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

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

Określanie strat powodowanych obciążeniem mocą bierną - metoda nie wykorzystująca pojęcia energetycznego równoważnika mocy biernej - DOI:10.15199/48.2018.09.20

Sławomir BIELECKI

Obowiązująca ustawa o efektywności energetycznej [1] wymienia “ograniczenie strat związanych z poborem energii biernej" (art.19 ust.1 pkt 5 lit. a) jako przedsięwzięcie służące poprawie efektywności energetycznej. Podobny zapis znajdował się we wcześniejszej ustawie z 2011 r. Pomimo tak literalnego odniesienia do tego zadania w krajowych aktach prawnych, temat ten nie jest często podejmowany przez wykonawców audytów [2]. Przyczyna może tkwić m.in. w złożoności problematyki [3]; fakcie iż kompensacja (zwłaszcza grupowa) w większości ogranicza straty energii po stronie sieci dystrybucyjnej i przesyłowej, a nie u odbiorcy czy braku praktycznych metod szacowania ewentualnych oszczędności energii. Wartości zmniejszenia strat związanych z ograniczeniem obciążenia mocą bierną można wyznaczyć na podstawie podstawowych praw elektrotechniki, lecz wymaga to dostępu do olbrzymiej liczby danych, opisujących stan pracy sieci elektroenergetycznej, co w praktyce może być kłopotliwe. Należy więc opierać się na metodach szacunkowych. Nieliczne publikacje krajowe dotyczące bezpośrednio tej problematyki np. [4], [5] wykorzystują koncepcję energetycznego równoważnika mocy biernej. Wielkość ta nie wydaje się jednak odpowiednia, co zostanie pokazane w dalszej części pracy. Energetyczny równoważnik mocy biernej - historia i definicje Energetyczny równoważnik mocy biernej ke, nazywany też “ekonomicznym równoważnikiem mocy biernej" miał być przydatny w określaniu zmian strat energii (mocy) czynnej w punktach sieci elektroenergetycznej, powodowanych zmianą obciążenia mocą bierną. Autorstwo pojęcia przypisuje się inżynierom radzieckim, którzy wprowadzili je w instrukcji eksploatacji transformatorów mocy z 1946 r. Oszacowane wartości tego współczynnika dla charakterystycznych punktów sieci SN i nn opublikowano w ZSRR w latach 50-tych XX w. [6], [7]. W nowszej publikacji [8] zaproponowano macierzową metodę określania równoważników ke w w... »

Cooperative MIMO OFDM system based on Amplify and Forward Relay: Evaluation of ZF-SIC and MMSE-SIC equalization - DOI:10.15199/48.2018.09.19

Md. Mirazur RAHMAN Md. Shafiul ALAM Shahrul ISLAM Md. Arif Abdulla SAMY Nafee Al ISLAM

When it comes to connectivity, people cannot think of wire now a days. Despite untethered connection to the wireless network, multipath fading is a major issue for data transmission. MIMO system is a combination of multiple antennas (both transmitter and receiver), where each user will experience enhanced bit-rate in communication [1]. Cooperative Communication is a useful technique to mitigate channel fading by exploiting diversity gain through inter relay cooperation [2]. Most importantly the technology requires low power in the transmission end and provides improved spatial diversity gain [3]. Various relay strategies for Cooperative diversity have been reported in numerous studies namely amplify and forward (AF), incremental relaying (IR), decode and forward (DF), coded cooperation (CC), selection relaying (SR) and compress and forward (CF) [4, 7]. The simplest one among them is the fixed relaying scheme where the relay node continuously forwards received information [8], whereas, in selective relaying, the relay node keeps dormant unless the channel surpasses a definite margin [9]. Again, in incremental relaying relay node only responds to a request made from receiving end [10]. The performance of two popular relaying protocols AF and DF has been a matter of debate in the recent past. In one numerical study [11] multihop relaying in AF gives better outage probability and BER (bit error rate) than DF protocol. Another analysis [12] for encoded BPSK systems shows that multiple relaying in DF gives about half of the diversity of that in AF relaying. The simulation study shows that cooperative OFDM system assisted by AF relaying protocol provides better BER than other schemes (FRC, SNRC and ESNRC) under BPSK digital modulation [13]. S. Vorkoeper et al. examined a distributed Interleave-Division-Multiplexing Space-Time Coding (dIDM-STC) and cooperative Orthogonal Frequency Division Multiplexing (cOFDM) in terms of performa... »

Digital Control of the Buck Converter Using the Law of Conservation of Energy - DOI:10.15199/48.2018.09.10

Jacek KACZMAREK Robert SUSZYŃSKI

Buck converters are widely used in various types of electrical equipment supply systems because of their high power efficiency, small size and low weight. The disadvantage of such converters is the sensitivity of the output voltage of the power stage to the change of circuit's operating point. The biggest undesirable changes in the output voltage of the converter are caused by changes in the supply voltage and changes in the converter load [1-5], whether they use an analogue or digital control systems. It is particularly important for systems that supply modern processors with high and sudden changes in current consumption. The results of the research on solving this problem are examples of the use of advanced control methods [6-18] for both Voltage Control Mode (VCM) and Current Control Mode (CCM). Fig.1. Output voltage and PWM signal waveforms of tested prototype Another way to achieve very good output voltage stabilization parameters, regardless of even very large load changes, is the control system of the converter using the principle of conservation of energy [19, 20]. Analysis of the stability of the converter controlled by such system is shown in [21]. The small signal model, issues related to the digital implementation of this idea, and the tests of the digitally controlled Buck converter with such regulator is shown in [22-24]. Based on the work [21-23] the proposed solution was patented in the EU and US states [25, 26]. During further work on the development of the prototype device presented in [24], sub-harmonic oscillation of the output voltage of the converter has been observed in steady state. The oscillation of the PWM control signal of the prototype is shown in the Fig. 1. Method using law of conservation of energy Circuit of power stage of Buck converter is presented in Fig. 2a. Fig.2. a) Power stage of Buck converter; b) IG(t) waveforms during one cycle in steady state Voltage Control Mode (VCM) or Cur... »

Zorientowane na studenta nauczanie podstaw techniki cyfrowej - DOI:10.15199/48.2018.09.28

Piotr DĘBIEC

W nauczaniu przedmiotów podstawowych mamy często do czynienia z przeładowaniem treściami oraz relatywnie małą liczbą godzin zajęć. Dotyczy to szczególnie wykładów, które z tych powodów są prowadzone pośpiesznie w formie prezentacji slajdów przerywanej krótkimi sesjami pytań i odpowiedzi. Takie podejście do zajęć rzadko przynosi zakładane efekty kształcenia [1]. Studenci mają obecnie swobodny dostęp do materiałów wykładowych i oczekują od nauczycieli zajęć interesujących, na których są w stanie zrozumieć prezentowane zagadnienia i nabyć praktyczne umiejętności. Niestety, kiedy te nowe oczekiwania spotykają się z niezmiennym od lat, tradycyjnym sposobem przekazywania wiedzy, studenci szybko tracą zainteresowanie przedmiotem i motywację do nauki. W wykładach uczestniczy mała liczba słuchaczy, z których pewna część, w sposób dyskretny, choć zauważalny, zajmuje się obsługą telefonów komórkowych, tabletów czy laptopów w celach nie związanych z nauką przedmiotu. Takie postawy są krytykowane przez wielu wykładowców, którzy obwiniają studentów za brak zainteresowania nauką, bierność czy nieprzygotowanie do zajęć. Część nauczycieli próbuje motywować studentów poprzez częste i surowe ocenianie, inni obniżają wymagania nie chcąc poświęcać wiele dodatkowego czasu biernym studentom. W obu przypadkach efekty kształcenia są złe, a poziom satysfakcji wykładowców i studentów niewielki lub żaden. Aby złagodzić ten problem, uczelnie, a także poszczególni nauczyciele, zaczynają wprowadzać nowe metody nauczania takie jak kształcenie na bazie problemu, (ang. Problem-Based Learning, PBL), uczenie myślenia projektowego (ang. Design Thinking, DT), czy też metodykę studium przypadku (ang. Case Teaching, CT). Wymienione metody nauczania jednakże nie są zalecane na pierwszych latach studiów [1]. Ponadto, aby je prawidłowo stosować pod względem metodycznym, nauczyciel powinien przejść odpowiednie kursy przygotowawcze oraz zmienić zasadniczo sposób pr... »

Testowanie bezzałogowych statków powietrznych do monitorowania zanieczyszczeń w środowisku - DOI:10.15199/48.2018.09.03

Michał ADAMSKI Włodzimierz URBANIAK Agata DĄBROWSKA Adam DĄBROWSKI

Powietrze w Polsce należy do najbardziej zanieczyszczonych w Europie, liczbę przedwczesnych zgonów związanych z tym problemem szacuje się na blisko 45 tysięcy rocznie [1]. Zanieczyszczenie powietrza przyczynia się głównie do chorób górnych dróg oddechowych takich jak przewlekłe zapalenie oskrzeli, niewydolność oddechowa, choroby o podłożu alergicznym a także może prowadzić do rozwoju chorób układu sercowo-naczyniowego. Do niepożądanych związków chemicznych przedostajacych się do atmosfery należą: tlenki azotu (NxOy), dwutlenek siarki (SO2), siarkowodór (H2S), tlenek i dwutlenek węgla (CO, CO2) oraz lotne związki organiczne (LZO) [2]. Część związków emitowanych do atmosfery ma charakter rakotwórczy, np. benzen i benzo(a)piren z grupy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA). Mogą one przedostawać się do powietrza atmosferycznego wraz ze spalinami samochodowymi oraz ze spalinami z pieców i kotłów grzewczych (tak zwana emisja niska). Ze względu na ich toksyczność dopuszczalne stężenie benzenu i benzo(a)pirenu zgodnie z rozporządzeniem Ministra Zdrowia nie powinno przekraczać w powietrzu odpowiednio 5 μg/m3 i 1 ng/m3 [3]. Niebezpieczne dla zdrowia jest również oddychanie powietrzem o podwyższonym stężeniu tzw. pyłów zawieszonych o średnicy cząstek poniżej 10 μm (PM10), a szczególnie uciążliwe są pyły o średnicy poniżej 2,5 μm (PM2.5), które mogą przedostawać się bezpośrednio do krwioobiegu. Pyły są nośnikami szeregu zanieczyszczeń, ponieważ łatwo adsorbują się na nich substancje chemiczne. Unia Europejska określiła dopuszczalną wartość dobową dla pyłów PM10 jako 50 μg/m3 (przez co najwyżej 35 dób w ciągu roku) a średnią roczną wartość dobową jako maksymalnie 40 μg/m3. W okresie pojawiania się bezwietrznej pogody i zamglenia, zanieczyszczenie powietrza (smog) staje się szczególnie uciążliwe. Systematyczne monitorowanie poziomu zanieczyszczeń i przede wszystkim ustalanie jego źródeł s... »

2018-8

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

CZTERDZIESTA PIERWSZA KONFERENCJA SPETO ZA NAMI

Krzysztof SZTYMELSKI Marian PASKO Piotr HOLAJN

Czterdzieści jeden razy w ciągu czterdziestu dwóch lat! Wszystko zaczęło się już bardzo dawno temu, ale na szczęście i to prawie nieprzerwanie, wszystko trwa nadal. W dniach 16-19 maja 2018 roku odbyła się jedna z największych i najbardziej uznanych w Polsce konferencji poświęcona szeroko rozumianej elektrotechnice. Mowa o XLI Konferencji z Podstaw Elektrotechniki i Teorii Obwodów SPETO. Konferencja ta objęta jest patronatem wielu uznanych organizacji, takich jak Polska Akademia Nauk PAN, Polskiej Sekcji IEEE czy też Polskiego Towarzystwa Elektrotechniki Teoretycznej i Stosowanej PTETiS. Pieczę nad merytoryczną częścią konferencji sprawuje Komitet Programowy, którego przewodniczącym jest wspaniały naukowiec i dydaktyk prof. Stanisław Bolkowski, doktor Honoris Causa Politechniki Śląskiej. Organizacją konferencji zajmuje się Komitet Organizacyjny pod przewodnictwem prof. Mariana Pasko. Otwarcie konferencji. Od lewej prof. M. Pasko, prof. S. Bolkowski, prof. P.... »

Charakterystyki i parametry tranzystora mocy SiC SJT - DOI:10.15199/48.2018.08.20

Joanna SZELĄGOWSKA

Węglik krzemu (SiC) to materiał półprzewodnikowy o szerokiej przerwie energetycznej przydatny do konstrukcji wysokonapięciowych i wysokotemperaturowych elementów półprzewodnikowych, który spełnia wciąż rosnące wymagania dotyczące materiałów półprzewodnikowych stosowanych do produkcji przyrządów półprzewodnikowych dużej mocy. W porównaniu z krzemem, charakteryzuje się około 2,5-krotnie większą wartością szerokości przerwy energetycznej, dużo mniejszą wartością koncentracji nośników samoistnych w temperaturze pokojowej, ponad 2- krotnie większą wartością przewodności cieplnej oraz 10- krotnie większą wartością krytycznego natężenia pola elektrycznego [5, 7]. Zalety węglika krzemu powodują, że elementy SiC, w porównaniu z elementami krzemowymi, legitymują się również korzystniejszymi wartościami parametrów eksploatacyjnych, np. większą wytrzymałością napięciową, wyższą wartością maksymalnej temperatury wnętrza oraz krótszymi czasami przełączania [6, 7]. Od 2011 r. rynek oferuje innowacyjne przyrządy półprzewodnikowe mocy nazywane w literaturze SJT (ang. Silicon Carbide Junction Transistor) [1]. SJT to wykonane z węglika krzemu tranzystory NPN BJT, o bardzo dużej wartości współczynnika wzmocnienia prądowego, które wymagają niewielkiego prądu sterującego. Charakteryzują się one relatywnie dużymi wartościami dopuszczalnego napięcia wyjściowego i dużymi gęstościami prądu, nawet w wysokiej temperaturze otoczenia, a dodatkowo dobrymi właściwościami dynamicznymi charakteryzowanymi poprzez bardzo krótkie czasy przełączania. Obecnie, wiodącym producentem rozważanych przyrządów jest firma GeneSiC [1, 9, 10, 11]. W pracy zaprezentowano wyniki pomiarów charakterystyk statycznych i dynamicznych oraz współczynnika wzmocnienia prądowego tranzystora 2N7635-GA, wyprodukowanego przez firmę GeneSiC. Oceniono wpływ temperatury otoczenia i prądu sterującego na wartość współczynnika wzmocnienia prądowego. Przedyskutowano także wpływ temperatury... »

Czynniki ograniczające dokładność wyznaczania transmitancji impulsowych przekształtników napięcia - DOI:10.15199/48.2018.08.08

Włodzimierz JANKE

Impulsowe przekształtniki napięcia stałego są bardzo szeroko stosowane i systematycznie udoskonalane. Poprawę właściwości przekształtników osiąga się dzięki postępom w technologii wytwarzania elementów i w metodach projektowania. Głównym zadaniem impulsowego przekształtnika napięcia jest utrzymywanie stałej wartości napięcia na obciążeniu pomimo występowania czynników zakłócających, którymi mogą być składowe zmienne napięcia wejściowego oraz prądu obciążenia. Typowy, impulsowy przekształtnik napięcia stałego składa się z bloku głównego i bloku sterującego. W opisie bloku głównego przekształtnika stosuje się często transmitancje małosygnałowe. Posługiwanie się transmitancjami małosygnałowymi jest wygodne na etapie projektowania przekształtnika. W wielu pozycjach literaturowych (np. [1] - [4]) dyskutuje się sposoby projektowania bloku sterującego przekształtnika oparte na wykorzystaniu znajomości jego transmitancji małosygnałowych. Jakość zaprojektowanego przekształtnika zależy miedzy innymi od tego, z jaką dokładnością są znane jego transmitancje. Dokładność ta jest ograniczona z powodu czynników omawianych w niniejszej pracy. Przedstawione rozważania odnoszą się do przekształtników pracujących z wykorzystaniem modulacji szerokości impulsów (PWM). Określenia, wyznaczanie i zastosowanie transmitancji małosygnałowych Najczęściej stosowane małosygnałowe transmitancje przekształtników określa się w literaturze anglojęzycznej jako "input-to-output" lub "audio susceptibility" Hg oraz "control-to-output" Hd [1], [3], [4]. Inną, często stosowaną transmitancją jest impedancja wyjściowa Zo. Rzadziej używaną jest admitancja (lub impedancja) wejściowa bloku głównego przekształtnika. Definicje wymienionych transmitancji, można, w oparciu o rysunek 1, wyrazić wzorami: (1)   g 0 o g V H s V    (2)   V 0 o d g H s V    (3) 0; ... »

Błędy w pomiarach strumieni objętości zwężką podwójną przy odwrotnym ustawieniu kryz w rurociągu - DOI:10.15199/48.2018.08.36

Elżbieta WRÓBLEWSKA Piotr SYNOWIEC Wiesław WĘDRYCHOWICZ Artur ANDRUSZKIEWICZ

Pomiary strumienia masy/objętości płynów stanowią podstawę kontroli procesów technologicznych oraz przesyłu nośników energii. W wielu gałęziach przemysłu wymaga się dużej dokładności pomiaru i niezawodności działania urządzeń pomiarowych - przepływomierzy [1]. Są one jednym z wielu urządzeń montowanych w układach przepływowych, które wpływają na parametry przepływu płynu powodując trwałe straty ciśnienia i zaburzając przepływ. Niezwykle ważne z punktu widzenia dokładności wykonywanych pomiarów jest prawidłowe zabudowanie przepływomierza w rurociągu, oraz zapewnienie odpowiednio długich prostych odcinków przez i za urządzeniem [2]. Celem artykułu jest wyznaczenie błędów pomiaru strumienia objętości powietrza za pomocą zwężki podwójnej, a związanych ze zmianą wartości współczynnika przepływu, w przypadku odwrotnego zamontowania kryz w rurociągu. Przepływomierze zwężkowe Jedną z najpopularniejszych i najtańszych metod wyznaczania strumienia płynu jest metoda zwężkowa. Jest to metoda charakteryzująca się prostotą instalacji pomiarowej, niezawodnością działania i dużą dokładnością pomiarową. Szacuje się, że zwężki stanowią ok. 50% wszystkich instalowanych w przemyśle przepływomierzy [3]. Przepływomierze zwężkowe klasyfikowane są jako przepływomierze ciśnieniowe - manometryczne. Składają się one z części przepływowej - sensora (element wstawiony do rurociągu lub odpowiednio ukształtowany fragment rurociągu), który generuje spadek ciśnienia w zależności od wielkości strumienia, oraz najczęściej różnicowego przetwornika ciśnień. Podstawowymi zaletami przepływomierzy zwężkowych są: - stosunkowo wysoka dokładność (w warunkach laboratoryjnych ±0,5%, w prawidłowych warunkach pomiaru błąd średni wynosi poniżej 1÷1,5%), przy czym warunkiem koniecznym jest staranne zaprojektowanie i wykonanie oraz kontrola i uwzględnienie wszystkich czynników mających wpływ na wynik pomiaru, - uniwersalność, która pozwala na zastosowanie ich do ... »

Wpływ efektów pasożytniczych na wybrane właściwości przetwornicy Flyback - DOI:10.15199/48.2018.08.12

Włodzimierz JANKE Maciej BĄCZEK Jarosław KRAŚNIEWSKI

Przetwornica Flyback jest jednym z najbardziej popularnych, impulsowych przekształtników napięcia stałego. Jest stosowana do przetwarzania stosunkowo niewielkich mocy. Do głównych zalet tej przetwornicy należą: izolacja galwaniczna miedzy wejściem i wyjściem, szeroki zakres możliwych wartości statycznej transmitancji napięciowej, łatwość zasilania kilku odbiorników. Jej wadą w porównaniu z innymi popularnymi typami przetwornic są dość duże oscylacje w momentach zmian stanu przełączników. Prezentowane w literaturze modele i charakerystyki przetwornicy Flyback dotyczą zwykle przypadku idealizowanego, w którym przyjmuje się skrajnie uproszczony opis poszczególnych elementów [1], [2], [3], [4], [5]. Wyniki pomiarów charakterystyk przetwornic Flyback różnią się na ogół od wyników obliczeń opartych na modelach idealnych. Efekty pasożytnicze, będące przyczyną tych różnic, są uwzględniane w opisie tej przetwornicy w niektórych pracach w sposób częściowy (np. [6], [7], [8]). W opisie przetwornicy Flyback w pracy [9] wymieniono wszystkie istotne efekty pasożytnicze w elementach tej przetwornicy ale uwzgledniono je jedynie przy określaniu strat mocy, natomiast sposób ich uwzględnienia przy wyznaczaniu statycznej transmitancji napięciowej prowadzi do wzoru, który daje wyniki liczbowe odbiegąjace od obserwacji eksperymentalnych. Celem niniejszej pracy jest poszerzenie opisu wpływu efektów pasożytniczych na niektóre charakterystyki przetwornic Flyback. Przetwornica Flyback i efekty pasożytnicze w jej elementach Blok główny przetwornicy Flyback pokazano na rys. 1, gdzie transformator został zastąpiony modelem obejmującym dwa źródła sterowane oraz indukcyjność magnetyzacji Lm. W czasie normalnej pracy, w trybie ciągłego przewodzenia (CCM) układ znajduje się kolejno w stanach ON (S1 zwarty, S2 rozwarty) i OFF (S1 rozwarty, S2 zwarty). Opisy przetwornicy idealnej odnoszą się do schematu z rysunku 1 przy założeniu, ... »

2018-7

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

Jonizacja izotopów radioaktywnych w gorącej wnęce o kształcie stożka - DOI:10.15199/48.2018.07.16

Marcin TUREK

Źródła jonów z gorąca wnęką, wykorzystujące zjawisko jonizacji powierzchniowej są szeroko wykorzystywane od blisko 50 lat [1-3] dla potrzeb spektroskopii jądrowej, separacji mas i implantacji jonowej. Przyczyniły się do tego ich liczne zalety, do których zaliczyć należy: wysoką wydajność, czystość uzyskiwanej wiązki jonowej oraz prostotę konstrukcji i niezawodność. Nie bez znaczenia pozostaje fakt, że średnie czasy przebywania atomów w tego typu źródłach jonów są bardzo krótkie, co ma niebagatelne znaczenie w przypadku badań sztucznie wytwarzanych izotopów o krótkich okresach półrozpadu [4-6]. Źródła tego typu są nadal rozwijane i udoskonalane [7-10], zwłaszcza w swej odmianie wykorzystującej także jonizację laserową [11-13]. Zasadniczą częścią omawianego źródła jonów jest jonizator, mający najczęściej postać wydłużonej rurki, aczkolwiek spotykane są również konstrukcje z tym elementem mającym kształt półsferyczny [14,15]. Jonizator jest grzany do wysokich temperatur (rzędu 2000 K a nawet wyższych) przy pomocy intensywnych wiązek elektronowych bądź omowo. Sam jonizator może być tarczą naświetlaną w celu produkcji pożądanych nuklidów [16] lub być połączony z oddzielną tarczą specjalnym transferem [17]. Atomy, które dostały się do wnętrza wnęki mogą zostać zjonizowane w trakcie zderzeń z jej gorącymi ściankami. Prawdopodobieństwo jonizacji w pojedynczym akcie zderzenia opisywane jest wzorem Sachy-Langmuira. Mając na uwadze fakt, że atomy ulegają dziesiątkom setkom czy nawet tysiącom zderzeń nim opuszczą wnękę można się spodziewać, że wydajność jonizacji źródła jonów może osiągać znaczne wartości. Procesy jonizacji i transportu jonów w źródłach z gorącą wnęką są stosunkowo rzadko opisywane w literaturze [18-20]. We wcześniejszych artykułach prezentowane były modele umożliwiające badania jonizacji we wnękach o kształcie cylindrycznym [21,22] jak i sferycznym [23]. Modele te zmodyfikowane zostały tak, by uwzględniać proces r... »

A current sink controlled by two reference voltages - DOI:10.15199/48.2018.07.39

Sylwester JABŁOŃSKI Jarosław SIKORA

Current sources, performed in different technology, are widely used in measurement applications such as electronimpact mass spectrometers, ionization gauges [1, 2], bioimpedance spectrometers [3-5] and other, for example, Hall effect instruments. Bipolar junction transistors (BJT) are characterized by good temperature properties and low costs. However, a one-BJT current source or sink cannot ensure a stable collector current as a function of a load resistance because of changes in a base current with changes in a collector-base junction voltage. This unwanted dependency is caused by the effect of a base width modulation, known as the Early effect [6]. The diagram of the basic BJT current sink (BJTCS), consisting of the transistor T1, the emitter resistance RE for a current feedback, the reference voltage source Vref1 and additionally, the operational amplifier OA1, operating as an error amplifier, is shown in figure 1 in full lines. Fig. 1. A simplified diagram of the basic BJT current sink (full lines, switch S(a)) and with additions (broken lines, switch S1(b)) introduced in this work. The present additions marked in broken lines will be discussed later in this text. Assuming infinite input resistance and voltage gain for the operational amplifier OA1 and consequently a virtual short circuit between its inputs (+ and -), the voltage drop across resistor RE is equal to the reference voltage Vref1, which leads to: (1) E ref E R V I 1 1  The emitter current is maintained at a pre-set constant value, but the load current, IL, is also dependent on the collector-base junction voltage [7]: (2)  CB A  E L V V I I exp / 1 1 0 1 1 ... »

A New Four-Phase Quadrature Oscillator using Single DO-CFTA with Current Control - DOI:10.15199/48.2018.07.03

Charinsak SAETIAW Saksit SUMMART

The oscillator is important in electrical and electronic engineering. These circuits have been worldwide implemented like in communication system measuring tool systems, and signal processing. Quadrature oscillator (QO) is one of the oscillators that provides two sinusoidal signals with 90 degrees phase difference. Some applications for quadrature signals are employed in telecommunications for single-sideband modulators and quadrature mixers [1]. In the recent years electronic circuit designs have been presented in current mode technique. It is stated that the circuit designed from current-mode technique can provide the advantages, such as, larger dynamic range, inherently wide bandwidth, higher slew-rate, greater linearity and low power consumption [2]-[3]. According to recent research reviews on designing current-mode quadrature oscillator circuits using active building block, it is found that the most recommended qualifications for an appropriate circuit design: without addition external resistor, using grounded capacitors, circuit has high output impedance, and the condition of oscillation and frequency of oscillation can be controlled by electronic method, and etc. In addition, a lot of papers have introduced oscillator circuits using single active element. The circuits using single active element can reduce the power consumption and the circuit construction was not difficult. From literature survey, it is found that several implementations of oscillator circuits employing single active element have been reported [3, 7-32]. Unfortunately, these reported circuits suffer from one more of weaknesses. For example, the proposed circuits use floating passive components [3, 9, 14, 17, 22, 28, 30-31], which are not convenient for further fabrication in integrated circuits [4]. The proposed circuits use more than two passive components and the external resistors are excessively used [3, 7-11, 13-14, 17-32], meanwhile, the circ... »

Method and system for disciplining a local reference oscillator by GPS 1PPS signal - DOI:10.15199/48.2018.07.09

Eligiusz PAWŁOWSKI Piotr WARDA

The GPS receiver provides an one-pulse-per-second (1 PPS) signal with a very specific period equal to 1 second. Even though it is very precise, this signal is relatively limited due to accidental signal edge position changes caused mainly by the influence of the Earth’s atmosphere on the propagation of satellite signals. On the other hand, an OCXO quartz oscillator with temperature stabilization is characterized by high precision due to its high short-term stability but much lower accuracy due to lower long-term stability. Therefore, synchronizing a local OCXO reference generator to a 1 PPS GPS signal is a simple and efficient way to obtain the reference frequency signal with high accuracy and precision [1, 2, 3]. It requires applying an appropriate method for measuring very small differences in frequency between two impulse signals [4, 5] as well as an appropriate algorithm for retuning a local OCXO generator and synchronizing its output signal to a 1 PPS GPS receiver signal [2, 3]. Measurement of small differences in frequency of reference signals Fig. 1 shows time waveforms explaining the basis for measuring the small difference fgen between the frequency fgen of the local reference generator and the frequency fref of the reference GPS receiver signal [4, 5]. The reference signal with a stable, known frequency fref and the period Tref has the phase ref(t) ramping linearly over time with a speed of the 2 radians per one period: (1) ref ref ( ) 2π T  t  t , where: ref - phase of the reference signal, Tref - period of the reference signal, t - time. Fig.1. Basis for measuring the small frequency differences Local reference generator signal of the similar frequency fgen  fref and the period Tgen is shifted in the phase with respect to the reference signal by the so-called phase time , and its phase gen(t) equals: (2) ( ) ( ) 2π 2&#9... »

Influence of Penning ionization on ion source efficiency - numerical simulations - DOI:10.15199/48.2018.07.29

Marcin TUREK Dariusz MĄCZKA Andrzej DROŹDZIEL Krzysztof PYSZNIAK Yuriy VAGANOV Paweł WĘGIEREK

Ion source efficiency is a crucial parameter in mass and nuclear spectrometries as well as in other fields. A variety of ion production mechanisms (including electron impact ionization, surface ionization, photon ionization etc.) is described and employed in ion sources of different designs [1]. In many cases one of these processes can usually be considered as the dominant one, i.e. the one that contributes the most to the ionization yield of the ion source, as e.g. electron impact ionization in the arc discharge ion sources or surface ionization in the hot cavities. There could be, however, additional or concurrent processes that affect the performance of the ion source and could e.g. produce ions that are impossible to be created by the main mechanism, or contribute to the ion source yield to a great extent. It was experimentally shown that the electron impact ionization takes place in the thermoemission ion sources [2] resulting e.g. in multiply charged ion production, which is impossible in the surface process. The fact that the electron impact ionization could be an important (or even dominant) ion production channel in the hot cavity ion source was demonstrated by numerical simulations for both stable [3] and radioactive nuclides [4, 5]. Similarly, free electron capture is the only ionization mechanism that leads to SF6- ion formation in the hot surface ion source [6]. It is also known that two different H- (or D-) ion production processes occur in large intensity negative ion sources developed for the ITER plasma heating purposes [7, 8], namely surface and volume ionization channels [9]. The influence of the Penning effect on the efficiency of the plasma ion sources was also intensively studied [10-12]. It was found that using a carrier gas like He or Xe could improve ion source efficiency several times due to the Penning ionization during the collisions of Hg atoms with metastable carrier gas atoms. The paper descr... »

2018-6

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

Analiza wpływu prądu elektrycznego na organizmy żywe - DOI:10.15199/48.2018.06.29

Kamil PADUSZYŃSKI Katarzyna NOWAK

Porażenie elektryczne to zmiany chemiczne, fizyczne i biologiczne, które następują na skutek przepływającego prądu elektrycznego przez żywy organizm. Skutki oddziaływania prądu elektrycznego mogą być różnorodne w zależności od rodzaju prądu oraz jego wartości i częstotliwości. Ważnym aspektem jest również droga przepływu prądu przez organizm, czas trwania rażenia oraz cechy indywidualne organizmu. Możliwe skutki zostały przedstawione w tabeli 1. W celu ochrony przed porażeniem urządzenia elektryczne wyposażone są w środki ochrony pośredniej i bezpośredniej. W związku z tym można przypisać klasy ochronności urządzeń elektrycznych. Klasy ochronności zostały wyszczególnione w tabeli 4. Skutki przepływu prądu elektrycznego. Skutki przepływu prądu elektrycznego przez organizm można podzielić pod względem rodzaju oddziaływania na fizykalne oraz patofizjologiczne. Dokładniejsze zestawienie przedstawia Tabela 1. Tabela 1. Skutki przepływu prądu rażeniowego rodzaj oddziaływania skutki przepływu prądu rażeniowego na organizmy żywe fizykalne znamiona prądowe oparzenie wewnętrzne oparzenie łukiem elektrycznym oparzenie poprzez dotyk rozgrzanego przewodnika uszkodzenie wzroku poprzez dużą luminację łuku elektrycznego uszkodzenie mechaniczne uszkodzenie wzorku poprzez oddziaływanie promieni UV uszkodzenie słuchu patofizjologiczne wzrost ciśnienia tętniczego fibrylacja komór serca zatrzymanie pracy serca skurcze mięśni mrowienie ból W tabeli 2 przedstawiono najmniejsze, średnie wartości prądów rażeniowych, które mogą wywołać określone efekty. Tabela 2. Skutek przepływu prądu elektrycznego, dla określonej wartości prądu wartość prądu [mA] Skutek przepływu prądu elektrycznego 0,005 odczuwanie przepływu prądu elektrycznego za pomocą dotknięcia językiem 1 odczuwanie przepływu prądu elektrycznego za pomocą dotknięcia palcem 6 skurcze mięśni oraz brak możliwości samouwolnienia (kobiety) 10 skurcze mięśni oraz brak możliwoś... »

Akustyczne badania polimeru typu RR-P3HT do wykrywania DMMP w powietrzu - DOI:10.15199/48.2018.06.12

Jarosław WROTNIAK Wiesław JAKUBIK Paulina POWROŹNIK Agnieszka STOLARCZYK Mirosław MAGNUSKI

Wykorzystanie linii opóźniającej z akustyczną falą powierzchniową (AFP) jako metody umożliwiającej wykrywanie bardzo małych koncentracji związków chemicznych w mieszaninach gazowych, jest przykładem interdyscyplinarności współczesnej nauki i techniki. Istotą jest tutaj poszukiwanie nowych materiałów wrażliwych na obecność danej substancji np. w powietrzu, a także rozwój technologii cienkowarstwowych umożliwiający wytwarzanie warstw i struktur sensorowych na piezoelektrycznych modułach z AFP, których podstawowymi elementami są tzw. przetworniki międzypalczaste [1]. Zminiaturyzowanie tych przetworników przełożyło się na znaczne zwiększenie częstotliwości działania czujników z AFP. Obecnie częstotliwości pracy takich czujników znajdują się w przedziale od pojedynczych MHz aż do kilku GHz. Osiągnięto w ten sposób istotne zwiększenie tzw. czułości masowej w zakresie bezwzględnym, tzn. większe zmiany częstotliwości dla tej samej koncentracji substancji podlegającej detekcji i tych samych pozostałych parametrach (warstwa sensorowa, temperatura oddziaływania, parametry otoczenia, itd.) [2,3]. Miniaturyzacja czujnika wymaga jednakże budowy bardziej skomplikowanych czy zaawansowanych technicznie urządzeń elektronicznych, umożliwiających uzyskanie mierzalnych sygnałów pomiarowych. Obecnie moduły z AFP produkowane są przez wiele firm jako filtry wąskopasmowe np. do telefonii komórkowej i dostępne są w handlu, natomiast układ badawczy i pomiarowy dla detekcji gazowej należy zaprojektować i opracować samodzielnie [4,5]. W czujnikach gazowych z AFP mechanizm wykrywania koncentracji badanego gazu lub par związku chemicznego polega na oddziaływaniu jego cząsteczek z odpowiednio dobraną, wrażliwą na jego obecność sensorową warstwą aktywną. Procesy oddziaływania pomiędzy cząsteczkami gazu i warstwy to zjawiska kinetyczne głównie sorpcja (w objętości) i adsorpcja (na powierzchni), wynikające z pułapkowania cząsteczki w warstwie lub na jej ... »

Development of electric systems for hybrid and electric vehicles - DOI:10.15199/48.2018.06.30

Bartłomiej TWOREK

12-volt installations are currently common in vehicles. This type of electric systems are not effective in cars with high power consumption. The disadvantage of typical installations are also the weight (about 60 kg). The average length of electrical harnesses is approximately 6000 m and depends on vehicle variants. The cost of electrical wires is also high because copper is used as main conductor. Weight and costs shall be reduced by optimizing the construction of electric system. Author performed energy consumption measurements to analyze this problem. The current measurements were made with using 10 Channel Automotive Ammeter in car fuse boxes. After measurement sessions results were analyzed and summarized. Study of energy consumption done by author confirms also statement that main electric circuits are overloaded. Author has developed concept of Energy Distribution Control Unit with integration of 48 Volt electric system and Power Rail. This solution allows to integrate an effective electric system for hybrid and electric vehicles. Measurement of energy consumption Measurement of power consumption are used to evaluate the effectiveness of the electrical installation. Professional measurement stands are located in laboratories and can simulate the operations of the vehicle electrical system. This method of measurement is very accurate but does not allow analysis of parameters in the vehicle's operation and test drives. Author has developed a new method for measuring energy consumption with using 10 Channel Automotive Ammeter. This equipment allows to measure current in fuse box and power consumption in mass-produced vehicles without disassembling the components. Fig. 1 shows the schematic of test stand. Test stand includes 10 Channel Automotive Ammeter, Clamp ammeter (optional) and oscilloscope. Vehicles with complex electrical system were selected for tests. Measurement sessions of energy consumption was performe... »

Hybrid stepless distribution transformer with four-quadrant AC/DC/AC converter at low voltage side - simulation tests - DOI:10.15199/48.2018.06.23

Ryszard STRZELECK Wojciech MATELSKI Valentin TOMASOV

The present energy distribution grid is in operation for decades and works with the same principles since its establishment [1]. This grid was designed to supply linear loads, i.e. light bulbs or heaters. For such devices the power drawn from the grid decreases together with the voltage, mitigating the negative effects of lowering the voltage. In recent years the operating conditions of the distribution grid have changed. Most of modern loads work with constant power demand. In such cases the decrease of the voltage causes an increase of the current drawn, which intensifies the problems occurring in the distribution systems. The change of grid operation conditions is also the effect of the work of distributed generation systems, with a large contribution of renewable energy sources (RES). The increasing number of dynamic loads, i.e. fast charging stations for electric vehicles (EV) are also a reason of this issue. As a result, increasing voltage fluctuations in the grid become more severe. In order to control the voltage level, conventional distribution transformers (DT) are complemented by various Automatic Voltage Regulator (AVR) devices, starting from electromechanical servomechanisms, through transformer tap changers (TC), to Solid State Transformers (SST) [1-4]. Currently, despite such disadvantages like arcing, high operation costs or poor dynamics, mechanical tap changers are the most common solution. However this AVR technology does not keep up with the present grid voltage regulation requirements, especially in terms of dynamics and accuracy, anymore. This is the fundamental reason behind the growth in the application of power electronic based AVR devices. Thyristor tap changers (DT+TC) [4-6], although operating on a similar principle as their mechanical versions, they eliminate arc problems and guarantee higher dynamics of regulation. These switches, however, still operate in a step manner, and the indicated de... »

Demonstrator biometrycznego systemu wjazdu/wyjazdu do strefy Schengen - badania eksperymentalne - DOI:10.15199/48.2018.06.21

Norbert PAŁKA Elżbieta CZERWIŃSKA Mieczysław SZUSTAKOWSKI Leon JODŁOWSKI Marek PISZCZEK Jarosław MŁYŃCZAK Michał WALCZAKOWSKI Marcin KOWALSKI Artur GRUDZIEŃ Wiesław CIURAPIŃSKI Janusz WRÓBEL Jacek OLEJNIK Bartosz KOŚCIUG Iwona BADACZEWSKA Konrad PIOTROWSKI i inni

Pozostali autorzy - Paweł HOŁOWEŃKO, Paweł POŹNIAK, Szymon PACHLA Od wielu lat prowadzone są w Unii Europejskiej analizy i prace legislacyjne dotyczące zagadnienia Inteligentnych Granic (ang. Smart Borders - SB), czyli pakietu regulacji oraz rozwiązań technicznych mających na celu usprawnienie i przyspieszenie odprawy granicznej, poprawę zarządzania zewnętrznymi granicami państw członkowskich Schengen, walkę z nielegalną imigracją oraz dostarczanie informacji na temat cudzoziemców bezprawnie przedłużających pobyt. W dniu 6 kwietnia 2016 roku, Parlament Europejski przedstawił projekt pierwszego rozporządzenia z pakietu Smart Borders, który ustanawia system wjazdu/wyjazdu (ang. Entry/Exit System - EES) [1- 3]. Wdrożenie systemu planowane jest na rok 2020, a poprzedziły go analizy funkcjonalności i testy na wybranych przejściach granicznych tzw. "Pilot Smart Border" [4]. Według aktualnego stanu prawnego, dopuszczalne jest stosowanie automatycznych bramek kontroli granicznej opartych na technologiach biometrycznych w odniesieniu do obywateli strefy Schengen. Już w latach 2007-2010 zainstalowano takie bramki do obsługi odpraw granicznych na przejściach lotniskowych w Portugalii, Francji, Wielkiej Brytanii, Finlandii, Hiszpanii i Niemiec. W 2012 roku Frontex opublikował rekomendacje dotyczące aspektów technicznych i organizacyjnych systemów automatycznej kontroli granicznej [6,7]. W założeniach system EES będzie przeznaczony dla obywateli spoza strefy Schengen (tzw. państw trzecich - TCN Third Country Nationals), przekraczających granice zewnętrzne w trakcie wjazdu lub wyjazdu ze strefy Schengen. Obejmie on wszystkich podróżnych zarówno tych, którzy przy przekraczaniu granicy zobowiązani są do posiadania wizy (ang. visa holder - VH), jak i podróżnych zwolnionych z obowiązku wizowego (ang. visa exempt - VE). ... »

2018-5

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

Algorytm GWO zastosowany w optymalizacji adaptacyjnego regulatora neuronowo-rozmytego układu dwumasowego - DOI:10.15199/48.2018.05.13

Marcin KAMIŃSKI

W niniejszym artykule opisano założenia teoretyczne oraz wstępne testy zmodyfikowanego adaptacyjnego regulatora neuronowo-rozmytego, zastosowanego w pętli regulacji prędkości napędu elektrycznego zawierającego sprężyste sprzęgło [1]-[3]. Obliczenia korekt (on-line) współczynników wagowych regulatora realizowane są na podstawie sygnału z predyktora neuronowego. Efektem takiej budowy modelu jest lepsza reakcja na zmiany sygnału zadanego oraz zakłócenia wprowadzane w obiekcie. Zatem, ogólna struktura zawiera dwa modele przestrajane w trakcie pracy napędu. Szczegóły regulatora zostały przedstawione w dalszej części artykułu. Wykazano również, że istotnym elementem etapu projektowania jest poprawne wyznaczenie współczynników wprowadzanych do algorytmu adaptacji. Jednak zależności matematyczne opisujące te wartości są trudne do uzyskania. W związku z tym, w celu optymalizacji tych parametrów zastosowano metaheurystyczny algorytm Grey Wolf Optimizer [4]. Analizując publikacje przedstawiające opisy teoretyczne oraz aplikacje, w różnych dziedzinach, nowoczesnych algorytmów optymalizacyjnych, możliwe jest zaobserwowanie wzrostu zainteresowania tymi metodami. Pierwsze zagadnienia związane z inteligencją roju (Swarm Intelligence) zostały zdefiniowane w artykule [5]. Jednak bardzo wiele z nich, nowych algorytmów, zaproponowano w ostatnich latach. Charakterystyczną cechą tych technik jest wykorzystanie obserwacji zachowań grup organizmów. Ograniczając rozważania do zastosowań w zagadnieniach dotyczących napędów elektrycznych, wśród najpopularniejszych z nich należy wymienić efektywne przykłady aplikacji: Particle Swarm Optimization [6], [7], Artificial Bee Colony [8], [9] oraz algorytm BAT [10], [11]. Wymienione metody stają się coraz bardziej popularne ze względu na charakterystyczne, korzystne cechy (dotyczące założeń teoretycznych oraz związanych z implementacją praktyczną). Poprawki, wyznaczane przez wiele algorytmów, wyliczane są... »

Assessment of Power Frequency Estimation Methods in Distributed Generation in Islanding Condition - DOI:10.15199/48.2018.05.01

Huilman S. SANCA João T. L. S. CAMPOS Francisco C. SOUZA Jr. Flavio B. COSTA Benemar A. de SOUZA

The power system frequency has an important role in order to perform monitoring and controlling the power quality in electrical distribution systems with distributed generation (DG). However, in electrical systems with high penetration of DG changes occurs such as the unintentional islanding of DG for example. Islanding situations can occur with the disconnection of DG during the normal operation, then, the frequency, changes suffer from the high load disconnection of the system that can affect the safety and reliability of the islanded area. For this reason, many algorithms are presented for fundamental frequency estimation applied in electric power systems, such as: zero-crossing method [1, 3], adjustment of points to a pure sinusoidal waveform (APPSW) [1], hybrid method [4, 5], discrete Fourier transform method (DFT) [2, 6], Prony-Fourier-based algorithm [7, 8], and other methodologies such as: Kalman filtering [10], least mean square (LMS) [11]. To solve the problem of islanding detection, schemes are used to detect an islanding operation of DG. Different methods for islanding detection have been reported in recent years [14, 15]. Islanding detection techniques are usually divided into: (a) local detection methods when the detection is based on the DG side, and (b) remote detection methods when the detection is based on the network side. Local detection methods can be passive methods or active methods [16]. The passive methods monitor voltages and currents waveforms. Voltage, frequency, harmonic and phase measurements are taken separately or simultaneously to determine an islanding situation. Frequency-based schemes [15, 16] as frequency relay [14-16], rate of change of frequency (ROCOF) relay [17, 18] were studied to islanding detection. However, in the aforementioned papers, the transient state is not taken in account in the frequency estimation. The transient state affects the frequency estimation quality. In tran... »

Szeregowy, dwuczęstotliwościowy falownik do nagrzewania indukcyjnego z pojedynczym mostkiem tranzystorowym typu H - problemy komutacji nieoptymalnych - DOI:10.15199/48.2018.05.30

Kamil KIEREPKA Piotr LEGUTKO

Artykuł dotyczy pojedynczego jednoczesnego falownika rezonansowego z szeregowym dwuczęstotliwościowym obwodem rezonansowym [1], [5], stosowanym w procesach precyzyjnego powierzchniowego hartowania Obwiedniowego elementów o nieregularnym kształcie, przykładem może być koło zębate. Cechą charakterystyczną jest prąd falownika zawierający dwie składowe: średniej iMF oraz wysokiej iHF częstotliwości. Do opisu zastosowano sformułowanie jednoczesny w celu zróżnicowania względem sekwencyjnego przekształtnika dwuczęstotliwościowego, który w prądzie wyjściowym zawiera w danej chwili czasowej tylko jedną ze składowych iMF lub iHF. Omawiany falownik o strukturze pełnego mostka tranzystorowego MOSFET zasila obwód rezonansowy przyłączony przez transformator dopasowujący Tr. Obwód rezonansowy składa się z trzech elementów reaktancyjnych: cewki L1 oraz dwóch kondensatorów rezonansowych C1, C2. Wzbudnik jest reprezentowany przez parametry zastępcze L2, R. Prosta konstrukcja zawierająca niewielką liczbę elementów pasywnych jest niewątpliwą zaletą prezentowanego rozwiązania falownika dwuczęstotliwościowego. Relatywnie prosta konstrukcja w stosunku do innych rozwiązań [5] nie jest pozbawiona wad, jakimi są:  skomplikowany układ sterowania MSI (modulacja naturalna/regularna) wysokiej częstotliwości,  występowanie komutacji nieoptymalnych,  regulacja mocy jednej składowej wpływa jednocześnie na drugą składową prądu i, jednak sterowanie mocy MSI pozwala na większościowe zmiany mocy regulowanej składowej. Celem artykułu jest identyfikacja występujących komutacji w procesie przełączania tranzystorów falownika, oraz ocena możliwości pracy układu. Dwuczęstotliwościowy obwód dopasowania Prezentowany obwód dopasowania (rys.1) charakteryzuje się dwoma częstotliwościami rezonansu szeregowego. Częstotliwość rezonansu składowej MF wynosi: (1) 1 1 1 2 MF f  LC  natomiast częstotliwość rezonansu składowej H... »

Re-crystallization of Silicon during Rapid Thermal Treatment - DOI:10.15199/48.2018.05.35

Valentina GORUSHKO Anna OMELCHENKO Vladimir PILIPENKO Vitali SOLODUKHA Marek OPIELAK Paweł ŻUKOWSKI Tomasz N. KOŁTUNOWICZ

The surface finish of the silicon wafers is one of the fundamental factors, determining quality and reliability of the integrated circuits. In view of this a great deal of attention is attributed to the issues of its preparation prior to the process of their formation. As a result of the mechanical grinding and polishing, a disrupted layer of the chippings, cracks, abrasive particles, dislocations, scratches, surface adsorbed organic and inorganic impurities forms on the wafer’s surface. One of the prospective ways of enhancing the surface properties of silicon may be its solid phase re-crystallization with application of the rapid thermal treatment with the second long pulses, ensuring the preheating of the wafer up to 1000ºC and above, which is usually used for recrystallization of the amorphous layers of silicon, formed during the ion doping [1-4]. Experimental Influence of the rapid thermal treatment on the structure of the disrupted layer was under investigation with application of the methods of Auger-spectroscopy, electron microscopy, diffraction reflection curves, spectral ellipsometry. It was by means of the Auger-spectroscopy with the precision sputtering of the surface silicon layers and registration of the exit intensity of the Auger-electrons from the silicon surface, that the dependence was plotted of the quantity of the exiting electrons on the sputtering time duration with determination of the disrupted layer depth. The methods of the electron microscopy and the diffraction reflection curves were used to perform investigations of the surface structure of the silicon wafers prior and after the rapid thermal treatment. The optical characteristics of the ... »

Diagnostyka uszkodzeń elektrycznych silnika indukcyjnego zasilanego z przemiennika częstotliwości w zamkniętej strukturze sterowania - DOI:10.15199/48.2018.05.26

Marcin WOLKIEWICZ Grzegorz TARCHAŁA

Przekształtnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi (SI) są powszechnie stosowane w wielu procesach przemysłowych, tym samym problemy związane z wykrywaniem uszkodzeń elektrycznych i mechanicznych stają się coraz bardziej istotne. W skład współczesnego układu napędowego, oprócz samego silnika napędowego wchodzi wiele wyspecjalizowanych urządzeń, które stanowią układy zasilania i energoelektroniki (przekształtnik częstotliwości z modulacją PWM), układy pomiarowe oraz sterowania. Każde z tych urządzeń jest narażone na wystąpienie uszkodzeń, które w konsekwencji mogą powodować zakłócenie normalnej pracy układu napędowego i wymagają podjęcia odpowiedniego działania przez układ sterowania. Według [1 - 3] częstymi uszkodzeniami silników indukcyjnych są uszkodzenia elektryczne i stanowią od 20% do 40% wszystkich uszkodzeń. Dotyczą one zarówno obwodu stojana (zwarcia zwojowe) jak również obwodu wirnika (dla silnika klatkowego - pęknięte pręty). Uszkodzenia uzwojeń stojana zaczynają się jako niezauważalne zwarcie zwojowe, które szybko rozprzestrzenia się na całe uzwojenie powodując w konsekwencji zwarcie główne, które najczęściej prowadzą do awaryjnego zatrzymania silnika. Z drugiej strony silniki indukcyjne charakteryzują się dużą odpornością na uszkodzenia klatki wirnika, niemniej jednak pęknięcie nawet jednego pręta prowadzi do zmniejszenia momentu obrotowego silnika, a więc wzrostu wartości prądów fazowych oraz poślizgu. W przypadku wystąpienia tego typu uszkodzeń w silniku pracującym w zamkniętej strukturze sterowania polowozorientowanego, zmiana wartości parametrów uzwojeń stojana i wirnika powoduje zaburzenia w prawidłowym działaniu struktury sterowania częstotliwościowego (nieprawidłowa wartość estymowanych strumieni) [4-6]. Niekontrolowany wzrost stopnia uszkodzenia powoduje w konsekwencji niestabilną pracę napędu [7]. Dlatego też ważne jest, aby wykrycie uszkodzenia nastąpiło możliwie jak najszybciej. W zależn... »

2018-4

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

The Influence of FWM with AWG Multiplexor in DWDM System - DOI:10.15199/48.2018.04.28

Petr IVANIGA Tomáš IVANIGA Ján TURÁN Ľuboš OVSENÍK Michal MÁRTON Dávid SOLUS Jakub ORAVEC Tomáš HUSZANÍK

It has been a while since the era of the first data transfers. It started a significant development in the area of communication technologies which are currently on a very high level. Despite the advance in the communication systems there remains a problem of the insufficient width of the band. It was partially solved by the optical fibres which gradually replaced the old metal wiring throughout the networks, from the backbone networks to the access networks [1-3]. Offering the most modern services to the final customer (and the exponentially increasing demand on the bandwidth) caused that even the installed optical fibres were not able to offer sufficient due to its exploitation. This problematic was solved by the multiplexing technique. From the current optoelectronic systems working on the base of multiplexing, the most common are the WDM systems (Wavelength Division Multiplexing) [4, 5]. In practice are used mostly the sub-systems DWDM (Dense WDM) and CWDM (Coarse WDM). At the beginning were the stated systems utilised only for the backbone networks and they gradually found their way into the transport of metropolitan networks. It is just a question of time when will they be implemented into the final access networks. The transfer reliability of such systems (the transfer by an optical fibre) is influenced by many factors, generally divided into linear and non-linear effects [5-7]. This article deals with the non-linear effect FWM and its possible elimination in the output. Arrayed Waveguide Grating WDM multiplexor can be implemented in several ways. These methods can be divided into two categories: the filters based on resonators and the filters based on the interference. AWG multiplexors/demultiplexors are planar devices on the waveguide fields base (Fig. 1) [8]. They create the picture of the field at the input of the waveguide and the waveguide's output at the basic wavelength. A waveguide arrangement into a grate... »

Magnetic and magnetotransport properties of nickel-doped manganites - DOI:10.15199/48.2018.04.31

Igor TROYANCHUK Nina TERESHKO Maxim BUSHINSKY Vera FEDOTOVA Antoni ŚWIĆ Tomasz N. KOŁTUNOWICZ

Solid solutions of manganese, nickel and cobalt with perovskite structure are the model objects to study magnetic properties of transition metal oxides demonstrating intriguing properties which often remain to be unexplained. Ferromagnetism of manganites and cobaltites materials as well as their metallic type conductivity can be induced by chemical substitution of La3+ ions by Sr2+ ones resulted in heterovalent Mn and/or Co ions in related solid solutions as La1-x 3+Srx 2+Mn(Co)O3 [1-4]. There is another way to get dielectric ferromagnetic state of manganites - via chemical substitution of Mn3+ ions by nickel or cobalt ones [5-8]. Maximal values of the Curie points have been observed for the compounds with 50% substitution of the Mn ions which is primarily associated with structural order of Mn and Co(Ni) ions [5-9]. It is known that the synthesis conditions determine the values of the Curie points which can vary significantly, e.g. 280 K for LaMn0.5Ni0.5O3 compound [8, 9] and 230 K for LaMn0.5Сo0.5O3 one [6] depending on the structural order of the related ions. It is considered in Ref [10] that transition metal ions are structurally disordered in the compounds having low temperature magnetic transition, structural order of these ions favors higher transition temperature [11]. The recent structural data obtained by XMCD method [6] testify that preferred oxidation state of the transition metal ions are Mn4+ and Ni2+ (Co2+) ones which highlights important role of the structural order of the heterovalent ions. It should be noted that different methods to study structural order show significantly different results, e.g. neutron diffraction study of the compounds with relatively high Curie points testify a well ordered structure formed by heterovalent ions Co, Ni and Mn. While the results of the electron diffraction measurements testify an incommensurate crystal structure only in a few crystallines [12]. Chemical subst... »

The analysis of the possibilities to control temperature in a building using the TELETASK system automation - DOI:10.15199/48.2018.04.41

Przemysław DYBOWSKI Dariusz KURZ

In times of continuous development of new technologies, intelligent systems play a greater and greater role in designing new buildings. Developers of building automation systems broaden their functionalities in order to provide as great a comfort and safety to their users as possible. One of the basic areas in which building automation elements are applicable is the smart temperature management system. In expanded installations, three separate subsystems such as heating, ventilation and air conditioning which altogether are referred to as the HVAC system, are integrated [4-9,11]. The automatic temperature management in the building contributes to the improvement of quality and comfort of life and work. Furthermore, it leads to the savings of energy (both thermal and electric), i.e. it reduces the financial outlays incurred for the current exploitation of the building. Generally, exploitation costs constitute as much as 70% of the total costs in the life cycle of a building, and the investment outlays amount to only 10%, which was presented in figure 1 [1,12]. Fig.1. Percentage of costs in the building life cycle [1,12]. The exploitation costs are made up of the electric energy and thermal energy, which constitute, in total, over 80% of total costs (fig. 2). While analysing the consumption of electric energy by different subsystems (presented in figure 3), it must be noticed that as much as 70% of energy is consumed by the lighting and the HVAC system. Therefore, from the economic point of view, each investment should be preceded by analysis of available energy-saving and reliable building management systems [1,3,12,13]. Fig.2. Distribution of costs of exploitation among the respective elements [1,12,14]. Fig.3. Division of consumption of electric energy into different domestic subsystems [1,14]. The automatic control of the lighting intensity using light sensors and the turning of the light on and off by means of PRZEGL... »

Induction heating with a fixed control frequency guaranteeing ZVS at varying parameters of the resonant circuit - DOI:10.15199/48.2018.04.25

Zbigniew WARADZYN Aleksander SKAŁA

Powers of frequency changers with a series resonant voltage-fed inverter (Fig. 1a) can be controlled using fixedfrequency methods. Among the best known ones are (Fig. 1b÷d) [1 - 6]:  pulse-width modulation by varying the phase-shift between the pulses controlling the inverter switches (PS - Fig. 1b),  Asymmetrical Duty-Cycle (ADC - Fig. 1c),  voltage cancellation in only one half-period of the switching period (Asymmetrical Clamped Mode - ACM - Fig. 1d), In each control technique, the inverter operates at a fixed switching frequency fs, and its power is controlled by varying the angle . At zero value of this angle, voltage up across the resonant circuit is, in each method, a rectangular wave of duty cycle ½ - as in Pulse Frequency Modulation (PFM) method. In these conditions, the inverter power is maximum and has the same value in each method. An increase in angle  results in the inverter power decrease, which is a function of the control method and the inverter parameters. The power can be brought to zero at PS and ADC control strategies and to ¼ of its maximum value at ACM control. Control frequency fs is also of considerable importance, as it determines the switching conditions of the power-electronic devices. A decrease in power requires an increase in frequency fs, to maintain a zero voltage switching (ZVS) operation. Fixed-frequency control strategies can be used successfully for power control in the case of loads with constant parameters. However, for large load or output power variations, problems can arise with guaranteeing soft-switching operation of the inverter [1]. In some cases narrow-range frequency variations can be helpful. Fixed-frequency operation might be advantageous in the process of induction heating. Some difficulties may arise, as stated above, due to load variations with temperature. However, fixed-frequency or narrow-frequency range operation o... »

Funkcje niezawodnościowe przyłączy elektroenergetycznych nn - DOI:10.15199/48.2018.04.38

Agnieszka Kamila GAD Andrzej Ł. CHOJNACKI

Problem niezawodności urządzeń elektroenergetycznych jest bardzo ważny ze względu na pewność dostaw energii elektrycznej do znacznej grupy jej odbiorców. W wielu przypadkach przerwy w dostawie energii stwarzają realne zagrożenie dla życia lub zdrowia ludzkiego, np. w przypadku osób korzystających z profesjonalnej aparatury medycznej podtrzymującej życie. Stałe więc nadzorowanie pracy sieci elektroenergetycznych oraz analiza awarii w nich występujących są konieczne, aby ustalić metody właściwej eksploatacji oraz przedsięwziąć wszelkie środki mające na celu wyeliminowanie niektórych awarii w przyszłości. Konieczne jest zwłaszcza wyeliminowanie tych awarii, które wynikają z zaniedbań służb eksploatacyjnych oraz niewłaściwej organizacji pracy przy urządzeniach elektroenergetycznych [12]. Bardzo ważnym zagadnieniem jest wyznaczenie parametrów oraz funkcji określających właściwości niezawodnościowe poszczególnych elementów sieci. Aby w sposób pełny określić właściwości niezawodnościowe obiektów elektroenergetycznych nienaprawialnych, należy określić ich funkcje R(t), F(t) oraz (t). W przypadku obiektów podlegających odnowie należy dodatkowo określić rozkład odnowy oraz dane procesu stochastycznego, opisującego jego pracę. Należy zbadać takie właściwości procesu jak stacjonarność, stałość intensywności uszkodzeń i odnowy, itp. W praktyce, ze względu na brak wiarygodnych danych pochodzących z eksploatacji, uzyskanie pełnej i dokładnej informacji niezawodnościowej jest bardzo trudne i pracochłonne, a w wielu przypadkach wręcz niemożliwe. Dlatego też najczęściej, do przybliżonych analiz i obliczeń, wykorzystywane są wartości średnie intensywności uszkodzeń śr, średnie czasy trwania odnowy (naprawy) ta oraz średni współczynnik zawodności q. W artykule Autorzy wyznaczyli podstawowe funkcje niezawodnościowe elektroenergetycznych przyłączy napowietrznych gołych oraz izolowanych, a także przyłączy kablowych. Ze względu ... »

2018-3

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

Wpływ obudowy tranzystora SiC MOSFET na sprawność energetyczną falownika klasy DE z pasma 13,56 MHz - DOI:10.15199/48.2018.03.16

Krzysztof PRZYBYŁA Marcin KASPRZAK

Falowniki klasy DE o częstotliwości pracy kilkanaście MHz (najczęściej 13,56 MHz) stosowane są w niektórych procesach przemysłowych. Przykładem może być bezprzewodowy przesył energii elektrycznej [1] lub nakładanie cienkich warstw materiałów na podłoże (metoda PECVD, Plasma-enhanced chemical vapor deposition) [2]. Schemat falownika klasy DE zamieszczono na rysunku 1. E DRV DRV Cd C1=225 pF Cd L=1,2 uH R=50 Ω i uDS uGS COSS C2=450 pF W POUT IDC Rys.1. Schemat falownika klasy DE z dzielnikiem napięcia Cd Ze względu na wysoką częstotliwość pracy i szybkość przełączania tranzystorów (kilka ns), pojawia się szereg czynników ograniczających sprawność falownika klasy DE. Pierwszym najistotniejszym czynnikiem są tranzystory mocy. Zastosowane tranzystory muszą charakteryzować się krótkimi czasami przełączeń (nanosekundy) i niskimi wartościami pojemności pasożytniczych (CISS, COSS, CRSS). Korzystne jest również wysokie dopuszczalne napięcie drenu UDSmax, ze względu na cykliczne przepięcia występujące podczas przełączania tranzystora. Na rynku dostępne są tranzystory Si MOSFET dedykowane do zastosowań w.cz [8], [9] - charakteryzują się one specjalną obudową o zminimalizowanej indukcyjności doprowadzeń. Drugim istotnym czynnikiem wpływającym na sprawność jest drajwer, czyli obwód sterujący bramką tranzystora. Drajwer musi charakteryzować się niską impedancją wyjściową (głównie indukcyjność pasożytnicza), krótkimi czasami przełączeń i niskim poborem mocy. Kolejnym czynnikiem wpływającym na sprawność falownika są kondensatory filtrujące obwodu DC oraz kondensatory dzielnika Cd. Najlepiej nadają się kondensatory mikowe, które mają wyższą obciążalność prądową w stosunku do ceramicznych [10], [11]. W literaturze dostępnych jest wiele informacji na temat falowników klasy DE z tranzystorami Si MOSFET o częstotliwości pracy f>10 MHz. Przykładowo, sprawność takich falowników wynosi zwykle między 70% a 90% [3], [4], [5]. Nato... »

The delay line with a surface acoustic wave for an oscillator of electric signals in some sensors - DOI:10.15199/48.2018.03.38

Milan ŠIMKO Milan ŠEBOK Milan CHUPÁČ Daniel KORENČIAK Miroslav GUTTEN Katarzyna PIOTROWSKA Pawel ZUKOWSKI Tomasz N. KOLTUNOWICZ

As selective elements of oscillators of harmonic vibration besides the band-pass filters are also used delay lines (DL) and resonators as a perspective a coustic-electric components based on surface acoustic waves (SAW). From the stability point of view we can classify these oscillators among the ones with volume acoustic waves and LC oscillators. In the article, the DL with SAW for single - mode oscillators. The oscillator with delay line The basic principle of function of oscillator with delay line is represented on the next figure (Fig. 1). The delay line (4) with SAW plugged in the feedback of amplifier (2) is a basic element. Circuits (1, 3) serve to match impedance of the abovementioned to the impedance of the electronic circuitry. Fig.1. Bloc diagram of oscillator. Because the previous signal from the input to the output of DL is delayed, examined oscillators are ones with delayed feedback. The theory of these oscillators is well known in the literature [1]. Different situation is in the case of DL with SAW, where DL themselves have narrow transmission band and their parameters differ fundamentally in this range. Physical distinctiveness of functioning of listed components which are related with phenomena of excitation, extension and reflection of SAW cause that in addition to delay, the DL´s have specific frequency dependencies of input and output admittances. Their replacement with the lumped elements RLC circuit or broad - band DL with outer selective LC is mentioned only very general. The oscillator with mismatched delay line The used delay line with SAW as a selective element of oscillator can be symmetrical or non-symmetrical. Symmetrical DL is characterized by the same input and output IDT while non-symmetrical DL has the input IDT with small number of electrodes (broadband) and output IDT with big number of electrodes (narrowband). In the contribution we will only deal with the symmetrical DL. For simpl... »

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... »

Metodyka wyznaczania transgranicznych zdolności przesyłowych krajowego systemu elektroenergetycznego, ze szczególnym uwzględnieniem połączeń asynchronicznych - DOI:10.15199/48.2018.03.35

Paweł TERLIKOWSKI Józef PASKA

Połączenia transgraniczne krajowego systemu elektroenergetycznego W strukturach stowarzyszenia ENTSO-E istnieje pięć obszarów synchronicznych: Europy kontynentalnej, Nordycki, Wielkiej Brytanii, Irlandii oraz Bałtycki (połączony z systemem rosyjskim UPS/IPS). Krajowy system elektroenergetyczny (KSE) funkcjonuje od 1995 roku w obszarze Europy kontynentalnej (RGCE - Regional Group Continental Europe). Schemat europejskich obszarów synchronicznych, połączonych pomiędzy sobą kablami lub wstawkami prądu stałego (z wyjątkiem izolowanych systemów Cypru i Islandii), przedstawiono na rysunku 1. Rys. 1. Schemat obszarów synchronicznych w Europie Krajowy system elektroenergetyczny jest połączony z systemami elektroenergetycznymi Republiki Federalnej Niemiec, Republiki Czeskiej, Republiki Słowackiej, Litwy, Szwecji, a także Ukrainy i Białorusi. Schemat połączeń transgranicznych KSE przedstawiono na rysunku 2. Zmiennoprądowe połączenia z systemem niemieckim (operator 50Hertz), czeskim (operator ČEPS) i słowackim (operator SEPS) są synchroniczne, granice tych systemów funkcjonują w ramach regionu wyznaczania zdolności przesyłowych Core CCR (Capacity Calculation Region). Połączenie asynchroniczne ze Szwecją (operator SvK) jest realizowane za pomocą podmorskiego kabla SwePol Link (napięcie 450 kV DC, przepustowość max 600 MW, długość 254 km), wyprowadzonego ze stacji przekształtnikowej Słupsk-Wierzbięcino i funkcjonuje w Hansa CCR. Połączenie asynchroniczne z Litwą (operator Litgrid) LitPol Link działa od 2015 r. jako dwutorowa linia (napięcie 400 kV AC, przepustowość max 500 MW) ze stacji Ełk Bis do litewskiej stacji Alytus, gdzie znajduje się wstawka prądu stałego B2B (AC/DC/AC) i jest operowane w ramach Baltic CCR. Linia 220 kV na Białoruś (operator Biełenergo) Białystok-Roś jest w rozbiórce i nie została zaznaczona na mapie. Połączenie z Ukrainą (operator Ukrenergo) jest realizowane jednostronnie poprzez pracę promieniową linii 220... »

Zastosowanie aktywnych filtrów EMI do redukcji zaburzeń przewodzonych generowanych przez falownik - DOI:10.15199/48.2018.03.28

Marian PASKO Marek SZYMCZAK

Rozwój nowoczesnych przekształtników, działających na wysokich częstotliwościach, paradoksalnie doprowadził do tego, że waga i rozmiar filtrów EMI w nich użytych, mogą być większe niż sam przekształtnik [1, 2]. W związku z tym od kilkunastu lat prowadzi się badania nad możliwością zastosowania rozwiązań aktywnych do tłumienia zaburzeń przewodzonych, zastępując filtry pasywne lub znacznie poprawiając ich właściwości [3, 4, 5, 6]. Dzięki układom aktywnym możliwe jest zredukowanie rozmiaru, wagi i ceny filtrów. We wcześniejszym artykule [7] zostały przeanalizowane podstawowe struktury filtrów aktywnych ze wskazaniem ich wad i zalet oraz warunków poprawnej pracy. Kolejna publikacja [8] przedstawiała wyniki badań eksperymentalnych dwóch z sześciu możliwych konfiguracji filtrów, prezentując ich charakterystyki tłumienności wtrąceniowej oraz potwierdzając kryteria doboru odpowiedniej struktury do danych warunków pracy. Niniejszy artykuł natomiast omawia wyniki badań z zastosowania dwóch typów filtrów (typ III - detekcja napięcia i usuwanie prądu zaburzeń i typ IV - detekcja i usuwanie napięcia zaburzeń) oraz ich kaskadowego połączenia, do tłumienia zaburzeń wspólnych CM (common mode), generowanych przez falownik DC/AC. Filtry aktywne EMI Rys.1. Schemat zastępczy z filtrem przeciwzaburzeniowym Zadaniem filtru jest detekcja i redukcja zaburzeń generowanych przez źródło (odbiornik), tak aby nie przedostawały się one do sieci zasilającej (rys. 1). Filtry aktywne można podzielić ze względu na typ sprzężenia oraz sposób detekcji i kompensacji zaburzeń. Zgodnie z tym, ze względu na zastosowane sprzężenie można wyróżnić dwie grupy filtrów: ze sprzężeniem zwrotnym (feedback-type) oraz bez sprzężenia (feedforward-type). Współczynnikiem określającym stopień redukcji zaburzeń EMI przez filtr jest tłumienność wtrąceniowa IL (oznaczana też α) i definiowana (w skali decybelowej) jako (1) stosunek wartości skutecznej napięcia na zaciskac... »

2018-2

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

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... »

Image encryption algorithms based on wavelet decomposition and encryption of compressed data in wavelet domain - DOI:10.15199/48.2018.02.19

Ewa ŚWIERCZ

Devices and services commonly used by people often require safe data transmission and data storage. A digital image is a special type of data. Image transmission is very important in internet communication, multimedia systems, telemedicine, medical imaging systems, military communication, industrial processes, so there is a strong need of special data protection from unauthorized access. Encryption of data, called as cryptography, is a way to ensure a desired safety level. Generally cryptography (encryption and decryption) is the technology encompassing methods of transforming original message into one, that is unintelligible, and then retransforming that message back to its original form. Both encryption and decryption processes are supported by a cryptographic key known only to the sender and the receiver. Additionally encryption and decryption are slow processes and it is often difficult or even impossible to make a secure image in realtime. That is why encryption and decryption algorithms with reduction of time processing are strongly desirable. Static images are two dimensional (2D) data divided into N rows and M columns. The intersection of a row and a column is termed a pixel. The value assigned to every pixel is the average brightness of the pixel rounded to the nearest integer value. For video standards static frames can even have NxM = 1035x1320 pixels with 16384 grey levels. Colour images have basically three matrices, one matrix for each basic colour in a colour space. So images are data sets of big dimension, what additionally makes an encryption process more difficult. Images have unequally distributed relevant information. It means that only a part of pixels determines some important properties of an image, whereas remaining pixels have less importance and may not provide much information. For this reason images can be decomposed into important and unimportant parts. Some transforms are used as a tool of dec... »

Comparison of coupling networks for EFT Pulses Injection - DOI:10.15199/48.2018.02.05

Jozef HALLON Karol KOVÁČ Mikuláš BITTERA

Pulse disturbance generated by transient phenomena during switching processes within power distribution network has significant capability to disrupt the function of electronic devices; specially devices with digital circuits. Thus a test of immunity against this disturbance - electric fast transients/burst (EFT) pulses belongs to basic electromagnetic compatibility tests [1], [2]. According to relevant standards the representative parameters of testing pulses were established as: high amplitude continuously rising from ±250 V to ±4 kV, very short rise time (5 ns), short pulse duration (50 ns) and high repetitive frequency (units of kHz). During this test the disturbing pulses are applied in to AC/DC power mains, data, signal, control and communications cables, if their operating lengths are more than 3 m. The standard EFT test waveform is shown in Fig. 1. Fig.1. Standard EFT test waveform Our aim has been to compare the behaviour of capacitive and EM clamps used for EFT testing. The main task was to find the condition under which their behaviours are comparable. Then one could perform both tests using the same coupling network only changing disturbing sources. It would be highly advantageous especially when the tests are performed outside a test laboratory, because it is not necessary to transfer more CDNs (Coupling/Decoupling Network). Coupling methods Special coupling/decoupling networks (CDN) are obviously used for burst pulses coupling to standard AC/DC supply cables. The coupling of EFT pulses is realized via 33 nF capacitor. Design of CDN is specified in the standard [3]. The problem is that the test cable should be necessary to interrupt and connect via the CDN. Another problem is that the CDN coupling is suitable only for simple power cables (2 or 3 wires cable). In case of other cable interfaces the corresponding standard [3] prescribes to use special capacitive clamp and also its construction. Our c... »

Inteligentne wielokanałowe systemy oświetleniowe bazujące na technologii SSL LED - DOI:10.15199/48.2018.02.37

Wojciech GRZESIAK Piotr GUZDEK Piotr MAĆKÓW Tomasz MAJ Artur POLAK Dariusz SOLNICA2 Paweł IWANICKI2

Dynamiczny rozwój technologii SSL LED i jej komercjalizacja dały projektantom systemów oświetleniowych obszerny wachlarz możliwości doboru diod LED pod kątem mocy, wymiarów, sposobu montażu jak również palety kolorów. Dodatkowo dały również możliwość modelowania charakterystyki widma systemu oraz olbrzymią sprawność i niezawodność niedoścignioną wśród innych źródeł światła eksploatowanych dotychczas. Wiodący producenci diod LED dają nam do dyspozycji poza diodami białymi o różnych temperaturach barwowych, kilkanaście diod kolorowych. Na rysunku 1 przedstawiono zależność mocy znormalizowanej od długości fali dla jedenastu diod kolorowych jednego z producentów. Rys.1. Zależność mocy znormalizowanej od długości fali dla jedenastu diod kolorowych jednego z producentów. W ramach prac prowadzonych przez jednego z realizatorów projektu na bazie przeprowadzonego eksperymentu dowiedziono, że możliwym jest takie zmieszanie światła wybranych sześciu diod, aby uzyskać współczynnik CRI na poziomie 98.Współczynnik oddawania barw CRI to parametr charakteryzujący wszelkie źródła światła - zarówno naturalne, jak i sztuczne. Informuje on, w jakim stopniu dane źródło światła pozwala na wierne odwzorowanie kolorów. Praktyczna realizacja systemu Dla praktycznej realizacji projektu zaprojektowano i wykonano inteligentny wielokanałowy system, którego schemat blokowy przedstawiono na rysunku 2. Rys.2. Schemat blokowy inteligentnego wielokanałowego systemu oświetleniowe bazującego na technologii SSL LED W systemie zastosowano dwanaście łańcuchów kolorowych diod LED. Każde dwa łańcuchy to inny kolor. Dobór kolorów i ich procentowy udział jest na obecnym ... »

EMC in IoT World - DOI:10.15199/48.2018.02.12

Marek P. MICHALAK Monika E. SZAFRAŃSKA

In the last years the number of smartphones, tablets and “wearable" equipment significantly increased. In 2011 Cisco [1] provided estimation that in 2020 there will be 50 billion Internet of Things (IoT) related equipment in the world. This means a huge number of equipment that must coexist. Together with the increase of transfer rates the use of wireless communication also increased. That brings questions if the increasing number of wireless devices will influence the rise of problems with Electromagnetic Compatibility (EMC) and if today’s industry is ready for EMC problems connected with IoT development. The statistics alone show that the more equipment influence and interact with each other (what is a basic presumption of IoT), the more electromagnetic compatibility problems can be expected, especially when EMC parameters of the equipment will be left on today’s level. The problems mentioned above are being razed on international level, the subject is very up to date and in coming years it will undoubtedly be major EMC issue. How to test the IoT equipment against the EMC? The dynamic development of IoT equipment contributes to the fact that this equipment is quickly introduced to the market and mass production, what in turn generates the need for testing of this equipment. In most cases the EMC standards fall behind as far as new solutions are concerned. And even if that can be achieved the new problem arises. Most of IoT intended equipment is meant to work in “crowds" - we face the accumulation of equipment in direct proximity. And here another issue arises - very often that equipment was tested according to different standards, therefore in some cases even if on the basis of performed tests single equipment meets the appropriate requirements, the coexistence of the same equipment in specific conditions becomes impossible or generates interactions that influence the integrity and correctness of ... »

2018-1

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma