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

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

Analiza drgań rdzeni dławików gładzących stosowanych w układach prostownikowych. - DOI:10.15199/48.2019.08.14

Krzysztof MAJER

Wprowadzenie Stosowane w układach przekształtnikowych dławiki można podzielić na grupy, biorąc pod uwagę składową stałą i przemienną zarówno prądu płynącego w uzwojeniach jak i strumienia występującego w rdzeniu [1], [6], [7]. Jedną z grup są dławiki, w których przez uzwojenie płynie prąd pulsujący, zatem występuje w prądzie zarówno składowa stała jak i składowa przemienna, a w rdzeniu mamy również do czynienia z obydwoma składowymi strumienia. Dławiki tego rodzaju są określane jako dławiki z nieskompensowaną składową stałą (NSS)[7]. Do tej grupy zaliczyć można dławiki gładzące prąd i dławiki ograniczające prądy obwodowe. W obydwu przypadkach składowa stała podmagnesowuje rdzeń dławika a stopień nasycenia rdzenia może mieć istotny wpływ na parametry dławika, np. na jego indukcyjność czy amplitudy drgań rdzenia i poziom emitowanego do otoczenia hałasu. Przedmiotem przeprowadzonych analiz drgań były dławiki gładzące o konstrukcji kolumnowej i uzwojeniach umieszczonych na obydwu kolumnach. Prąd znamionowy badanych dławików wynosił 30A a indukcyjność 53mH. Dławik gładzący w układach prostownikowych Podstawowym zadaniem dławika gładzącego pracującego w układach prostownikowych jest zmniejszenie pulsowania prądu obciążenia przez przejęcie składowej przemiennej napięcia wyprostowanego. Napięcie to zawiera oprócz składowej stałej, składową przemienną odkształconą o różnej zawartości harmonicznych dla poszczególnych układów prostownikowych jedno i trójfazowych. Wartość średnia tego napięcia przy komutacji natychmiastowej może być obliczone ze wzoru (dla m2>1): (1) 2 2 0 2 sin m U U m s    gdzie: U - wartość skuteczna napięcia zasilającego, m2 - liczba pulsów po stronie obciążenia. W tabeli 1 przedstawiono wartości średnie napięcia wyprostowanego (Us0) dla różnych typów układów prostownikowych niesterowanych odniesione do wartości skutecznej napięcia zasilającego i udział poszczególnych harmonicz... »

Idea zastosowania zautomatyzowanych metod doboru zmiennych objaśniających dla celów optymalizacji kosztów zakupu danych wejściowych do prognozowania dobowego profilu obciążenia KSE - DOI:10.15199/48.2019.08.08

Rafał CZAPAJ Mateusz SZABLICKI Piotr RZEPKA

Bezpieczne funkcjonowanie systemu elektroenergetycznego (SEE) wymaga przygotowania m.in. prognoz spodziewanego obciążenia tego systemu [1]. Operator sieci przesyłowej narażony jest m.in. na ryzyko znaczącego odchylenia prognozy od rzeczywistego obciążenia Krajowego Systemu Elektroenergetycznego (KSE) [2]. Optymalny wybór zmiennych objaśniających oraz skutecznej metody prognostycznej jest kluczowym etapem w procesie budowy modelu prognostycznego. Im większy stopień powiązania dobranych zmiennych objaśniających (ZO) ze zmienną objaśnianą (prognozowaną) tym większa dokładność opisu tej ostatniej [3]. Staranny dobór ZO jest kluczem do zbudowania skutecznego modelu prognostycznego. Dobór ten wymaga jednak często dużych nakładów pracy (czasochłonność), a pozyskiwanie pełnych i wiarygodnych danych historycznych, charakteryzujących się wysoką rozdzielczością, może być trudne i wiąże się ze sporymi nakładami finansowymi [4]. Idealną sytuacją, z punktu widzenia przygotowania prognozy dla operatora SEE, jest minimalizacja nakładów pracy oraz (bardzo często) minimalizacja trudności i kosztów pozyskiwania danych stanowiących zestaw ZO. Minimalizacja nakładów pracy, obsługi danych w postaci ZO i kosztów ich pozyskania możliwa jest dzięki:  zautomatyzowanym procesom typowania i rankingowania najkorzystniejszych zmiennych dla danego procesu (z zastosowaniem pakietów statystycznych);  wyborowi najlepszych ZO z danej grupy pozyskiwanych danych - dzięki ich testowaniu przez różne metody statystyczne (tab. 1). Idea automatyzacji doboru zmiennych objaśniających vs koszty ich zakupu i obsługi Wybór ZO w procesie budowy modelu prognostycznego w dużym stopniu determinuje poprawność uzyskiwanych wyników z tego modelu. Zwykle dobór ZO zależy od wiedzy i doświadczenia prognosty. Do ewentualnej zmiany zestawu ZO dochodzi zwłaszcza w sytuacji, gdy opracowany wcześniej model nie daje satysfakcjonujących wyników [5]. Jednak zwykle po... »

Dobór zmiennych objaśniających z wykorzystaniem metody MARSplines na przykładzie prognozowania dobowego zapotrzebowania na moc szczytową 15-minutową w KSE - DOI:10.15199/48.2019.08.03

Rafał CZAPAJ Pablo BENALCAZAR Jacek KAMIŃSKI

Metoda MARSplines (ang. Multivariate Adaptive Regression Splines) stanowi wielozmienną adaptacyjną metodę regresyjną wykorzystującą funkcje sklejane (tzw. splajny). Autorem tej metody, która została zaproponowana w 1991 r., jest Jerome H. Friedman [1]. Metoda MARSplines oznaczona jest znakiem towarowym, a właścicielem jej licencji jest firma Salford Systems. Algorytm został zaprojektowany dla średnich zbiorów danych, które nie przekraczały 1000 obserwacji i dotyczyły maksymalnie 20 zmiennych objaśniających [1]. Przeprowadzone analizy wykonano na przykładzie prognozowania zapotrzebowania na moc szczytową w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (KSE). Moc szczytowa, w analizowanym przykładzie, stanowi najwyższą wartość 15-minutowego poboru mocy czynnej, z uwzględnieniem strat wynikających z jej przesyłu. Zalety metody MARSplines Zaletami metody MARSplines są [2, 3, 4]: - rozwiązywanie problemów regresyjnych i klasyfikacyjnych; - nieparametryczność natury metody skutkująca brakiem wymagania co do założeń nt. zależności pomiędzy zmiennymi niezależnymi i zmiennymi zależnymi (zależność liniowa, logistyczna itp.); - elastyczność wyższa niż metod regresji liniowej; - łatwość zrozumienia modeli i ich interpretacji; - możliwość pracy z danymi ciągłymi i dyskretnymi; - łatwiejsze operowanie na zmiennych numerycznych w wyniku braku stałej segmentacji danych; - automatyczny dobór zmiennych; - łatwość modelowania nieliniowości; - łatwość modelowania interakcji pomiędzy zmiennymi co pozwala na lepsze odzwierciedlenie w prognozie czynników opisujących zjawisko (np. zróżnicowanie zapotrzebowania na moc w poszczególnych dniach tygodnia); - łatwość pracy z dużymi zbiorami danych; - łatwość pracy ze zmiennymi o dużym poziomie skomplikowania, niemonotoniczności oraz trudności w modelowaniu typu parametrycznego; - szybkość budowania modeli dla dużych zbiorów danych (w szczególności w porównaniu do metody Supported Vector Machines, w któ... »

Effectiveness assessment of selected graphical techniques for the interpretation of measured concentrations of gases dissolved in transformer oil - DOI:10.15199/48.2019.08.15

Tomasz PIOTROWSKI

Oil-paper insulation, typically used in the power transformer, both during normal operation and during electrical or thermal disturbances decomposes. During this process, gases are generated (H2 - hydrogen, CH4 - methane, C2H6 - ethane, C2H4 - ethylene, C2H2 - acetylene, CO - carbon monoxide and CO2 - carbon dioxide) which partially remain dissolved in the oil. Experience shows that the amount and composition of gases dissolved in oil allows to conclude about the occurrence of a defect in the transformer and its type. General information on the decomposition product of the oil insulation formed during different types of fault are given in Table 1. If the defect comprises the cellulose insulation carbon monoxide and carbon dioxide are also appear. Since taking an oil sample from a working transformer and then determining the type and amount of dissolved gases is a simple and cheap procedure, their analysis (marked with the acronym DGA) is the basic method of diagnosing the technical condition of the transformer. Tab. 1. Decomposition product of the oil insulation formed during different types of fault [1, 2] Fault type Gases Partial discharges H2, CH4 (C2H4, C2H6) Discharges H2, C2H2 (CH4, C2H4) Thermal faults CH4, C2H6, C2H4, H2 In parentheses are given the gases associated in small quantities. On the occurrence of a defect, one concludes by comparing the currently measured values of gas concentrations with typical values. Typical values are determined on the basis of statistical analysis of gases dissolved in oil of transformer groups with common characteristics (e.g. on-load tap-changer). The intensity of the defect can be assessed to a certain extent by comparing the changes in gas concentration values between consecutive measurements with the typical values of such changes. Typical values of changes in gas concentrations over time are also determined for similar groups of transformers using statistical analysis. An... »

Selected Issues of Energy-Efficient Induction Heating of Railway Rail - DOI:10.15199/48.2019.08.31

Elżbieta SZYCHTA Leszek SZYCHTA

Railway turnouts are part of railways used to change the direction of travel of a rail vehicle from the main track to another track (branch) or vice versa. They are key elements of railways which are exposed to negative weather conditions such as snowfall, snow drifts, low temperature or sleet. Disadvantageous winter conditions may block turnouts and cause problems with traffic operation. Effective protection assures good performance of turnouts and contributes to efficiency and safety of rail traffic. Currently the most common heating system for railway turnouts in Europe is electric resistance heating system (eor) (Fig.1). Fig.1. Heating systems of rail turnouts Providing a power of 330W per running meter of the rail in the eor method gives good effectiveness of heating rail turnouts during the heating period. Under average atmospheric conditions (i.e. at temperature down to -20°C) with average snowfall with currently used 330W/m heaters eor efficiency ensures correct operation of heated turnouts. The efficiency of heating turnouts means the ability of heating systems to be removed from all critical elements of snow switches and icing in a sufficiently short time. At the same time the energy consumed for this purpose should not be excessively large. Many factors influence the heating efficiency such as: ambient temperature, the intensity of snowfall, the intensity of snow blowing by wind and passing trains, speed, number and length of passing trains, wind speed, air humidity, installed heating power per 1 mb of rail, the cross-section and shape of the radiator and its arrangement on the rail, quantity and quality of the holders fixing the radiators, efficiency of separation transformers, weight of rails, turnout construction, dehydration of the turnout, etc. A typical diagram of electric resistance heating system of rail turnout is shown in Figure 2. It employs electric heaters of power between 300-350W/m and the supply... »

2019-7

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

Implementation of Skateboard for Arm Movement Rehabilitation of stroke patients - DOI:10.15199/48.2019.07.15

Kravee ANONTREE Chaiya TANAPHATSIRI

There are currently many stroke patients in Thailand and the number tends to increase every year. It is also ranked as the 4th leading cause of death after cancer, accidents and heart disease, respectively [1]. Therefore, it can be deemed that stroke is a problem with top priority. Most of stroke survivors often end up with disability and impaired mobility, sensory perception and learning [2]. From the study conducted by Tipchatyotin et al [3], it was found that 98 % of patients with stroke would have arm weakness and 73.5% would still have arm weakness after treatment, this results in the patient often using good arm in daily routines and activities resulting in the weak side to not be used causing muscle atrophy and ends up with greater disabilities [4]. Arm of stroke patients with hemiparesis is likely to recover less than the leg [5-6]. The rehabilitation would be the fastest during the first 3-6 months after the stroke. Therefore, treatment and rehabilitation of stroke patients should focus on the restoration of the arm and hand by repeatedly stimulating arousal and practice the functional movement rehabilitation is helping patients who survived to be able to help themselves to have the least disability or to help patient to be able to live and have better quality of life even with disability [7]. Medical rehabilitation equipment is considered an expensive imported product [8]. The cost of production is expensive and complicated to use both in the aspects of the system and program used in practice [8]. From the problem, the researchers have an idea to design and implement a skateboard to restore the arm movement, which controls the movement of the arm in the set and different directions by using microcontroller and the arm movement speed can be adjusted to improve the patient ability. It can be continuously used, stimulus response and continuous arm rehabilitation. The production cost is also low and it is easy t... »

Prądnica synchroniczna ze wzbudzeniem hybrydowym o zwiększonym zakresie nastawiania napięcia - DOI:10.15199/48.2019.07.30

Andrzej POPENDA Sławomir CHWALBA

Podwyższanie sprawności maszyn elektrycznych jest ogólnoświatową tendencją związaną z działaniami na rzecz ochrony środowiska. W wyniku tych działań konwencjonalne maszyny, do których należy zaliczyć maszyny indukcyjne i synchroniczne wzbudzane elektromagnetycznie, coraz częściej są zastępowane maszynami wzbudzanymi magnesami trwałymi. W ostatnim czasie zainteresowanie tymi maszynami znacznie wzrosło z powodu spadku ich cen. Zastosowanie maszyn wzbudzanych magnesami trwałymi w urządzeniach wymagających niskich prędkości obrotowych pozwala wyeliminować przekładnię, która sprzęga maszynę roboczą ze standardowym silnikiem indukcyjnym lub wolnoobrotową turbinę ze standardowym generatorem synchronicznym. Użycie przekładni jest kosztowne, zmniejsza sprawność urządzenia oraz wymaga konserwacji. Niska prędkość maszyn prądu przemiennego oznacza dużą ilość biegunów magnetycznych, a w konsekwencji znaczą średnicę tych maszyn. Obecnie maszyny wzbudzane magnesami trwałymi najczęściej są wykorzystywane jako napędy okrętowe i generatory siłowni wiatrowych. [1-13] Jednym z istotnych wymagań stawianych prądnicy synchronicznej pracującej indywidualnie jest utrzymanie stałej częstotliwości i stałego napięcia na zaciskach twornika przy zmianach obciążenia. W konwencjonalnych prądnicach wzbudzanych elektromagnetycznie takie warunki pracy realizuje się poprzez zastosowanie regulatorów prędkości i napięcia. Działanie regulatora napięcia określa charakterystyka regulacji prądnicy, która informuje w jaki sposób należy nastawiać prąd wzbudzenia, aby przy zmianach prądu obciążenia, stałym współczynniku mocy i stałej prędkości obrotowej utrzymać stałe napięcie na zaciskach prądnicy. Prądnice synchroniczne wzbudzane magnetostatycznie (ang. permanent magnet synchronous generator - PMSG) nie mają możliwości regulacji wzbudzenia, a ich zmienność napięcia jest rzędu kilkudziesięciu procent. Wybrane konstrukcje prądnic synchronicznych opartych na wzbud... »

Methods for texture improvement in electrical steels - DOI:10.15199/48.2019.07.02

Marcos Flavio DE CAMPOS

Introduction The autonomy of electrical cars can be increased by basically three ways: (i) batteries improvement, (ii) vehicle weight reduction (iii) increase of motor efficiency. As batteries improvement is very difficult and slow, due to need of long time tests [1], the increase of motor efficiency is the most clear alternative. Among the options for increasing motor efficiency is the texture enhancement. There are many ways for improving the texture in electrical steels. However, all of them may increase the cost of the steels. Other clear options to motor performance enhancement, from the material point-of-view, are increase of resistivity, thickness reduction [2] and materials with zero magnetostriction. This overview deals with improvement of the texture of commercial non-oriented electrical steels, and the needed materials for electric vehicles. The ideal texture for nonoriented electrical steels is {100} <0vw>. However, it should be noted that texture and the grain size [2] need to be optimized at the same time. Besides, the punching effect is very significant and can not be neglected [3,4]. The effect of plastic deformation is dominant [5,6] over the texture effect [7]. Punching can increase significantly the losses. Only with annealing and recrystallization, the plastic deformation is fully eliminated. The teeth are the region where high permeability is most necessary. Thus, the material should be free of plastic deformation, especially for applications where machine efficiency is really an issue. The recrystallization temperature of steels starts at ~500oC [8]. This means that total elimination of plastic deformation requires annealing at such high temperatures and, besides, the coating of steel sheets should be resistant at more than 500oC. These problems may explain why the electric motor industry avoids recrystallization annealing. However, for high efficiency motors applied in electric vehicles, the total ... »

Genetic algorithm optimization of a SAPF based on the fuzzy- DPC concept - DOI:10.15199/48.2019.07.13

Samira DAHMANI Abdelhafid SEMMAH Mohamed KADEM Patrice WIRA

Harmonic distortion is generated by non-linear loads connected to the grid that absorb non-sinusoidal currents [1]. These current harmonics will successively generate harmonic voltages at the different grid connection points [2]. Many solutions for cleaning up electricity networks have already been proposed in the literature [3, 4]. Active power filters (APF) are to date the most appropriate advanced pollution control solutions [5, 6], APF has several advantages such as the elimination of harmonic currents, reactive energy compensation, rebalancing of non-linear load currents [7]. The principle of parallel active filters was introduced by [8]. The principle is based on the injection of harmonic currents or voltages opposite to those generated by the nonlinear load so as to have a current or voltage resulting quasi-sinusoidal. The performance of the active filter depends on the control strategy adopted. Several control strategies have been proposed in the literature [9]. The DPC concept is equivalent to direct torque control (DTC) one for electrical machines [6]. The principle is based on the selection of a voltage vector using a switching table, direct self-control, or space vector modulation [10]. Among these DPC techniques, the strategy of voltage vector selection using a switching table is widely studied and marketed. This is due to its concept which is simple to implement. The selection of the voltage vector is based on the active power error, reactive power and therefore the position of the voltage vector. The most disadvantages in conventional DPC are: the system doesn’t differentiate between very small and relatively large errors of the active and reactive powers which can affect the stability of the system response, the occurrence of ripples at different SAPF quantities, additionally the utilization of conventional analysis methods to select the parameters of the PI controller need determining a transfer fun... »

Przegląd metod wykorzystywanych do średnioterminowego prognozowania obciążeń elektroenergetycznych - DOI:10.15199/48.2019.07.32

Paweł PELKA

Wstęp Prognozowanie obciążeń systemów elektroenergetycznych jest integralnym działaniem wbudowanym w procesy planowania pracy systemu w dłuższym horyzoncie oraz w procesy bieżącego sterownia jego pracą. Funkcjonowanie systemu bez dokładnych prognoz jest niemożliwe. Wynika to z faktu, że energii elektrycznej nie można magazynować w większych ilościach. Zapotrzebowanie musi być pokryte na bieżąco produkcją, przy ograniczeniach wynikających z elastyczności pracy jednostek wytwórczych i wymogów niezawodności i bezpieczeństwa pracy systemu. Trafność prognoz przekłada się na koszty wytwarzania i przesyłu oraz stopień niezawodności dostaw energii elektrycznej do odbiorców. Zawyżone prognozy prowadzą do utrzymywania w ruchu zbyt dużej liczby jednostek wytwórczych w celu dotrzymania wymogów bezpieczeństwa - zapewnienia odpowiedniego marginesu mocy rezerwowej. Prognozy zaniżone przynoszą przeciwny skutek - zaplanowanie zbyt małej liczby jednostek wytwórczych, które nie są w stanie pokryć rzeczywistego zapotrzebowania. W takiej sytuacji do ruchu włącza się interwencyjnie dodatkowe jednostki o szybkim rozruchu, które generują dodatkowe koszty operacyjne. Dokładne prognozy zapotrzebowania na energię elektryczną wymagane są również na konkurencyjnych rynkach energii elektrycznej. Prognozy dla różnych horyzontów czasowych i obszarów terytorialnych determinują strategie inwestycyjne przedsiębiorstw energetycznych i pozwalają optymalizować pozycje rynkowe podmiotów działających na rynku energii. Dokładność prognoz wprost przekłada się na wyniki finansowe uczestników konkurencyjnego rynku energii. Potrzeba sporządzania prognoz miesięcznego zapotrzebowania na energię elektryczną, które są przedmiotem tej pracy, wynika z trzech przesłanek [1]:  techniczno-eksploatacyjnych - związanych z planowaniem poziomu produkcji i zakupów paliwa, planowaniem inwestycji sieciowych oraz ustalaniem harmonogramu remontów,  ekonomicznych ... »

2019-6

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

Enclosure-less six-phase induction motor - DOI:10.15199/48.2019.06.26

Maciej GWOZDZIEWICZ Piotr KISIELEWSKI

Laser cutting technology is being increasingly popular in electric machines manufacturing [8]. It enables to realize almost arbitrary project. The cost of laser cutting are going to even with cost of machining technology. Furthermore, AC electric machines can be built without enclosure. Of course, it reduces stiffness of the machine but simultaneously it decreases thermal resistance. FEM motor model In Ansys Maxwell software 2D FEM 6-phase 2-pole induction motor field-circuit model was built [1-2]. Rated motor parameters are given in Table I. Table 1. The parameters of the sensor parameter unit value Pn kW 2 Un V 200 Qs slots 24 Qr slots 19 Stator double layer winding consists of 24 coils made of round double enamelled copper wire with coil pitch ys=5/6. Rotor winding consists of quasi-trapezoidal copper bars. Each rotor bar includes 2 rectangular copper bars with wider one at the bar top. Rotor slot openings are quite wide to decrease rotor winding leakage reactance and to obtain high starting and maximum motor torques. FEM motor model is presented in Fig. 1. Ma... »

Selfoptimization local electric systems modes with renewable energy sources - DOI:10.15199/48.2019.06.06

Petro LEZHNIUK Serhii KRAVCHUK Andriy POLISHCHUK

Electric grids were functionally designed to transport and distribute electricity produced centrally at large power plants. With the development of non-traditional and renewable energy sources (RES), they acquire the features of a local electric system (LES). In this connection, new tasks arise: harmonization of load schedules of consumers and generation of RES with consideration of their dependence on meteorological parameters of the environment, optimal control of power flows in order to reduce the losses of electricity and improve its quality, ensuring the balance power reliability of the formed LES centralized and local generation, etc. Naturally, it is advisable to solve these problems with the use of modern Smart Grid technologies [1-3]. Among the tasks to be solved for switching to the electrical grids (EG) based on the concept of the Smart Grid, there are, among other things, tasks whose solution is intended to improve the power flow control system [4, 5]. To do this, it is necessary to ensure the technical condition and regulatory capabilities of the relevant equipment. This, first and foremost, concerns the actual renewable energy sources (RES) - wind and solar power stations (WEP and PV), small hydroelectric power plants (SHPP), cogeneration and biogas plants (CGU and BGU) [4, 5]. This also applies to transformers and autotransformers with tap regulators, for which modern operational diagnostic systems should be created, as well as improved conditions for their operation in order to optimally utilize their load capacity to control power surges between higher and lower voltage grids [6] . At the same time it is necessary to improve the activeadaptive automatic control system (ACS) with power and voltage flows in electric grids of power systems, which allow to minimize power losses in them taking into account the technical state of electrical equipment of RES and the control effect of transformers with voltage and... »

Zastosowanie zmodyfikowanych estymatorów strumienia wirnika do kompensacji skutków zwarć zwojowych stojana silnika indukcyjnego - DOI:10.15199/48.2019.06.17

Mateusz DYBKOWSKI Szymon Antoni BEDNARZ

Silnik indukcyjne (SI) są jednymi z najpopularniejszych maszyn elektrycznych stosowanych się w układach napędowych. Maszyny te charakteryzują się relatywnie niskim kosztem zakupu oraz dużą niezawodnością. Do regulacji SI można zastosować różnego rodzaju metody, które generalnie można podzielić na metody skalarne i wektorowe [1], [2]. Druga grupa metod charakteryzuje się możliwością bardzo dokładnej regulacji momentu i/lub prędkości maszyny, dlatego jest coraz częściej stosowana w praktycznych rozwiązaniach. Układy te należy uzupełnić o estymatory zmiennych stanu - estymatory strumienia wirnika lub stojana [3], [4]. Jednymi z takich układów są tak zwane symulatory zmiennych stanu - modele opisujące w sposób bezpośredni model matematyczny silnika indukcyjnego, które charakteryzują się nieskomplikowaną strukturą [3], [4]. Pomimo wielu zalet, SI nie są całkowicie niezawodne. W trakcie pracy maszyny może dojść do uszkodzenia jej elementów [5], [6], [7], [8]. W ogólnym przypadku można wyróżnić uszkodzenia mechaniczne oraz elektryczne. Najczęściej występującymi uszkodzeniami elektrycznymi są te związane z uzwojeniem stojana [8]. Uszkodzenie to związane jest z degradacją izolacji, które następnie objawia się zwarciami. Uszkodzenia uzwojenia stojana mają negatywny wpływ na pracę maszyny elektrycznej [5], [6]. Są to uszkodzenia, które, w porównaniu do uszkodzeń uzwojenia wirnika postępują stosunkowo szybko i w skrajnym wypadku mogą doprowadzić do całkowitego uszkodzenia silnika lub nawet całego napędu elektrycznego [5], [6]. Jednakże są to uszkodzenia możliwe do wykrycia, a prędkość ich rozprzestrzeniania zależna jest miedzy innymi od typu maszyny [5]. Pierwszym stadium tego typu uszkodzenia są zwarcia między zwojowe, dlatego większość badań skupia się właśnie na ich diagnostyce [6], [8]. Niestety każda zmiana (uszkodzenie) w uzwojeniu stojana pociąga za sobą zmiany w parametrach SI [9], [10], [11]. W przypadku, gdy silnik elektr... »

Zastosowanie metody ANP do walidacji koncepcji instalacji elektrycznych w pojazdach samochodowych - DOI:10.15199/48.2019.06.28

Bartłomiej TWOREK

Procesy optymalizacji topologii instalacji elektrycznej spowodowały znaczny spadek masy, jednak masa wiązek elektrycznych oraz złącz wynosi wciąż ok. 60 kg w przypadku współczesnych pojazdów klasy wyższej (np. Audi A8 D5). Przeciętna łączna długość wiązek elektrycznych wynosi około 6000 - 7000m w zależności od wariantów wyposażenia samochodu. Złożone wiązki elektryczne jak i elementy mocujące zabierają cenną przestrzeń użytkową co jest niekorzystne, tym bardziej w przypadku pojazdów wyposażonych w liczne systemy wspomagające jazdę [1]. Rozwój instalacji elektrycznych w pojazdach umożliwił lepsze dostosowanie wiązek do obsługi wielu odbiorników energii, jednak pojazdy elektryczne i w przyszłości autonomiczne wymagają zastosowania podsieci 48V w celu redukcji strat mocy i ograniczenia prądu nominalnego [2]. Aby sprostać tym potrzebom należy zastosować instalację elektryczną, która pozwoli w efektywny sposób dostarczyć energię do odbiorników dużej mocy (np. elektryczne turbosprężarki, układy ogrzewania w pojazdach elektrycznych) [3]. Autor artykułu opracował koncepcję instalacji elektrycznej, która znajduje zastosowanie w pojazdach klasy wyższej [11]. Koncepcja ta obejmuje podsystem 48V i integruje Sterownik Centralnej Dystrybucji Energii, który odpowiada za zarządzanie przepływem energii w systemie elektrycznym pojazdu. Dzięki wykorzystaniu przetwornicy DC/DC możliwa jest integracja dwóch podsystemów elektrycznych o różnych poziomach napięć. Sterownik Centralnej Dystrybucji Energii posiada funkcje aktywnego zabezpieczenia obwodów przed przeciążeniami i przepięciami poprzez zastosowanie układów eFuse. W artykule zostanie zaproponowana metoda wyboru wariantu instalacji elektrycznej dla pojazdów samochodowych w oparciu o metodę wielokryterialnego rozwiązywania problemów decyzyjnych ANP. Dane odnośnie budowy instalacji elektrycznych pojazdów pozyskano z serwisu A2MAC1 [13] który zajmuje się badaniem rozwiązań technicznych w ... »

The Use of Grey Wolf Optimizer (GWO) for Solving the Economic Dispatch Problems based on Renewable Energy in Algeria A case study of "Naama Site" - DOI:10.15199/48.2019.06.07

Mokhtar MAAMRI Hamid BOUZEBOUDJA Mohammed Nasser TANDJAOUI

Energy has served as an important source of economy for many decades. What is meant by energy? Energy is for instance, natural gas, diesel, coal, and electricity, this energy is needed to run vehicles, devices, machines: to fertilize and irrigate lands, harvest crops, to light up and heat apartments, buildings and factories. Since the use of energy is involved in each step of previous fields, surely people’s welfare is likely to go down in the lack of energy. [1]. Fossil fuels like coal, oil and natural gas are currently the world’s primary energy sources. The heavy dependence on the fossil fuel reduced the natural reserve of it. To take care of the balance and limited life of conventional sources which creates danger on the environment, research on alternative sources of energy is carried out [2]. In current decades, renewable energy resources have received considerable attention in both grid independent and on-grid applications. The benefits associated with renewable resources include: reducing environmental pollution, endlessness, improved power quality, and reliability, and saving power for the next generations [3, 4]. Engineers and scientists are increasingly trying to find and use alternative energy sources. The three most widely used renewable energy sources are hydro, wind and photovoltaic (PV) [5]. Fig.1. Most common forms of renewable energy A well-engineered renewable energy system can reduce costing of energy, consequently improving lifestyle [6]. Hybrid power system uses more than one type of generator, usually, a conventional generator powered by diesel, and a renewable energy source such as wind energy and photovoltaic (PV). Various “hybrid" system of renewable energy sources and diesel generators are currently being developed and marketed [7]. The present paper comprehensively reviews the hybridization of wind, PV energy and gas turbine, installed in Naama-Algeria. This study will analyze... »

2019-5

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

Gain Improvement of Dual-Band Circular Monopole Antenna for 2.45/5.5 GHz WLAN Applications - DOI:10.15199/48.2019.05.37

Suthasinee LAMULTREE Chalee JANSRI Chuwong PHONGCHAROENPANICH

With Rapid developments of modern wireless communications, various microwave technologies have been utilized for different applications, which make the microwave spectrum more crowded. Wireless fidelity has transformed in to the standard for wireless local area network (WLAN) communications in the 2.45 and 5.5 GHz ISM bands, with the frequency ranges from 2.4 to 2.485 GHz as well as 5.150-5.350 GHz, 5.470-5.725 GHz, and 5.725-5.850 GHz [1]. For system flexibility and feasibility, antennas that are capable to serve in both of the specified operation bands are highly attracted. For this reason, dualantennas are promoted to overwhelm the 2.45- and 5.5 GHz WLAN bands [2]-[10]. A dual-band antenna can be usually accomplished by utilizing two types of singlefrequency antennas for each band [8], and taking a dualfrequency antenna for two separate bands [5], [9]. For the two types of single-frequency antennas, two external feeding networks must be come up with these individual dual-band antennas, which probably entail some structural sophisticates into applications [8]-[9]. As mentioned above, an element to make up a dualband antenna is more suitable to employ a dual-frequency antenna. There are many techniques to design for WLAN dual-band, such as using quarter-wavelength resonant slots in different shapes, coplanar fed, parasitic elements, and defected ground plane [5]-[13]. Latterly, many researchers adopt an attention on printed slot antennas (PSA), since wide-slot antennas have two orthogonal resonance modes, which are combined to form a wide impedance bandwidth [14]. As reported for increasing impedance bandwidth, antennas with various shapes like circle, ellipse, and triangle were introduced [15]. In our previous work [12], we presented the design and implementation of dual band with partial ground plane (PGP); nonetheless, its gain is not high. Hence, a technique to enhance the radiation performance of a microstrip-fed ci... »

Wpływ kwantowania współczynników na działanie filtru Gaussa dla realizacji bezpośredniej i ortogonalnej (rotatory Givensa) - DOI:10.15199/48.2019.05.41

Paweł POCZEKAJŁO

Powszechnie spotykane są różne systemy cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS) [1] mające na celu np. filtrowanie danych. Jednym z najczęściej stosowanych systemów o skończonej odpowiedzi impulsowej (FIR) jest filtr Gaussa, a kluczowe przy implementacji jest uwzględnienie skończonej precyzji zapisu współczynników [2]. Ma to bezpośrednio wpływ m.in. na charakterystykę częstotliwościową. W niniejszym artykule przedstawiono wpływ kwantowania współczynników w dwóch realizacjach jednowymiarowego (1D) filtru Gaussa. Pierwsza, wykorzystuje bezpośrednią implementację splotu. Druga, bazuje na ortogonalnym filtrze Gaussa realizowanym za pomocą rotatorów Givensa. Dla obu struktur wykonane zostały pomiary wybranych parametrów, które pozwalają określić wrażliwość na kwantowanie współczynników. Jako środowisko symulacyjne zastosowano oprogramowanie Scilab [3], umożliwiające jednocześnie precyzyjną analizę danych. Realizowane struktury Transmitancja dowolnego systemu dyskretnego 1D o skończonej odpowiedzi impulsowej może być przedstawiona następująco [1]: (1) ... »

Optimization of coil geometry using Monte Carlo method with HTCondor and Microsoft Azure technologies - DOI:10.15999/48.2019.05.28

Bartosz SAWICKI Artur KRUPA

An important trend in modern computational science is certainly cloud computing. Although this term has been created by the marketing departments in early 2000’s, and a history of distributed and parallel processing in computer science is much longer, one could realize novelty in cloud computing approach. Utilization of commercially managed resources for scientific tasks has significant advantages, such as a flexibility to use different hardware, no need for infrastructure investments. On the other hand, important challenges are raised [1] and it is known that not all types the computing problems benefit from a loosely coupled architecture in the same way. Groups of problems, which could be easily transferred into the cloud infrastructure are independent simulations, sometimes called as an ’embarrassingly parallel’ problems. Sensitivity analysis [2], stochastic simulations [3] are just examples of the problems which require a large number of simulations. Another are DNA alignment in bioinformatics, 3D scene rendering in computer graphics or Monte Carlo methods, which are the main subject of this article. The Monte Carlo methods are based on probing parameters space with the use of a random generator. Applications of such simple but robust solution are wide, and they are especially compatible with the structure of the cloud services [4]. Stochastic optimization using Monte Carlo sampling is one of them [5]. In this paper, stochastic optimization technique is used to design the magnetic coil system. The developed simulation platform is constructed using HTCondor embedded in the Microsoft Azure environment as presented in Fig. 1. Finite element method solver has been constructed using FEniCS library as described later in the paper. Coil design problem is a test case, which could be also successfully solved using gradient optimization techniques. However it should be treated as a benchmarking tool to study e... »

Effects of unreliability of electricity distribution systems for municipal customers in urban and rural areas - DOI:10.15199/48.2019.05.42

Kornelia BANASIK Andrzej Ł. CHOJNACKI

Electric power engineering is an indispensable component of civilization and economic infrastructure. Currently, almost all households located in the country are electrified. The increase in demand for power and electricity is a sign of the country's economic development. The problem of the reliability of the power system is such an important issue because of the requirements of the modern economy. The individual electricity recipient also has very high requirements regarding the quality and continuity of electricity supply. Possible interruptions in the supply of energy disorganize his life, expose him to material losses, and may even lead to a threat to his health or life. Such a situation forces constant development and modernization of distribution power grids. The purpose of this paper is to present the issue of losses to municipal consumers, which are the result of interruptions in the supply of electricity. As shown in the article [1], the municipal recipient incurs significant costs of failures, which constitute the sum of the costs of forced inactivity losses and the costs of damage. This issue is so important and interesting that the Authors analyzed the costs of losses to energy consumers occurring as a result of the failure of electrical power systems, classifying recipients for their place of residence: city and village. The analysis carried out in the publication [1] showed that there are quite large discrepancies between urban and rural recipients and using the average economic coefficient of forced inactivity for all municipal consumers leads to significant errors in the estimation of failures. In the conducted research, households and small farms that do not conduct business activity are considered to be municipal (individual) consumers. Although in recent years there has been development of rural areas and currently living standards in cities and villages are comparable, there is still a significant diffe... »

The ways for the improvement of the information value of the thermal image control of electric machines with long mean time between fa - DOI:10.15199/48.2019.05.16

Mykhaylo ZAGIRNYAK Viacheslav PRUS Oleksandr SOMKA

To provide the reliable operation of electric machines (EM) it is necessary to have trustworthy information about their current state [1]. Its presence will enable both the assessment of their operation conditions and the forecast of the residual life for their timely withdrawal to repair or maintenance. In this case, the main problem consists in the impossibility to use many of the most accurate and advanced methods of diagnostics, as the current monitoring of EM condition is performed in most cases with operating equipment with limited access to EMs and their basic structural units [2]. The above said substantiates the use of such methods of measuring, control and diagnostics that minimize the possible preparatory procedures and even eliminate their influence on operating EM, including various distant methods [3]. According to the existing statistic data, most EM failures result from the winding or bearing units breakage preceded by the growth of their temperature. Thus, the diagnostic methods allowing additional assessment of the thermal condition of both separate units and EM on the whole are sufficiently informative [4, 5]. Their application is especially topical in the determination of the deviation of the temperature of the basic structural elements in complex dynamic operation modes and in the assessment of EM condition in the course of aging. The posed problem can be solved with the use of the methods and means of thermal image control (TC), along with the following digital processing of the obtained images. However, the problems of the accurate interpretation of separate sources of heating and the assessment of the intensity remain unsolved. The present paper settles these problems. Theory The direct application of TC to EM is a rather complicated and ambiguous problem nowadays. First, it is explained by the impossibility of the direct assessment of the state of the internal structural units as windings, cor... »

2019-4

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

Microelectronic Transducer of Gas Concentration based on MOSFET with an Active Inductive Element - DOI:10.15199/48.2019.04.45

Alexandr OSADCHUK Volodymyr OSADCHUK Olena SELETSKA Lyudmila KRYLIK

Transducers of gas concentration are widely used in the chemical and oil and gas industry for measuring of noxious gases concentration in the production and in the systems intended for environmental monitoring. The accuracy of the determination with control over time of the gas composition in the production and technological processes provides the appropriate quality of the executed work as well as ensures safety of working environment. The optical methods are considered as the most universal and simple methods for determination of gas concentration. The most perspective optical method is the absorption spectroscopy which has a low threshold of sensitivity (<1 μg/m3) and high selectivity. In the case of small concentrations of controlled substances, the sensitivity can be enhanced by increase in the thickness of the layer in which absorption occurs. Moreover, the advantages of this method include the multipurpose usefulness, high speed of measurements and simplicity of the implementation in the automated systems. The absorption spectroscopy method, based on the phenomenon of selective absorption of radiation by gases, is the basis of many devices. The selective absorption is explained by the fact that the radiation frequency is resonant for molecules of a certain gas. When light is absorbed, the atoms and molecules of substances pass into a new excited state. The basic gases which concentrations can be determined by the optical method with the optimal wavelengths to occur of absorption in the different areas of the infrared range are presented in [1]. Nowadays, there is a plenty of gas analyzers for a wide variety of gases. The parameters of gas analyzers with operation based on selective absorption of infrared (IR) band radiation by gases from a hydrocarbon group with a wavelength of 2 ÷ 5 μm are given in the papers [2-6]. The parameters of gas analyzers operating on the base of selective absorption of infrared... »

Energooszcze˛dne i bezpieczne protokoły zwie˛kszaja˛ce ˙zywotno´s´c sieci sensorowych - DOI:10.15199/48.2019.04.35

Ewa NIEWIADOMSKA-SZYNKIEWICZ Andrzej SIKORA

Inteligentne sensory poła˛czone siecia˛ bezprzewodowa˛ stwarzaja˛nowe moz˙liwos´ci gromadzenia i przekazywania danych. Bezprzewodowa sie´c sensorów (ang. Wireless Sensor Network — WSN) [1, 2] tworzona jest najcz˛e´sciej w trybie ad hoc, przez niewielkich rozmiarów urza˛dzenia, stanowia˛ce we˛zły sieci ge˛sto rozmieszczone na duz˙ym obszarze. Istotna˛ własnos´cia˛ odróz˙niaja˛ca˛ siec´ typu ad hoc od innych systemów stosuja˛cych transmisje˛ bezprzewodowa˛ jest zdolnos´c´ do samoorganizacji — urza˛dzenia same organizuja˛ sie˛ w siec´. Wszystkie we˛zły sieci sa˛ równoprawne i moga˛ komunikowac ´ sie˛ wzajemnie rywalizuja˛c o doste˛p do kanału radiowego. W ogólnym przypadku sieci WSN tworza˛ urza˛dzenia heterogeniczne, o ró˙znej architekturze, sprz˛etowej i programowej. Na architekture˛ we˛zła sieci WSN składaja˛ sie˛ : nadajnik radiowy, mikroprocesor, pami˛e´c, ´zródło zasilania oraz odpowiednie czujniki, np. o´swietlenia, wilgotno´sci, akcelerometr itd. W przypadku sieci zło˙zonych z kilkuset czy kilku tysi ˛ ecy w˛ezłów niezb˛edny jest wybór takiej architektury i technologii, które umoz˙liwia˛ wzgle˛dnie tanie wytworzenie poszczególnych urza˛dzen´ . W zwia˛zku z tym we˛zły sieci sensorowych charakteryzuja˛ sie˛ niewielka˛ pre˛dkos´cia˛ przetwarzania, ograniczona ˛ pamie˛cia˛ i zasie˛giem komunikacji. Oczywiste jest, z˙e kaz˙de z urza˛dzen´ musi miec´ zapewniona˛ energie˛ do działania. Najcz˛e´sciej stosowane jest zasilanie bateryjne, które ma niewielka˛ pojemnos´c´. Innym rozwia˛zaniem jest wykorzystanie fotoogniw do samoczynnego pozyskiwanie energii. Cz˛ esto stosowane sa˛ niskoenergetyczne protokoły komunikacyjne charakteryzuja˛ce sie˛ niska˛ przepływnos´cia˛ i niewielkim zasi ˛egiem. Ka˙zdy z w˛ezłów komunikuje si ˛e tylko z w˛ezłami znajduja˛cymi sie˛ w jego najbliz˙szym otoczeniu, tj. swoimi sa˛- siadami. Przesyłanie danych w sieci odbywa si ˛e z wykorzystaniem we˛złów pos´rednicza˛cych - stosowany jest schema... »

Wareable mobile measuring device based on electrical tomography - DOI:10.15199/48.2019.04.39

Tomasz RYMARCZYK Paweł NITA Andres VEJAR Michał WOŚ Barbara STEFANIAK Przemysław ADAMKIEWICZ

The platform consists of a data collection device and an aggregation and processing mechanism to generate useful information for diagnosis or for initial monitoring of physiological changes in the body [2-6,13-18]. The tomographic platform will enable the monitoring of physiological processes using the observed changes in electrical conductivity. Considering surface and subsurface information and using hybrid algorithms, new insights can be explored more closely, for example: physiological changes can be related to a specific pathology, the patient's health status can be estimated or a more accurate assessment of drug therapy effects can be provided. The information generated by the platform will be used in diagnostics in order to facilitate the interpretation of patients' medical condition [1.7-12]. Electrical tomography (ET) for biomedical purposes presents structural differences in the general electrical impedance tomography (gpEIT):  Strengthening is limited by international medical standards regarding current level and frequency. In gpEIT, the current and frequency can be as high as devices and region of interest (ROI) can resist.  The impression should be transferred with the help of electrodes on the surface of the skin. In gpEIT, the electrodes can be inserted into the ROI or ROI area and can be immersed in an EIT tank filled with electrolytic fluid.  The stimulation / sensing of data collection and tomographic reversal must be as fast as possible to ensure visualization of the monitored patient in real time. In gpEIT, fast data acquisition and real-time visualization are optional.  Biological soft / hard tissue is a complex multi-scale matter (colloids -> cells -> tissues -> organs -> body). In gpEIT ROI is often made of simple materials.  The rhythm and dynamics of the human body modify the surface / volume of organs, e.g. in the case of lung or heartbeat monitoring, but... »

Vibroabrasive machining of large-size products on hydropulse drive machines - DOI:10.15199/48.2019.04.07

Rostislav D. ISKOVYCH-LOTOTSKY Yurii V. BULYHA Iryna M. KOBYLYANSKA Andrzej KOTYRA Aliya KALIZHANOVA Yedilkhan AMIRGALIYEV

Depuration of outer as well as inner surfaces of complex shape items from forge scales, corrosion, scum as well as processing these surfaces prior to coating by physical and chemical method or paint has been a pressing issue for the enterprises. The present day production faces such difficulties when preparing gas and oil pipes for installation, manufacturing hydraulic power cylinders and turntable-type bearing using low quality pipes, further mechanical processing of which requires expensive tools or ecologically hazardous methods of chemical refinement [2, 3]. Vibroabrasive machining is the most efficient method for depuration of long-length (> 2 meter length) large diameter tubes (> 120 mm). The known plane vibration item load, which is used by the most types of vibratory equipment is not efficient enough when processing large machine parts with complex surfaces. The most technologically advanced equipment for vibroabrasive machining of large machine parts is hydro-pulse drive machine (HPD), which ensures a complex space mode of vibration load. Vibration machines with hydro-pulse drive have a simple system for adjusting frequency and amplitude of oscillation of movable objects as well as energy of one working stroke in each direction of vibration load. Vibration machines hydro-pulse drive of complex space load may be built according to the control circuit for the actuating hydrocylnders by one or more pressure pulse generator (PPG). PPG may be connected to the actuating hydrocylnders “to the input", “to the output", or “combined" [5]. From the point of view of design simplicity, the interest attracts the hydro pulse drive vibromachine of a complex space load with one PPG, switched to the actuating hydrocylnders “to the output". The dynamic model applied When developing the hydropulse drive for the vibromachine of the complex space load, with an aim to receive the highest probable frequency of p... »

Experimental research characteristics of counterbalance valve for hydraulic drive control system of mobile machine - DOI:10.15199/48.2019.04.18

Leonid G. KOZLOV Leonid K. POLISHCHUK Oleh V. PIONTKEVYCH Mykola P. KORINENKO Roman M. HORBATIUK Paweł KOMADA Sandugash ORAZALIEVA Olga USSATOVA

Introduction Mobile machines with hydraulic drive are widely used in industry, transport branch, agriculture [1-3]. Such machines, as a rule, are equipped with high variety of removable operating tools. It enables to use them during greater part of calendar year for performing various operations, such as digging, materials handling, loading operations with bulky materials. Systems of hydraulic drives control of such machines for energy saving, must provide the possibility of regulation of operation organs motion speed and working pressure of pumps in wide ranges. It is important to provide the reliable motion control of the executive device in case of alternating load. Hydraulic drives, based on spool hydraulic separators are widely used in mobile machines. In the process of operation such spools wear, this reduces the degree of leak tightness of hydraulic lines and complicates the operator’s control over the position of the executive device with the load. To provide the possibility of the control over the motion of the executive device and to decrease nonproductive power expenditures in case of the alternative loading counterbalance valves (CBV) are used in the hydraulic drives of mobile machinery. At the same time to provide high degree of leak tightness of operating hydraulic lines controlled check valves are used. Available CBV and controlled check valves increase the cost of the system of hydraulic drive control, its dimensions, mass and operation cost of the mobile machinery [1-7]. The authors elaborated the construction of CBV that simultaneously provides the possibility of the motion speed control of the executive device at the alternative loading and increases the leak tightness degree of the operating hydraulic lines of the hydraulic drive. The following problems are solved to realize the elaborated CBV construction:  provision of high degree of leak tightness;  statistic characteristics st... »

2019-3

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

Switching overvoltage analyses under distorted supply voltage conditions - DOI:10.15199/48.2019.03.28

Tomasz CHMIELEWSKI Piotr ORAMUS Tomasz KUCZEK

The insulation co-ordination analyses are the inevitable stage during the process of reliable electrical systems design. The general purpose of such analyses is most commonly to estimate the maximum (worst case scenario) values of possible overvoltages, for example in various transient states. The outcome of the insulation co-ordination study is crucial for verification of ratings of the power system equipment, as well as overall design of e.g. power substation. Computer simulations are nowadays considered to be an efficient and trustworthy tool that can be applied for analyses of transient conditions. What is more, there are numerous guidelines for computer modelling, which are provided by the international standardization committees and working groups [1-9]. According to IEC and IEEE standards, the substantial part of insulation co-ordination studies (at all voltage levels) is determination of switching transients, generated during current interruption or circuit energization operation [1-5]. As recommended by the IEC standard [1, 2], the determination of switching transients can be done using either deterministic or statistical method with uniform or standard Gaussian distribution of the opening time instant. One of the most valuable information that can be obtained during these studies is the Transient Recovery Voltage (TRV) appearing between Circuit Breaker (CB) contacts, after current interruption. The analysis of phenomena related to switching transients and harmonics (especially with a strong focus on simulations) has been widely investigated in literature [10-16]. In all of the herein quoted resources (papers and standards), the development of the model for transient simulation includes representation of utility grid that supplies the voltage to the system. This element may be represented in various ways, depending on the type of the analysis. Nonetheless, it is usually based on Thevenin equivalent circuit approac... »

Problemy pomiaru zaburzeń radioelektrycznych wytwarzanych przez źródła światła LED - DOI:10.15199/48.2019.03.05

Dariusz BRODECKI

W naszych domach i mieszkaniach coraz bardziej popularne są kompaktowe lampy energooszczędne, oraz zaawansowane technologicznie źródła światła - lampy LED. Urządzenia oświetleniowe z diodami LED mogą wywoływać zaburzenia elektromagnetyczne i zakłócać pracę innych urządzeń [1], dlatego też często podlegają kontrolom przez Prezesa Urzędu Komunikacji Elektronicznej, w ramach planu kontroli wyrobów [2] w obszarze Dyrektywy EMC 2014/30/UE [3]. Elektryczne źródła światła ze względu na swoje użytkowe zastosowanie są najpopularniejszymi urządzeniami elektrycznymi wykorzystywanymi przez człowieka. Dzięki temu doczekały się dedykowanej im normy europejskiej - EN55015 - "Poziomy dopuszczalne i metody pomiarów zaburzeń radioelektrycznych wytwarzanych przez elektryczne urządzenia oświetleniowe i urządzenia podobne" [4]. Według wymagań normy EN 55015 przy ocenie lamp LED należy uwzględnić następujące wymagania: - poziomu dopuszczalnego napięcia zaburzeń na zaciskach zasilania sieciowego, oraz - poziomu dopuszczalnego emisji zaburzeń promieniowanych. Poziomy emisji dla zaburzeń przewodzonych dotyczą zakresu częstotliwości od 9kHz do 30MHz. W przypadku zaburzeń promieniowanych rozpatruje się dwa rodzaje wymagań zależne od częstotliwości: - w zakresie częstotliwości od 9kHz do 30MHz, wymagania dopuszczalnego poziomu składowej magnetycznej natężenia pola mierzone jako prąd indukowany w antenach ramowych obejmujących urządzenie oświetleniowe, - w zakresie częstotliwości 30 MHz do 300 MHz, wymagania dopuszczalnego poziomu składowej elektrycznej natężenia pola zaburzeń promieniowanych. Oprócz wymagań dotyczących zaburzeń radioelektrycznych, urządzenia oświetleniowe podlegają również wymaganiom dotyczącym emisji harmonicznych zgodnie z normą EN61000-3-2 [5][6]. Pomiary emisji promieniowa... »

Ultrasound tomography measuring system for acquisition and analysis data - DOI:10.15199/48.2019.03.26

Tomasz RYMARCZYK Michał GOŁĄBEK Piotr BOŻEK Przemysław ADAMKIEWICZ Michał MAJ Jan SIKORA

The main purpose of this work is to design a system for data acquisition and data analysis. Control methods include issues related to the processing of data obtained from various sensors located in nodes. Monitoring takes place as part of data processing and parameters obtained and processed (Fig. 1). The device has been designed for tomographic measurements of the properties of processes occurring in reservoirs. Fig. 1 Principle of ultrasonic measurement using the transmission method Measurement technologies are still being built and improved. There is a clear tendency in the industry to implement more optimal related functions with an emphasis on active inspection and monitoring [24-26,18-22]. There are many optimization methods [1,8-15], but to solve the inverse problem in the ultrasound tomography can use [2- 7,16,17,23]. Measurement system One of the active probes sends an ultrasonic signal (the number of sent signal periods will depend on the type / size of the tested object, in the case of the container being tested, 4 periods were sufficient), the rest of the probes are in the listening mode. Active probes measure the time individually from the moment the signal is sent until it is picked up by individual transducers. We assume that this is the time in which ultrasounds overcome the distance between the probes. Fig.2 Signal waveforms in the measurement probe Fig.3. Measurement time of one measuring frame After receiving the signal by all sensors, one measuring frame is terminated, the signal from the next probe is transmitted, the remaining probes receive the signal again. The sequence repeats until each probe gives a signal and all times are collected. Figure 2 shows the signal waveform for one pair of transducers. The signal is fed into a rectangular signal fed to the ultrasound transducer in order 112 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 95 NR 3/2019 to force transmission (probe). The obtained signa... »

Wpływ systemów oświetleniowych LED na zaburzenia nisko częstotliwościowe - DOI:10.15199/48.2019.03.07

Stanisław GALLA Mirosław WŁAS

W ramach istniejącego na Politechnice Gdańskiej Laboratorium Inteligentnej Energetyki LAB-6 przy współudziale Pomorskiej Specjalnej Stref Ekonomicznej wykonywane są różnorodne prace związane szeroko rozumianymi badaniami w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej i jakości energii.. W ramach prowadzonych prac zaobserwowano zmiany dotyczące zarówno, jakości energii elektrycznej jak i rodzaju występującej mocy biernej. Praca różnorodnych systemów oświetleniowych, elektronicznych i energoelektronicznych w warunkach występowania harmonicznych napięć i prądów stanowi od dawna ważny aspekt różnorodnych prac badawczych [1 - 6]. Wiąże się one z minimalizacją niekorzystnych oddziaływań wyższych harmonicznych na różnorodne elementy infrastruktury elektroenergetycznej. Jakość energii elektrycznej - to zbiór parametrów opisujących właściwości procesu dostarczania energii do użytkownika w normalnych warunkach pracy, określających ciągłość zasilania (długie i krótkie przerwy w zasilaniu) oraz charakteryzujących napięcie zasilania (wartość, niesymetrię, częstotliwość, kształt przebiegu). Do podlegających kontroli parametrów JEE należą: częstotliwość, wartość napięcia, wahania i odchylenia napięcia, zapady napięcia, przerwy w zasilaniu, przepięcia przejściowe i dorywcze, przepięcia o częstotliwości sieciowej, asymetria napięcia zasilającego, harmoniczne i interharmoniczne dla napięcia, napięcia sygnalizacyjne nałożone na napięcie zasilające. Określenie obowiązujących parametrów jakościowych energii elektrycznej dostarczanej odbiorcom w poszczególnych grupach przyłączeniowych podano w "rozporządzeniu systemowym" [7]. Za wprowadzanie do sieci każdej ilości mocy biernej pojemnościowej odbiorcy płacą dodatkową opłatę karną. Prowadzone na potrzeby zewnętrznych firm pomiary, jakości energii elektrycznej na różnorodnych obiektach zarówno przemysłowych jak i komercyjnych (biura, hotele) wykazują w okresie ostatnich 3 - 4 lat tendencję do z... »

Cable links designing in HVAC and HVDC submarine power grids - selected issues - DOI:10.15199/48.2019.03.02

Mirosław PAROL Sylwester ROBAK Łukasz ROKICKI Jacek WASILEWSKI

The subject-matter presented in this paper is very important from the practical point of view (i.e. designing practice). It results from the fact that, importance of submarine (offshore) HVAC and HVDC power grids is expected to grow with time. In particular, it will be a result of offshore wind farms being developed and submarine transmission interconnections between various national power systems being established. As a consequence, proper procedures outlining the design of HVAC and HVDC submarine cable links (lines), composing respectively of HVAC and HVDC submarine power grids, need to be formulated. Every single HVDC submarine cable link is composed of a HVDC submarine cable line and converter substations situated on both sides of the line. The most advanced review of different issues related to HVAC and HVDC submarine power cables has been presented in [1, 2]. Additionally, a few sessions on this subject have been organized during JICABLE’15 Conference [3]. It is worth paying attention to the fact that in the time of planning, apart from different possible power transmission technology (HVAC, HVDC, HVAC-DC systems), one can distinguish several typical classes of submarine power grids structures. The most important information concerning issues such as: concept of HVAC and HVDC submarine cable power grids, information about existing and planned submarine cable links, short characteristics of these cables, general power system requirements for these cable links, and designing rules of these power links will be presented in consecutive sections of this paper. Some of them are explicitly associated with the topic of designing HVAC and HVDC submarine power grids. Issues discussed in this publication were among others, a subject of [4]. Concept of submarine cable power grids Offshore wind power, marine gas & oil industry is planned for worldwide development. Additionally, increase in the integration of power systems... »

2019-2

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

Algorytmy samoczynnego częstotliwościowego odciążania w świetle obowiązujących rozporządzeń Komisji Europejskiej - DOI:10.15199/48.2019.02.02

Jacek HANDKE Bartosz OLEJNIK Aleksandra SCHÖTT

Niezawodne i stabilne działanie systemu elektroenergetycznego odnosi się zarówno do ciągłości zasilania odbiorców, jak i do jakości energii elektrycznej, którą odbiorcy są zasilani. Jednym z elementów określających jakość energii elektrycznej jest częstotliwość sieciowa. W idealnym przypadku wartość częstotliwości sieciowej w polskim systemie elektroenergetycznym to 50 Hz, należy jednak zwrócić uwagę również na te sytuacje, gdy częstotliwość ta odbiega od swojej wartości znamionowej. W przypadku zaistnienia znaczących różnic między wartością znamionową częstotliwości, a wartością zmierzoną w systemie wykorzystywana jest automatyka samoczynnego częstotliwościowego odłączania (SCO). W przypadku niezbilansowania się mocy zapotrzebowanej i wygenerowanej w systemie elektroenergetycznym, generatory automatycznie zwiększą moc turbin po przez załączenie do sieci rezerw wirujących, jeśli takie występują, do momentu uzyskania częstotliwości znamionowej. Jednak w przypadku, gdy generatory osiągną szczyt swoich możliwości regulacyjnych nastąpi gwałtowny spadek częstotliwości, a zabezpieczenia podczęstotliwościowe mogą nawet wyłączyć generator, w celu uniknięcia jego zniszczenia. W ogólnym przypadku generatory mogą pracować na obrotach niższych niż znamionowe, lecz zmniejsza się wtedy generowana przez nie moc wyjściowa, a co za tym idzie zwiększa się deficyt mocy w systemie. Potrzeby własne elektrowni wymagają natomiast do poprawnej pracy częstotliwości większych niż 47,5 Hz. Dla częstotliwości 46 Hz mówi się o pracy krytycznej, kiedy następuje efekt kaskadowego odłączania silników asynchronicznych potrzeb własnych. Ze względu na ograniczenia konstrukcyjne stosowanych w systemie urządzeń, należy zabezpieczyć system przed gwałtowanym spadkiem częstotliwości poniżej wartości znamionowej. W takich sytuacjach niezbędna jest automatyka pozwalająca na odłączanie nadmiarowych mocy zapotrzebowanych. Automatykę SCO definiować można jako skoo... »

Fast electronically triggered spark gap for HV applications - DOI:10.15199/48.2019.02.18

Radosław SZREDER Przemysław SUL Krzysztof PACHOWICZ

In the high-voltage technology during high-voltage tests it is very often necessary to trigger systems that is at a high potential, at least several kilovolts. A fairly common solution is the use of a three-electrode spark gap construction triggered by the command system, among others due to low construction costs and the possibility of brake-down voltage regulation in a wide range. However, always the problem of the triggering system ocures, due to the fact that it may operate at high potential. That causes the problem of galvanic isolation between the testing system and the control system. Construction The overriding goal in design process of the highvoltage triggering system was to develop a construction characterized by repeatability and a short self-time. The next step was to achieve as small dimensions as possible of the designing device and good energy efficiency. Very important, from the controlling device point of view, was also to ensure the maintenance of galvanic isolation between the control system and the trigger. The assumed goals were achieved by building an electronic triggering system based on the basic topology of flyback converters [1]. However, in this case, instead of the rectifier the ends of the secondary winding (L2) are connected to the auxiliary electrode and one of the main electrodes (Fig. 2). This solution was chosen due to the small number of necessary elements, which is associated with small dimensions of the entire device. The galvanic isolation between the control system and the trigger was implemented ... »

Comparative analysis of production costs of electricity generated from various renewable energy sources - DOI:10.15199/48.2019.02.15

Marta BĄTKIEWICZ-PANTUŁA

In the last decades, there has been rapid development and use of renewable energy sources (RES) throughout the world. This began to result not only from ever more restrictive decrees requiring the reduction of environmental pollution, but mainly due to economic reasons. Renewable energy sources have almost unlimited renewable energy resources compared to fossil fuels, and that type of resources is constantly shrinking. Political events in the 1970s and the associated fuel and energy crisis caused an increase in a number of research on the use of renewable energy in the industrialized countries to obtain an alternative in the use of oil and gas. The society around the world is also aware that by using fossil fuels further to the same extent and even more, they contribute greatly to pollution of the Earth's environment, causing high emission of carbon dioxide into the atmosphere, which significantly contributes to the greenhouse effect. Overall demand for electricity in Poland and around the world increases every calendar year, thanks to the constantly growing economic development. As a result of this process, new investments are needed to maintain the country's energy demand at an appropriate level. An additional factor affecting the need for new investments in the Polish energy sector is the aging process of existing power units. Investment in renewable energy sources allows to significantly reduce expenses and time devoted to the construction of new power plants, whose main fuel is fossil fuels. Solar and wind energy have the largest share in the energy market, due to the fact that this type of energy is available in almost every corner of the globe. However, the distribution of this energy is uneven, there are places where the value of solar or wind energy is higher, and in others it is much smaller. Therefore, areas that are extremely profitable for the use of solar energy and in other places for wind energy can be dis... »

Analiza aspektów termicznych oraz niezawodnościowych na przykładzie opraw ze źródłami LED do oświetlenia miejsca pracy - DOI:10.15199/48.2019.02.16

Mariusz SOCHACKI Piotr GIEMZA

Podstawową zaletą źródeł światła w postaci diod LED jest możliwość konstruowania wysokowydajnych, pod względem jakości oświetlenia oraz sprawności energetycznej, opraw oświetleniowych zasilanych napięciem stałym bez konieczności przekraczania dopuszczalnych wartości napięć dotykowych. Przy aktualnej skuteczności świetlnej diod LED generujących światło białe na poziomie powyżej 100 lm/W do oświetlenia stanowisk pracy wystarczające są oprawy oświetleniowe o mocy około 30 - 50 W, co w zdecydowany sposób sprzyja nie tylko wypieraniu tradycyjnych źródeł żarowych, ale także świetlówek kompaktowych w tego typu aplikacjach. Podstawowym zagadnieniem do rozwiązania w tego typu aplikacjach przy zastępowaniu lamp fluorescencyjnych jest ograniczenie dużego olśnienia wynikającego z wysokiej luminancji dochodzącej do 107 cd/m2. W przypadku specjalizowanego oświetlenia miejsca pracy odpowiednio zaprojektowany i wykonany dyfuzor jest nieodłącznym elementem konstrukcyjnym oprawy oświetleniowej wykorzystującej diody LED. Małe wymiary źródeł LED pozwalają konstruować lekkie i kompaktowych rozmiarów oprawy oświetleniowe, gdzie podstawowym problemem staje się gęstość rozpraszanej w postaci ciepła mocy. Dobór punktu pracy diod LED przy szeregowym łączeniu źródeł światła w moduły i równoległym łączeniu modułów decyduje, przy zdefiniowanej wartości przewodności cieplnej materiałów konstrukcyjnych, o wartości uzyskiwanego docelowo strumienia świetlnego oraz niezawodności oprawy oświetleniowej. Bardzo ważną i powszechnie pomijaną zaletą źródeł LED ze względu na brak standaryzacji jest możliwość bardzo wyraźnego zwiększenia efektywności energetycznej poprzez zasilanie opraw oświetleniowych z centralnej magistrali napięcia stałego o odpowiednio dobranej wartości, co w bardzo skuteczny sposób redukuje problemy ochrony przeciwporażeniowej i zmniejsza ryzyko powstawania pożarów przy awariach instalacji elektrycznych. Wykorzystanie komponentów półprze... »

Creativity and innovations in the 21st Century - DOI:10.15199/48.2019.02.01

Jacek F. GIERAS

Introduction Nowadays, new developments in engineering and information technology require design engineers to have qualities of high level of creativity, inventiveness and ability to apply the newest achievements in science and technology to modern products. Creative people need to be able to view things in new ways or from a different perspective. Inventiveness means the power of creative imagination. The goal of science is the pursuit of knowledge for its own sake while the goal of technology is to create products that solve problems and improve human life. Technology is the practical application of science. Creativity There are many definitions of creativity. According to Webster Dictionary, creativity is the ability to make new things or think of new ideas. There are many other definitions, e.g., 1) Creativity is a thought process that involves generating new ideas or concepts or links between existing ideas or concepts; 2) Creativity is the process of developing a new, uncommon or unique idea; 3) Creativity is the ability to generate new ideas, you can learn it, it depends on knowledge, experience, motivation, effort and perseverance; 4) Creativity means creating new combinations from known information. Has anybody ever thought that [1]:  All literature written in contemporary English consists of various combinations of only twenty-six letters;  All images in the world are combinations of only three basic colors: red, yellow and blue;  All music is a composition of up to twelve notes;  All known numbers consist of only ten symbols;  Extremely complex computer calculations are made using two-element systems. That's why, whenever we mention something new, we say in fact, about the innovative arrangement of existing elements. The world of ideas is similar to the world of finance. Investors are active in the financial world, whereas creative people operate in the world of ideas... »

2019-1

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma