikiem większym niż średnia unijna (11%). [eurostat]Warto jednak zaznaczyć że, dominującą rolę odgrywają duże elektrociepłownie systemowe (powyżej 50 MWe) zasilane węglem. Dzieje się tak z powodu dobrze rozwiniętej sieci ciepłowniczej oraz dominacji energetyki węglowej. Pozostałą część praktycznie w całości stanowią małe i średnie (50 kWe - 50 MWe) elektrociepłownie zasilane najczęściej gazem lub biogazem. Udział mikrokogeneracji (poniżej 50 kWe)[prawo unijne] jest praktycznie niezauważalny. Rys.1. Udział kogeneracji w produkcji energii elektrycznej w wybranych krajach Unii Europejskiej [1] Zalety mikrokogeneracji Za podstawową zaletę tego rodzaju urządzeń należy uznać relatywnie wysoką sprawność całkowitą pozwalającą na lepsze wykorzystanie energii zawartej w paliwie. Bierze się to z faktu, że o ile w nowoczesnych urządzeniach, w których uzyskuje się ciepło użytkowe sprawność odniesiona do wartości opałowej jest bliska 100% o tyle w przypadku generacji energii elektrycznej w konwencjonalnej elektrowni poziom strat wynosi w zależności od zastosowanej technologii 60-70% [2]. Dzięki połączeniu wytwarzania tych dwóch czynników w jednym procesie możliwe jest odzyskanie większości ciepła odpadowego i ponowne jego użycie do celów grzewczych. Wzrost sprawności przekłada się nie tylko na efekt ekonomiczny ale również na redukcje emitowanych gazów cieplarnianych przyczyn... »

Light pipe prototype testing - DOI:10.15199/48.2018.04.27

Ayodeji OMISHORE Petr MOHELNÍK Denis MÍČEK

Light pipes are tubular devices that transmit daylight into interior spaces. Compared to traditional skylights and windows, the light pipes represent advantages of energy savings for artificial lighting in deep plan rooms. On the other hand they cannot substitute windows properly because they do not offer visual contact with outdoors. They are applied as complement and auxiliary daylight systems, mainly for windowless spaces where availability of natural light improves the occupants' well-being and work productivity. Common light pipes components are a roof dome, reflecting tube and ceiling diffuser. Daylight is transmitted through roof dome into the tube. The light pipes are usually installed in roofs and floor constructions. Also facade mounted light pipes are known. Horizontal light pipes are more convenient for the multi-storey buildings. They are recommended to be installed into unshaded facades exposed to intensive solar radiation. Tubular light guidance systems and their technical properties were included into tasks of the International Commission on Illumination CIE. The CIE technical report [1] gives conceptual review about technology of daylight guidance systems and their components and is concerned with design methods and recommendations for light guiding systems assessments and instructions for their applications. The light pipes and their daylight performance have been a subject of research investigations [2-5]. Analytic approaches [6-9] and numerical analysis [10-12] as well as daylight simulations [13-15] compared with experimental evaluations [16-18] in field studies [19,20] and laboratory testing [21,22] were completed last decades. The trend in the light pipes' development is towards innovative light guiding systems [23-26]. Innovative light guides have maximised efficiency to gather both the sunlight and the skylight from whole sky hemisphere. They may contain optical lenses, prisms, reflectors and mirr... »

2018-3

Measurements and calculation of self inductance of testing coils used in physical transformer model construction and its frequency analysis - DOI:10.15199/48.2018.03.25

Włodzimierz KAŁAT Tadeusz DASZCZYŃSKI

The aim of the paper is to present calculations and measurements of self-inductance of the flat spiral coils with thin internal insulation used to build a physical transformer model and its frequency analysis. The exact knowledge of self-inductance was necessary for further use of the real model and its equivalent circuit diagram as well. The authors decided to use numerous formulas available in literature.. The measure of this accuracy is the comparison of the results with the value obtained in the direct measurement. Test coil To build the transformer physical model [6], 5 coils were made of 20 mm wide copper tape with a thickness of 0,5 mm. Each coil (Fig. 1) had 30 turns separated by a thin insulation tape, what gave a square with 0,02 x 0,02 m side in the cross section. Other parameters were as follows: internal diameter Dw = 0,295 m; external Dz = 0,335 m and the mean diameter D = 0,315 m. Fig. 1. The test coil on the measuring stand, sketch of its spiral and the cross-section with geometric size markings The coils were wound manually on a specially built machine. It helped to keep the circular shape of the coil, its dimensions (internal diameter) and ensured proper tension of the copper tape during winding. Review of methods and formulas for determining the inductance of current contours Inductance is a property of an electrical conductor which opposes a change in current. It does that by storing and releasing energy from a magnetic field surrounding the conductor when current flows, according to Faraday's law of induction. It is connected with the magnetic flux Φ and the current I by the formula: Φ = LI, which is most often used to calculate inductance as L= Φ/I. Therefore, the calculation of inductivity becomes mainly the task of determining the magnetic flux (Fig. 1) with the induction vector B, excited through the conductor 1, leading current I, therefore the fundamental formula might be used, [... »

Skutki gospodarcze niedostarczenia energii elektrycznej do odbiorców komunalno-bytowych - DOI:10.15199/48.2018.03.36

Kornelia BANASIK Andrzej Ł. CHOJNACKI

Produkt pracy ludzkiej przeznaczony na sprzedaż staje się towarem. Energia elektryczna jest zatem towarem, który został wytworzony (elektrownia), przetransportowany (sieci przesyłowe i dystrybucyjne), sprzedany (spółki obrotu) oraz kupiony (odbiorca) [7, 8]. Dobro może wystąpić jako towar tylko wtedy, gdy odpowiada zapotrzebowaniu społeczeństwa, czyli gdy jest w stanie zaspokoić określone jego potrzeby [7]. Aby odbiorcy mogli w pełni korzystać z energii elektrycznej, musi ona (jako towar) posiadać odpowiednie cechy jakościowe. Jakość zasilania odbiorców w energię elektryczną można podzielić na [13]:  jakość dostarczanej energii elektrycznej (jakość napięcia),  niezawodność dostawy energii elektrycznej (niezawodność zasilania),  jakość obsługi odbiorcy (klienta). Parametry jakościowe energii elektrycznej dostarczanej odbiorcom w poszczególnych grupach przyłączeniowych określone są w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 20 grudnia 2004 r. w sprawie szczegółowych warunków przyłączenia podmiotów do sieci elektroenergetycznych, ruchu i eksploatacji tych sieci (Dz. U. 2005 Nr 2, poz. 6) [15]. Doprecyzowano je w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (Dz. U. Nr 93, poz. 623) [16]. Parametry określające jakość energii elektrycznej zawarto z kolei w Polskiej Normie PN-EN 50160:1998 Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach rozdzielczych, stanowiącej implementację Normy Europejskiej EN 50160:1994 [14]. Niezawodność dostaw energii do odbiorców obejmuje zagadnienia przerw w zasilaniu oraz ich skutków. Wreszcie jakość obsługi odbiorców to wszelkie zależności handlowe, ale także interpersonalne między dostawcą energii, a jej odbiorcą, obejmujące uwarunkowania prawne, ekonomiczne, a także społeczne, decydujące o bieżących standardach obsługi odbiorców i praktykach załatwiania skarg i reklama... »

Predykcyjna regulacja momentu i strumienia silnika indukcyjnego - dobór współczynnika wagowego - DOI:10.15199/48.2018.03.06

Piotr FALKOWSKI

Główną cechą sterowania predykcyjnego jest używanie modelu obiektu do przewidywania przyszłych zmian wartości wielkości regulowanych. Wybór optymalnego sterowania dokonywany jest na podstawie określonego kryterium optymalizacji. Klasyfikację rodziny sterowania predykcyjnego, które jest bardzo szerokim określeniem, przedstawiono w pracy [1]. Jedną z pierwszych metod regulacji predykcyjnej, która została zastosowana w energoelektronice w latach 80 tych, opisano w pracy [2]. Sterowanie to zostało przeznaczone do regulacji prądów przekształtnika DC/AC, zasilającego silnik indukcyjny dużej mocy. Głównym kryterium optymalizacji była minimalizacja częstotliwości łączeń tranzystorów przy określonym obszarze uchybu prądu. W tym przypadku minimalizacja częstotliwości łączeń polegała na szukaniu wektora napięcia przekształtnika, zapewniającego najdłuższy czas do kolejnego przełączenia, biorąc pod uwagę w ilu gałęziach przekształtnika wymagane będzie przełączenie na optymalny wektor napięcia. Sterowanie to zostało zaliczone do kategorii hysteresis based predictive control. Wraz z rozwojem mocy obliczeniowej procesorów sygnałowych, znacznie wzrosło zainteresowanie sterowaniem predykcyjnym z grupy MPC (Model Predictive Control) [3], [4]. Metody predykcyjne, bazujące na modelu obiektu, można podzielić na dwie zasadnicze grupy: metody z nieskończoną liczbą sterowań CCS-MPC (Continuous Control Set Model Predictive Control) oraz metody ze skończoną liczbą sterowań FCS-MPC (Finite Control Set Model Predictive Control). W metodach z pierwszej grupy (z nieskończoną liczbą sterowań), na podstawie modelu i przewidywanych wartości składowych uchybu kontrolowanych wielkości, obliczane są współrzędne wypadkowego wektora napięcia przekształtnika, który zapewnia całkowitą kompensację uchybu regulacji po określonym czasie. Wyznaczony wektor napięcia jest odtwarzany przez modulator SVM. Opracowano algorytmy typu CCS-MPC do sterowania przekształtniki... »

Wybór parametrów dla optymalnej strategii sterowania silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi - DOI:10.15199/48.2018.03.17

Tomasz SOBIERAJ

Silniki z magnesami trwałymi ze względu na ich szereg zalet, takich jak wysoka sprawność, i bezawaryjność, znajdują coraz szersze możliwości zastosowań we współczesnych układach napędowych. Są one wykorzystywane w wielu przemysłowych aplikacjach mając opinię maszyn pozwalających na uzyskanie niezakłóconego przebiegu momentu. Jednak większość algorytmów sterowania tego typu silnikami wykorzystuje model silnika. Skuteczność działania algorytmu będzie więc zależała od dokładności wyznaczenia wszystkich parametrów modelu. Większość metod służących do wyznaczania parametrów silnika spotykanych w literaturze np. [1], [2] wykorzystuje skomplikowane algorytmy. Badania eksperymentalne potwierdzają, że niektóre parametry (ogólnie w literaturze przyjmowane jako stałe) mogą zależeć np. od prądu płynącego przez uzwojenia silnika. W klasycznych układach sterowania pracą silnika (np. w metodzie bezpośredniego sterowania momentem ang. DTC) strumień i moment elektromagnetyczny silnika mogą być regulowane niezależnie od siebie na drodze odpwiedniego wyboru współrzędnych wektora przestrzennego napięcia zasilającego. Bardzo ważnym zagadnieniem jest właściwy wybór wartości zadanych momentu i strumienia. Wartość zadana momentu jest zwykle wprowadzana do algorytmu bezpośrednio (tylko z ograniczeniem co do wartości znamionowych lub dopuszczalnych, przeciążeniowych) lub wypracowywana przez regulator prędkości. Wartość zadana strumienia jest zwykle przyjmowana na poziomie strumienia od magnesów trwałych. Z tym, że przy takim sterowaniu często nie można wykorzystać w pełni możliwości silnika. Przy założeniu, że indukcyjności Lq jest większa od indukcyjności Ld można zaproponować taki algorytm wyboru prądów iq oraz id, przy którym wykorzystując moment reluktancyjny uda się zwiększyć całkowity moment silnika zachowując moduł prądu na tym samym poziomie. Metoda MTPA (ang. Maximum Torque Per Ampere) jest ogólnie znana i opisywana w literaturze np. w ... »

Field models of induction heating for industrial applications - DOI:10.15199/48.2018.03.01

Paolo DI BARBA Maria Evelina MOGNASCHI Marco BULLO Fabrizio DUGHIERO Michele FORZAN Sergio LUPI Elisabetta SIENI

In the community of computational electromagnetics, the set of benchmark problems proposed by the TEAM (Testing Electromagnetic Analysis Methods) series of workshop is a reference for testing numerical methods in a comparative way [1]-[2]. Nevertheless, there is a lack of problems specifically focused on induction heating devices, as far as numerical modelling is concerned. More generally, in the past some benchmarks of induction heating was proposed, but the attention was focused rather on the inverse problem [3]-[7] related to the optimal design of the power inductor than on the direct problem of field analysis [8], [9]. In fact, in computational induction heating, analysis problems are challenging because they involve different physical domains; therefore, the development of non-linear coupledfield models and the consequent choice of suitable solvers is mandatory [8]-[10]. Too often numerical solvers, like e.g. finite-element solvers which are commercially available, are used by designers as general-purpose black boxes. Moving from this background, it was proposed to define a benchmark of coupled-field analysis [5]; the problem is taken from industrial applications of induction heating: it deals with the transient thermal analysis of a steel-made cylindrical billet, subject to the changing magnetic field of a multi-turn winding. It is a clear example showing that stiff analysis problem can originate even in the case of very simple geometries. Benchmark description: the device The device under study is composed of an inductor winding and a cylindrical billet; winding and billet are coaxially located. A. Geometry The billet has a radius r and height h. The inductor is made of 20 hollow circular turns, connected in series; each of them has height hc and width wc, while their radial distance from Y axis is rc. The thickness of the copper of each hollow turn is tc. Numerical data about the geometry are summarized in Table ... »

2018-2

kup! (PDF) - tylko 61,50 zł »

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

kup! - 12h tylko 73.80 zł »

kup! - 4h tylko 43.05 zł »

kup! - 1h tylko 24.60 zł »

Electromagnetic fields radiated by high speed railway lines, application case: cover slab over the railway lines - DOI:10.15199/48.2018.02.13

Maria Alejandra MORA Lyse-Aline COYITANGIYE Michel CUCCHIARO

The increase of traffic density and speed contributes to an increase in electromagnetic fields produced by railway systems. Furthermore the development of urbanized areas reduces the available space in train stations, which contributes to place people and workers closer to electromagnetic field sources. An example is the construction of the Nîmes Montpellier railway bypass (Contournement Nîmes Montpellier, CNM), a 80 km High Speed Line (HSL or French TGV) project in the south of France. In the framework of this project, a new train station will be constructed in Montpellier. Due to the lack of space, a cover slab will be built over the railway lines allowing the possibility of installing future offices. Therefore, people and equipment that will be in this area will be very close to the catenaries of the railway lines. Exposure to low frequency electromagnetic fields is thus a subject of increasing questions regarding health effects that need to be treated [3]. The calculation of electromagnetic fields radiated by railway lines is one of the main objectives of the Electromagnetic Compatibility Section of the SNCF. It is very important to evaluate human exposure levels to radiated electromagnetic fields, as well as to guarantee the electromagnetic compatibility of the railway system with its environment. The evaluation of electromagnetic fields in the railway environment is a subject well described in several studies in the literature. Some are based on transmission line theory [4]. Certain numerical studies introduce in their calculation the complex geometry of the railway system and apply the finite element method [5], [6], [7]. The interest of our study is to obtain with a multiconductor model the low frequency electromagnetic fields generated at every point of the railway line, taking into account the feeding and traction return circuits as well as traffic conditions. An in-house 2D software (MODALF 6) which is based on... »

Electromagnetic disturbances propagation along a grounding grid subjected to lightning currents - DOI:10.15199/48.2018.02.02

Rafael ALIPIO Renan SEGANTINI

Extended meshed earthing systems, called grounding grids, are commonly used in large installations, such as substations, to protect and safeguard personnel and equipment against the hazards and devastation that may be caused by the flow of fault currents [1]. They also provide reference voltages for electrical and electronic systems. The grounding grids are usually designed considering only low-frequency occurrences (50/60-Hz ground-fault currents) [2]. However, the transient response of grounding grids may be also important, for instance, when they are fed by lightning currents [3]. This can occur when lightning directly strikes the substation components or when it strikes spans of power lines near the substation. In both cases, a noticeable portion of the current is driven to the ground. When subjected to lightning currents, the grounding grid response presents certain complexities that make its behaviour quite different from that presented at low frequency [4]. Due to the impulse nature of lightning currents, they present a wideband frequency content ranging from dc to several MHz. In this frequency range, the grounding system shows different behaviour at different frequency intervals. Among other aspects, this frequencydependent behaviour of grounding leads to an uneven potential distribution along the grounding grid [3]. The non-uniform distribution of potentials along the grounding grid may be source of electromagnetic disturbances. For instance, it is common in modern substations or industrial plants the existence of electrical panels in the control room that are responsible for remote commanding the operation of some equipment installed in the substations yard. In many cases, the equipment and the panel are grounded at distinct points of the grounding system (see Fig. 1 of reference [3]). Hence, when the grounding is subjected to lightning currents, the resulting non-uniform distribution of potentials may cause the... »

Calculating power loss in electrical steel taking into account magnetic anisotropy - DOI:10.15199/48.2018.02.24

Wojciech PLUTA

Electrical steel (ES) is the most widely used soft magnetic material in the electrical industry. Better understanding of the magnetization processes associated with magnetizing frequency and influence of magnetic anisotropy can help in improvement of modeling of magnetic properties of ES. Better modeling of ES means correct hysteresis modeling which is mandatory for an accurate design of circuits including magnetic cores. These models are implemented in electronic circuit simulators and should include frequency and anisotropic behavior of magnetic parameters. Particularly, the influence of magnetizing frequency increases its significance as increases working frequency of electrical devices and thereby their magnetic cores. Together with increasing frequency new, thinner ES with Goss texture are produced. This shows that the importance of the magnetic anisotropy increases as it changes with frequency. An investigation of the specific total loss (PS) separation in ES at different angles x to rolling direction (RD) was performed. The separation of the specific total loss into components was performed using three components model. The dependence of the hysteresis and additional eddy current PS loss components on magnetic anisotropy is shown as well as their interdependence. It was found that both hysteresis and additional eddy current loss components are strongly dependent on the magnetization angle x and their flux density behavior is very similar to each other. Better understanding of anisotropy influence on PS loss also may offer additional information for improvement of magnetic properties of ES. The aim of this paper is to present calculation method taking into account not only frequency but also magnetic anisotropy. It also provides a contribution to the better understanding of PS loss in ES. Measurements setup The measurements were carried out in a non-standard Single Sheet Tester (SST) with square sample shape of 10... »

Oddziaływanie systemów radiokomunikacyjnych piątej generacji na ciało człowieka - symulacje komputerowe - DOI:10.15199/48.2018.02.26

Łukasz JANUSZKIEWICZ

Bezprzewodowe systemy telekomunikacyjne piątej generacji - 5G - to nowy standard telekomunikacyjny, który w przyszłości ma zastąpić technologie czwartej generacji 4G/LTE oraz LTE-Advanced. Jego podstawowe cechy użytkowe to zwiększona szybkość transmisji danych (do 10 Gb/s) oraz dużo większa liczba użytkowników w stosunku do systemów stosowanych obecnie (liczba aktywnych urządzeń nawet 100 razy większa niż w przypadku systemów 4 generacji), jak również zmniejszona energochłonność (pięciokrotnie wydłużony czas działania z wykorzystaniem akumulatora) [1-3]. Dzięki tak korzystnym cechom, systemy piątej generacji mogą znaleźć wiele nowych zastosowań, które były niedostępne dla stosowanych obecnie systemów radiokomunikacyjnych np. w motoryzacji i transporcie, gdzie konieczne będzie przesyłanie wielu danych od pojazdów autonomicznych [4]. Ponadto wiele zastosowań mogą znaleźć systemy 5G w ochronie zdrowia do monitorowania parametrów życiowych pacjentów przebywających w domach, dzięki czemu możliwe będzie diagnozowanie na odległość lub automatyczne wzywanie pomocy w sytuacjach nagłych [5]. Aby zrealizować wysokie wymagania funkcjonalne stawiane przed systemami piątej generacji, takie jak zwiększona przepływność danych oraz liczba aktywnych urządzeń, systemy tego rodzaju będą integrować zarówno technologie przewodowe o dużej przepustowości (światłowody), jak również technologie bezprzewodowe funkcjonujące w nowych pasmach częstotliwościowych. Znaczne zwiększenie liczby danych przesyłanych w systemie od terminali ruchomych, wymaga wykorzystania szerszych zakresów częstotliwości w interfejsie radiowym oraz zastosowania nie używanych do tej pory w systemach radiokomunikacji ruchomej technologii takich jak np. wieloelementowe, sterowane szyki antenowe [6]. Systemy piątej generacji wykorzystywać będą nowe pasma częstotliwości, które nie były stosowane dotąd w systemach łączności mobilnej. Rozważane są obecnie pasma w zakresie od 3,4 ... »

Oświetlenie rzeźb i pomników - DOI:10.15199/48.2018.02.29

Małgorzata GÓRCZEWSKA Sandra MROCZKOWSKA Przemysław SKRZYPCZAK

Oświetlenie rzeźb i pomników jest zadaniem szczególnym, ponieważ ich wielkość, w porównaniu z typowymi obiektami budowlanymi, jest zazwyczaj znacznie mniejsza. W iluminacji kościołów, pałaców itp. ważne jest przede wszystkim pokazanie całej bryły, podkreślenie jej architektonicznego piękna, podkreślenie wybranych detali [1,2,3]. W ostatecznym efekcie, głównie wyobraźnia i zamysł projektanta decyduje o przyjętej formie ekspozycji obiektu. Rzeźby i pomniki wymagają znacznie bardziej pogłębionej analizy, dotyczącej zarówno ich usytuowania, jak i historii oraz znaczenia. Pomniki i rzeźby są zlokalizowane zarówno we wnętrzach jak i na zewnątrz, w otoczeniu budynków i/lub zieleni, stanowiących naturalne tło o mniejszej lub większej jasności. W większości przypadków, obiekty te stanowią kompozycje, w których jedynymi lub dominującymi elementami są ludzkie postaci lub ich wyobrażenie. W innych przypadkach, symboliczna kompozycja brył stanowi emocjonalny przekaz, odwołujący się do wyobraźni obserwatorów. Z tego względu, zasady ich oświetlania można oprzeć na regułach, obowiązujących w oświetleniu scenicznym, również odwołującym się do wrażliwości i wyobraźni widzów. Zasady oświetlenia scenicznego Tworzenie właściwego odbioru oświetlanych postaci wymaga zastosowania się do pewnych reguł, zapewniających odpowiednią ekspozycję i oddanie trójwymiarowości obiektu. W ogólnym ujęciu, wymaga to realizacji oświetlenia w sposób, przedstawiony schematycznie na rysunku 1. System oświetlenia scenicznego przewiduje wykorzystanie następujących rodzajów światła [4, 5]: -światła kluczowego, które stanowi podstawowe oświetlenie postaci lub obiektu. Najczęściej jest to strumień światła skierowany z przodu i z boku, także nieco z góry, w granicach kątów, względem głównej osi obserwacji, wynoszących od 30 do 60 stopni. - światła wypełniającego, które rozjaśnia cienie utworzone przez światło kluczowe. Jego zadanie polega na wytworzeniu odpowiedniej ... »

2018-1

kup! (PDF) - tylko 61,50 zł »

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

kup! - 12h tylko 73.80 zł »

kup! - 4h tylko 43.05 zł »

kup! - 1h tylko 24.60 zł »

Ceramics with adjustable dielectric properties based on the system SrO - TiO2 - SiO2 - DOI:10.15199/48.2018.01.40

Georgy LISACHUK Ruslan KRYVOBOK Yaroslav PITAK Olena LAPUZINA Irina GUSAROVA Lidiya LISACHUK Andrey GREBENYUK

It is known that radio-absorbing materials (RAM) are structural dielectrics that effectively absorb the electromagnetic energy of radio waves [1, 2]. According to the classification, radio-absorbing materials can be magnetic and non-magnetic. In turn, non-magnetic radio-absorbing materials are subdivided into gradient, interference and combined [3]. Gradient RAM have a multilayer structure (see Figure 1) with a smooth change of the value of dielectric permeability along the thickness of the material ɛ1 > ɛ2 > ɛ3 > ɛn. The first layer of RAM should be made of a material having low dielectric losses (ɛ1) in order to match the wave resistance of air and material. Other layers are made of solid dielectrics with high dielectric permeability (ferroelectrics, ferroelectromagnets and others), and also with the use of magnetic or non-magnetic radio-absorbing fillers, which are introduced into the dielectric matrix (graphite, ferrites and others) [4, 5]. Z2 ɛn Z1 ɛ1 ɛ2 ɛ3 Falling Electro- Magnetic Wave Absorption of Electro-Magnetic Wave Fig. 1. Schematic view of the gradient radio-absorbing material As the dielectric materials (the first layer of gradient RAM), which have low values of the dielectric properties, radio-absorbing materials can be used. For example, the dielectric permeability of sitalls varies no more than ± 1%, and the tangent of the dielectric loss angle varies no more than ± 20% while the temperature is changing from - 60 to +1200 ° С [6]. One of the crystalline phases, which is characterized by low dielectric properties and simultaneously by high mechanical properties in a wide frequency range of radio waves, is strontium anorthite. This crystalline phase, except a low value of the dielectric permeability, has the lowest dielectric loss from the number of crystalline phases used in the creation of radio-ceramic products [7-9]. The authors [10] dev... »

The effect of busbar shape and arrangement on currents and power losses in 3-phase busducts with two busbars per phase - DOI:10.15199/48.2018.01.11

Paweł JABŁOŃSKI Dariusz KUSIAK Zygmunt PIĄTEK Tomasz SZCZEGIELNIAK

High current three-phase busducts sometimes have multiple busbars per phase (connected in parallel). Due to the phenomenon of electromagnetic induction resulting in the skin effect and the proximity effect, individual busbars are often unequally loaded [1]. This may lead to local overheating of the busduct due to high current density or to oversizing the busduct to avoid overheating. There is also an asymmetry in the matrix of self and mutual impedances and, as a result, the asymmetry of the currents even for symmetrical supply voltage and symmetrical receiver [1, 2]. The issue of equalizing currents in parallel lines is the subject of analysis of many researches (e.g. [3,4]). In this work, we analyzed several three-phase busducts with two rectangular busbars per phase to assess how various arrangements of busbars and their geometrical parameters affect the distribution of currents and power losses in individual busbars. We took into account unshielded busducts as well as their several shielded variants. Analyzed busducts Three-phase current busducts consisting of two rectangular busbars per phase were considered. Two base arrangements were taken into account. In the first one, the busbars are arranged in row (Fig. 1a); in the second - the busbars of each phase are arranged in stack, and the stacks are arranged in row (Fig. 1b). The cross-sectional dimensions of the busbars are a×b (see Fig. 1). The length of the busbars, l, is considered to be much larger than the cross-sectional dimensions of the busduct. The distance between busbars belonging to the same phase is d and the distance between neighboring busbars of adjacent phases is determined by c. It was assumed that busbars are made of copper (electrical conducti... »

Zastosowanie formalizmu Hamiltona do modelowania układów energetycznych z silnikami synchronicznymi o podatnej transmisji ruchu - DOI:10.15199/48.2018.01.06

Andriy CZABAN Marek LIS

Do sformułowania ogólnego modelu zespołu elektrycznego wykorzystano interdyscyplinarną metodę wariacyjną, która wykorzystuje modyfikację zasady Hamiltona [1, 2]. W pracy przedstawiono model matematyczny układu elektromaszynowego, który składa się z N napędów synchronicznych o podatnej transmisji ruchu, które są zasilane z transformatora mocy. Na rysunku 1 przedstawiono schemat elektryczny analizowanego obiektu (zespól elektryczny), a na rysunku 2 schemat części mechanicznej wału napędowego silników synchronicznych. Rys. 1. Schemat zespołu elektrycznego Rys.2. Schemat części mechanicznej wału napędowego silników synchronicznych Model matematyczny układu Model matematyczny zespołu elektrycznego, który składa się ze źródła energii, transformatora mocy, N napędów synchronicznych o złożonej transmisji ruchu sformułowano wykorzystując funkcję lagrangianu [1, 2]: (1) L*  T*  P*  *  D* , gdzie L* - zmodyfikowana funkcja Lagrange’a, T* - koenergia kinetyczna, P* - energia potencjalna, * - energia dyssypacji, D* - energia sil zewnętrznych [1, 2]. Dla układów o parametrach zarówno skupionych jak i rozproszonych zasada Hamiltona przybiera następującą postać [1]: (2) 1 1 1 * * 0 0 0 t t t l l l l S L Ldldt Ldt Ldldt                     , gdzie Ll - gęstość liniowa funkcji Lagrange’a W jakości uogólnionych współrzędnych wykorzystano ładunki w uzwojeniach (stojana i wirnika) silników. Dla stojanów: (1 3), , , , , , k SAk SBk SCk q Q Q Q   dla wirników: (4 6), , , , , , k Dk Qk fk q Q Q Q   . Następnie, ładunki elektryczne w uzwojeniach transformatora (7 12) 1 1 1 2 2 2 , , , , , A B C A B C q Q Q Q Q Q Q   , i: (13,14), 1, k N q  &#6... »

Wykorzystanie analizy spektralnej przy tworzeniu trendu CFM/aEEG - DOI:10.15199/48.2018.01.18

Paweł NIEDBALSKI Łukasz KARPIŃSKI Paweł OGNIEWSKI Stefan F. FILIPOWICZ

Klasyczne badanie EEG polega na rejestracji aktywności elektrycznej mózgu na powierzchni głowy pacjenta i późniejszej analizie zarejestrowanego sygnału. W klasyfikacji typowego EEG pasmo częstotliwości sygnału jest dzielone na określone rytmy, które zostały zdefiniowane w medycynie: delta (0.5÷4 Hz), theta (4÷7Hz), alfa (8÷13Hz), oraz beta (12÷28) [1]. Jednym z elementów opisu przez lekarza jest ocena wymienionych rytmów. Zwykle jest to analiza wzrokowa, która sprowadza się do zgrubnej analizy widmowej. Wspomaganie komputerowe pracy lekarza w tym zakresie polega na precyzyjnym obliczaniu rytmu dominującego, jego zawartości procentowej w całym paśmie i zarazem częstotliwości dominującej w danym punkcie zapisu oraz prezentacji obliczeń w formie liczbowej lub graficznej w postaci odpowiednich wykresów czy map aktywności (tzw. mapping mózgu). Kliniczne badanie EEG przeciętnie trwa od 20 minut do 1 godziny. Tak krótki czas rejestracji sygnału znacząco zmniejsza możliwość wychwycenia wielu patologii. Z tego powodu podejmuje się próbę sztucznego ich wywołania wykorzystując bodźce stymulujące takie jak hiperwentylacja, fotostymulacja przy otwartych i zamkniętych oczach itp. W badaniu EEG używa się standardowo 19÷21 elektrod, umiejscowionych na powierzchni głowy według międzynarodowego schematu "10-20" z elektrodami usznymi lub bez (A1  A2). Aby zmniejszyć czas potrzebny na przygotowanie pacjenta do badania (założenie wielu elektrod) stosuje się tzw. czepki automatyczne lub elektrody grzybkowe użyte w czepkach silikonowych. Badanie z ich wykorzystaniem nie może trwać jednak dłużej niż godzinę ze względu na bardzo silne pogorszenie się jakości rejestrowanego sygnału w funkcji czasu, związane z wysychaniem elektrod i dyskomfortem odczuwanym przez pacjenta. Monitoring aEEG (Amplitude Integrated EEG)/CFM (Cerebral Function Monitor) [2] polega na długotrwałym monitorowaniu aktywności elektrycznej mózgu. Metoda ta jest przede ... »

Badania symulacyjne silnika BDFM - DOI:10.15199/48.2018.01.17

Klaudia KUCZEK Danuta PLIŚ

Początek stosowania technologii wykorzystanej w silniku BDFM datowany jest na wczesne lata XX wieku. Zanim zaczęto używać urządzeń elektronicznych do sterowania maszynami elektrycznymi, popularnym rozwiązaniem umożliwiającym sterowanie prędkością było kaskadowe połączenie dwóch pierścieniowych maszyn indukcyjnych. W roku 1907 [1] zaproponowano alternatywne rozwiązanie dla kaskadowej maszyny indukcyjnej, w którym zastosowano dwa uzwojenia stojana oraz wirnik o specjalnej konstrukcji, co pozwoliło na wyeliminowanie pierścieni ślizgowych i trzy tryby pracy w zależności od prędkości. Udowodniono, że przy odpowiednim zaprojektowaniu uzwojeń stojana i wirnika możliwe jest znaczne zredukowanie strat w miedzi. Pojedyncze uzwojenie wirnika zostało zaprojektowane tak, aby było powiązane z dwoma polami w szczelinie powietrznej i aby wymagało użycia przewodów miedzianych o mniejszym przekroju. Hunt pracował nad ulepszaniem maszyny od roku 1907 do 1914, w którym to opisał swoje osiągnięcia. Znaczny postęp w budowie silnika BDFM został osiągnięty przez Broadway’a i Burbridge’a w 1970 roku [2], na ich pracy opiera się teraźniejszy model silnika BDFM. W swoich badaniach powrócili do odkryć Hunt’a i poczynili postępy w budowie wirnika udowadniając, że obecność pierścieni prowadziła do większych strat i zmniejszonej żywotności maszyny. Dążyli do zaprojektowania wirnika klatkowego, który mógłby być wytworzony w takiej samej technologii jak wirnik silników klatkowych, i w którym nie występowałyby nadmierne straty wynikające z reaktancji rozproszenia. Największą zasługą Broadway’a i Burbridge’a było zaproponowanie modelu wirnika z "zagnieżdżonymi wiązkami prętów", który został przyjęty i wykorzystywany w późniejszych pracach nad maszynami BDFM. Nazwa BDFM po raz pierwszy została użyta w połowie lat 80, kiedy na zlecenie Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych w Oregonie zostały wykonane dogłębne analizy prac B... »