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

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY

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

Znaczenie zjawisk cieplnych w projektowaniu i pracy silnika reluktancyjnego przełączalnego

Mariusz KORKOSZ Jan MRÓZ

Zagadnienia cieplne, w odniesieniu do silników SRM, są niezbyt często analizowane. W artykule, wykorzystując metodę elementów skończonych, obliczono straty mocy w uzwojeniach wysokoobrotowego silnika SRM 4/2. Ich obliczenie napotyka na trudności związane ze złożonym kształtem nasycającego się obwodu magnetycznego. Temperaturę uzwojeń oszacowano wykorzystując prostsze modele obwodowe. Wskazano na potrzebę łącznego traktowania zjawisk elektromagnetycznych i cieplnych w procesie projektowania silników SRM. Abstract. Thermal issues regarding to SRM motors are not often analyzed. In paper were calculated power losses in windings of high-speed 4/2 SRM motor using finite elements method. It is hard to calculate them because of complex shape of saturating magnetic circuit. Temperature of windings was calculated using simpler circuit models. The need of taking into account both electromagnetic and thermal effects during process of SRM motor designing was pointed. (Importance of thermal effects in design and operation of switched reluctance motor) Słowa kluczowe: silnik reluktancyjny przełączalny, SRM, silnik dwupasmowy, silnik trójpasmowy, obliczenia cieplne. Keywords: switched reluctance motor, SRM, two-phase motor, three-phase motor, heat calculations. Wstęp W układach napędowych sprzętu AGD wymagane jest celowe sterowanie pracą silnika elektrycznego dla realizacji określonego zadania zaprogramowanego do wyboru przez użytkownika. Wiąże się to z koniecznością uzyskania określonych zakresów prędkości i momentów. Silnik reluktancyjny przełączalny (Switched Reluctance Motor- SRM), który z natury rzeczy jest wyposażony w elektroniczny układ sterujący mógłby zastąpić konwencjonalny napęd sprzętu AGD. Prostota budowy, niskie koszty skupionego uzwojenia stojana, brak uzwojenia wirnika, brak magnesów trwałych oraz duża odporność na uszkodzenia i duża trwałość (brak zużywających się szczotek i komutatora) predestynują ten silnik do omawianych zadań. [...]

ZAKUP JEDNORAZOWY I DOSTĘP DO WIRTUALNEJ CZYTELNI
PRENUMERATA PAPIEROWA

Czytaj za darmo! »

Prenumerata

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

prenumerata papierowa roczna PLUS (z dostępem do archiwum e-publikacji) - tylko 780.00 zł
prenumerata papierowa roczna PLUS z 10% rabatem (umowa ciągła) - tylko 702.00 zł *)
prenumerata papierowa roczna - 690.00 zł
prenumerata papierowa półroczna - 345.00 zł
prenumerata papierowa kwartalna - 172.50 zł

okres prenumeraty:

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

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

INNE PUBLIKACJE W TYM ZESZYCIE

Acoustic noise emissions caused by the transformer in a DC/DC converter for welding applications

Gorazd ŠTUMBERGER Klemen DEŽELAK Beno KLOPČIČ Drago DOLINAR

This paper focuses on acoustic noise emissions caused by the transformer that operates as a part of DC/DC converter installed in a resistance spot welding system (RSWS). The discussed RSWS contains a three-phase input rectifier, an inverter, an iron core welding transformer with one primary and two secondary winding and two output rectifier diodes connected to the transformer’s secondary windings. In the case study, two different methods are applied to generate the inverter output voltage, which supplies the transformer’s primary winding. Considering possible origins of acoustic noise emission in the discussed transformer and based on performed simulations and measurements, the paper explains while the two applied voltage generation methods influence the acoustic noise emissions caused by the transformer differently. Streszczenie. W artykule opisano zagadnienie emisji hałasu przez transformator pracujący w układzie przetwornicy DC/DC w spawarce punktowej (ang. Resistance Spot Welding - RSW). Omawiana spawarka składa się z prostownika trójfazowego, falownika i transformatora z rdzeniem żelaznym. W badaniach wykorzystano dwie metody generowania napięcia wyjściowego falownika, zasilającego transformator i określono wpływ każdej z nich na emisję hałasów. (Emisja hałasu przez transformator pracujący w układzie przetwornicy DC/DC w spawarce). Keywords: DC/DC converter, transformer, acoustic noise emissions. Słowa kluczowe: przetwornica DC/DC, transformator, emisja hałasu. Introduction Generally, electromagnetic devices supplied by varying currents emit acoustic noise. If the impacts on human health are not discussed, the acoustic noise emissions caused by the electromagnetic devices could be found in the range from imperceptible to annoying and even distracting. In order to keep the acoustic noise emissions caused by an electromagnetic device in an acceptable range, the origin of acoustic noise must be known. This paper deals wit więcej »

Advanced Concept of Voice Communication Server on Embedded Platform

Miroslav VOZNAK Karel TOMALA Jiri VYCHODIL Jiri SLACHTA

The paper deals with a design of an embedded Voice communication server which was developed within the scope of the BESIP project (Bright Embedded Solution for IP Telephony). The project brings a modular architecture with additional functionality such as a speech quality monitoring and a protection against security threats.The speech quality assessment is carried out in a simplified computational E-model and we implemented our proposal into the BESIP as an optional component. In the security module. We applied a standard approach to the intrusion detection and protection and in addition to the mentioned modules we come up with an idea of unified configuration based on the NETCONF protocol. We implemented ntegrated the complex support of NETCONF configuration protoco into OpenWRT and our modifications were accepted by OpenWRT community. The paper describes the inidvidual modules, their features and entire BESIP concept. Streszczenie. W artykule przedstawiono budowę serwera komunikacji głosowej, jako część projektu BESIP. Opracowano architekturę modułową, posiadającą dodatkowe funkcjonalności, takie jak: kontrola jakości dźwięku mowy i ochrona przed zagrożeniami zewnętrznymi. Zastosowano ideę konfiguracji jednolitej, opartej na protokole NETCONF. Opisany został każdy z modułów, ich funkcjonalność i cały projekt BESIP. (Ulepszona koncepcja serwera komunikacji głosowej na platformie osadzonej). Keywords: BESIP, NETCONF protocol, OpenWRT, Speech quality, VoIP security. Słowa kluczowe: BESIP, NETCONF, OpenWRT, jakość mowy, ochrona VoIP. Introduction Our intent in the BESIP project (Bright Embedded Solution for IP Telephony) was focused on development an open-source modular architecture of voice communication server with additional functionalities such as speech quality monitoring and protection from selected security threats. The BESIP offers the prepared solution with integrated key components, the entire system is distributed as an image or więcej »

Algorytm optymalizacji magnetoelektrycznych silników synchronicznych z uwzględnieniem polowego modelu zjawisk elektromagnetycznych

Łukasz KNYPIŃSKI Lech NOWAK Cezary JĘDRYCZKA Krzysztof KOWALSKI Piotr SUJKA

Zaproponowano koncepcję algorytmu do optymalizacji magnetoelektrycznych silników synchronicznych (PMSM) z uwzględnieniem polowego modelu zjawisk elektromagnetycznych. Na podstawie algorytmu opracowano oprogramowanie, które składa się z dwóch modułów: modułu MES do polowej symulacji zjawisk występujących w silnikach PMSM oraz modułu optymalizacyjnego OPT). Optymalizację parametrów strukturalnych silnika przeprowadzano przy użyciu algorytmu genetycznego. Przedstawiono rozważania dotyczące poprawności formułowania funkcji celu, w szczególności wyboru kryteriów cząstkowych w funkcji kompromisowej. Zaproponowano dekompozycję zadania optymalizacji - poprzez jego podział na dwa etapy. Przedstawiono wybrane wyniki testowych obliczeń symulacyjnych i optymalizacyjnych. Abstract.The paper presents a concept of an algorithm and software for the structure optimization of the permanent magnet synchronous motor structure. The software consists of two modules: a numerical model of the PMSM motor (ANSYS Maxwell) and an optimization solver OPT (own code in Object Pascal). Numerical implementation is based on finite element method. For the motor structure optimization the genetic algorithm has been applied. Decomposition of optimization task has been proposed. The two-stage optimization has been executed. Selected results of the calculation and optimization are presented and discussed. (Algorithm for the optimization of the permanent magnet synchronous motor employing the finite element method) Słowa kluczowe: magnetoelektryczne silniki synchroniczne, algorytm genetyczny, optymalizacja, pole elektromagnetyczne. Keywords: permanent magnets synchronous motors, genetic algorithm, optimization, electromagnetic fields. Wstęp W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań realizowanych w ramach projektu "Nowa generacja energooszczędnych napędów elektrycznych do pomp i wentylatorów dla górnictwa", współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Region więcej »

An algorithm for finding visual markers in an infrared camera images based on Fuzzy Spatial Relations

Tomasz JAWORSKI Jacek KUCHARSKI

The following paper presents results of developed algorithm that allows finding a set of heated markers visible in previously registered IR image with a thermal camera. Developed tool is found to be helpful in tasks of locating geometry of cold steel cylinder, hardly distinguishable from its background. The approach is based on matching a scene model with fuzzy description of objects of interests. Authors utilize geometry features such as shape, orientation, distance and spatial relations, which are assessed on a basis of fuzzy set theory. Streszczenie. Prezentowany artykuł przedstawia wyniki prac nad algorytmem automatycznego wykrywania znaczników cieplnych w obrazach uzyskiwanych za pomocą kamery termowizyjnej. Opisywana metoda wykorzystuje wnioskowanie rozmyte oparte na rozmytej ocenie kształtu, położenia oraz wzajemnych relacji przestrzenno-kierunkowych obiektów obserwowanych przez kamerę termowizyjną. (Lokalizacja obiektu zimnego stalowego walca na obrazach z kamery termowizyjnej z użyciem rozmytej oceny relacji przestrzennych znaczników cieplnych). Keywords: fuzzy logic, fuzzy pattern matching, image processing, thermovision. Słowa kluczowe: logika rozmyta, rozmyte dopasowywanie wzorów, przetwarzanie obrazów, termowizja. Introduction The following article presents an algorithm designed to identify and locate heated markers in infrared images. The main idea behind the conducted research was to precisely locate cold steel cylinder (as in figure 3a) which temperature is same as the surrounding environment’s. Hence majority of its edges is invisible. To solve this problem, authors have employed a set of hot markers (heated by DC current flow) and fuzzy assessment methods which seems to be natural due to uncertainty implicitly bound to terms like “object A is a rectangle" or mutual relations “object A is to le left of object B". In other words presented algorithm assess spatial relations between discovered objects więcej »

Analiza i badanie silnika synchronicznego o rozruchu bezpośrednim i magnesach w wirniku rozłożonych w kształcie litery U

Mariusz BARAŃSKI Wojciech SZELĄG Cezary JĘDRYCZKA Jacek MIKOŁAJEWICZ Piotr ŁUKASZEWICZ

W artykule przedstawiono analizę procesu rozruchu i stanu pracy ustalonej silnika synchronicznego magnetoelektrycznego przystosowanego do rozruchu bezpośredniego. Badania symulacyjne przeprowadzono przy wykorzystaniu polowo-obwodowego modelu zjawisk i programu opracowanego w środowisku Maxwell. Rozpatrzono silnik o wirniku z magnesami trwałymi ułożonymi w obszarze podziałki biegunowej wirnika w kształcie litery U. Przyjęto, że pakiet stojana jest identyczny jak w seryjnie produkowanym trójfazowym czterobiegunowym silniku indukcyjnym o mocy 3 kW. Analizowano m.in. wpływ napięcia zasilania i liczby zwojów uzwojenia stojana na parametry rozruchowe i parametry funkcjonalne silnika w stanie pracy ustalonej. Uzyskane wyniki wykorzystano w procesie projektowania silnika modelowego. Silnik ten zbudowano i przebadano na opracowanym stanowisku pomiarowym. Przedstawiono wybrane rezultaty badań symulacyjnych i laboratoryjnych oraz wynikające z nich wnioski. Abstract. In the paper transients during startup process and steady states of line start permanent magnet synchronous motor have been analyzed. Computer simulations have been performed using field-circuit model of the motor elaborated in the Maxwell environment. The structure of the rotor with permanent magnets arranged in "U" shape per pole has been used. It was assumed that the stator lamination is taken from mass-produced 3- phase, 4-pole, 3 kW squirrel-cage induction motor. The influence of supply voltage and coils turn number of the stator phase winding on the starting and functional parameters in steady state of the motor have been investigated. The experimental tests of the considered motor using the constructed test-stand have been performed. Selected results and conclusions have been presented. (Analysis and tests of line start permanent magnet synchronous motor with u-shaped magnets rotor). Słowa kluczowe: silnik synchroniczny magnetoelektryczny o rozruchu bezpośrednim (LSPMSM), nowa struktu więcej »

Analiza numeryczna procesu wymiany ciepła wewnątrz rozdzielnicy elektrycznej

Mateusz BĘDKOWSKI Jacek SMOŁKA Andrzej J. NOWAK

Celem artykułu było opracowanie przestrzennego modelu numerycznego opisującego proces przepływu ciepła i masy wewnątrz rozdzielnicy elektrycznej. Ponadto w wyniku jego sprzężenia z modelem elektromagnetycznym w przeprowadzonej analizie uwzględniono wpływ efektu zbliżenia oraz naskórkowości na proces generacji ciepła w szynach urządzenia. Analiza numeryczna została przygotowana dla rzeczywistej rozdzielnicy elektrycznej. Abstract. The main aim of this work was to develop a 3-D numerical model, which describes the heat and mass transfer (CFD) problem inside switchgear casing. In addition, as a result of CFD and electromagnetic model coupling, the induced effects, i.e. proximity and skin effects on heat generation in the device busbars were taken into consideration. The analysis was performed for the existing switchgear device. (Numerical analysis of heat and mass transfer processes inside a switchgear casing). Słowa kluczowe: generacja ciepła, szyny prądowe, efekt zbliżenia, naskórkowość, analiza sprzężona Keywords: heat generation, busbars, electromagnetism, proximity effect, skin effect, coupled analysis. Wstęp Rozdzielnica elektryczna to jedno z podstawowych urządzeń wykorzystywanych w systemie elektroenergetycznym. Szeroka skala zastosowań sprawia, że rozdzielnice są urządzeniami bezpośrednio wpływającymi na niezawodność dostaw energii elektrycznej. W celu zapewnienia optymalnych warunków pracy tych urządzeń istotne jest monitorowanie temperatury poszczególnych elementów, gdyż wraz ze wzrostem temperatury szyn prądowych pogorszeniu ulegają parametry pracy układu szynowego [1]. Pod względem eksploatacyjnym najistotniejsza jest temperatura podzespołów rozdzielnicy elektrycznej. W przypadku przekroczenia technicznych limitów określonych w normach konieczne jest zmniejszenie maksymalnych prądów roboczych, a tym samym zwiększenie nakładów inwestycyjnych. Dzięki intensyfikacji odprowadzenia ciepła, istnieje możliwość tworzenia bardzi więcej »

Analiza parametrów funkcjonalnych w bezżłobkowym 3-fazowym generatorze tarczowym dla małej elektrowni wiatrowej

Adrian MŁOT Mariusz KORKOSZ Marian ŁUKANISZYN

W artykule przedstawiono analizę wybranych parametrów całkowych generatora o strumieniu osiowym, którego głównym zastosowaniem będzie praca w małej elektrowni wiatrowej. Celem pracy było osiągnięcie żądanej wartości napięcia rotacji wystarczającej do ładowania baterii akumulatorów. W celu zrealizowania tego zadania, zbudowano trójwymiarowy model polowy 3-fazowego bezżłobkowego generatora bazujący na metodzie elementów skończonych (MES). Na bazie modelu polowo-obwodowego wyznaczono charakterystyki wyjściowe generatora i jego sprawność. Abstract. This paper presents calculated results for integral parameters obtained on the basis of a three-dimensional model of an axial flux permanent magnet wind generator such as electromagnetic torque, induced voltage per phase, output power and generator efficiency. The axial flux (disc shape) ferrite magnet machine is an attractive alternative to radial flux (cylindrical shape) machines in wind turbine applications. The presented axial flux configuration is amenable to the low speed operation of a direct drive wind energy system. The main task of generator design is to achieve a high rectified voltage and efficiency. The main advantage of the presented construction is high efficiency, low weight, reduced system size, and noise. (Analysis of the functional parameters of a 3-phase slotless axial flux wind power generator) Słowa kluczowe: generator turbiny wiatrowej, generator tarczowy, stojan bezżłobkowy. Keywords: wind power generator, axial flux generator, slotless stator. Wstęp W wielu wdrażanych, bądź stosowanych obecnie, aplikacjach maszyny tarczowe z magnesami są wykonywane w różnych konfiguracjach o różnej geometrii, a także różnym sposobem wykonania poszczególnych elementów maszyny elektrycznej [1-7, 9]. Wyróżnić można generatory z wirnikiem zewnętrznym lub wewnętrznym, magnesy mogą być montowane na powierzchni albo zagłębione w rdzeń wirnika. Natomiast rdzeń stojana z cewkami nawiniętymi lub więcej »

Analiza polowa i obwodowa silnika synchronicznego z magnesami trwałymi sterowanego regulatorem histerezowym

Ryszard PAŁKA Piotr PAPLICKI Rafał PIOTUCH Marcin WARDACH

W pracy przedstawiono wyniki badań symulacyjnych maszyny synchronicznej z wirnikiem wewnętrznym z magnesami trwałymi i pakietowanym stojanem, sterowanej regulatorem histerezowym. Wyznaczono przebiegi prądów fazowych, momentu elektromagnetycznego oraz prędkości obrotowej podczas rozruchu i pracy ustalonej maszyny. Na podstawie uzyskanych wyników sformułowano wnioski dotyczące możliwości wykorzystania metody elementów skończonych i metod obwodowych w procesie syntezy regulatorów prądu. Abstract. This paper presents simulation results of a permanent magnet synchronous motor with interior rotor which is controlled by the hysteresis current controller. Phase currents, electromagnetic torque and rotor angular speed have been determined. Simulation results aim on usefulness of finite element method and circuit method for current controllers design process. (Simulation results of a permanent magnet synchronous motor with interior rotor which is controlled by the hysteresis current controller) Słowa kluczowe: analiza polowa, analiza obwodowa, maszyna synchroniczna, magnes trwały, regulatory prądu Keywords: field analysis, circuit analysis, synchronous machine, permanent magnet, current controllers Wstęp Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi (ang. PMSM - Permanent Magnet Synchronous Motor) są coraz częściej wykorzystywane w napędzie przemysłowym [1]. Wysoka sprawność w szerokim zakresie prędkości obrotowej i momentu obciążenia, wysoki współczynnik mocy, duża przeciążalność momentem, a także możliwość pracy przy wysokich prędkościach obrotowych (również z osłabianiem pola), powoduje, że maszyny PMSM często zastępują, w zaawansowanych napędach, maszyny indukcyjne, a także maszyny prądu stałego z komutatorem mechanicznym [1, 2]. W układach napędowych z silnikami synchronicznymi ze wzbudzeniem od magnesów trwałych przekszta więcej »

Analiza pracy prądnicy trójfazowej z magnesami trwałymi w elektrowni wiatrowej małej mocy

Marek CIURYS Manswet BAŃKA Ignacy DUDZIKOWSKI

Opracowano algorytm i program obliczeń projektowych prądnic trójfazowych z magnesami trwałymi. Zastosowano metodę obwodowo-polową. Zaprojektowano prądnicę oraz wyznaczono jej parametry ruchowe podczas pracy przy różnej prędkości obrotowej, w różnej temperaturze otoczenia. Dobrano układ stabilizacji napięcia oraz zamodelowano układ: generator - układ stabilizacji napięcia - odbiory. Wyznaczono przebiegi czasowe w analizowanym układzie. Abstract. An algorithm and a program for designing of the three-phase generators with permanent magnets were developed. Circuit-field method was used. By the use of the developed algorithm and program permanent magnet generator was designed and its operating parameters at different speed and at different magnet temperature were determined. The system: generator - voltage stabilization system - loads was modeled. Voltage and current transients in the analyzed system were determined. (Analysis of the operation of a three-phase generator for a low power wind power plant). Słowa kluczowe: Prądnica trójfazowa, elektrownia wiatrowa, stabilizacja napięcia, przebiegi czasowe. Keywords: Three-phase generator, wind power plant, voltage stabilization, transients. Wstęp W elektrowniach wiatrowych i wodnych małej mocy coraz częściej stosowane są generatory wzbudzane magnesami trwałymi. Ich zaletą jest duża sprawność i niezawodność, wyeliminowanie pierścieni ślizgowych i szczotek oraz układu regulacji prądu wzbudzenia. W porównaniu z generatorami asynchronicznymi ich zaletą jest brak poboru mocy biernej. W elektrowniach wiatrowych małej mocy ich udział wynosi około 50 %. Pracują one zwykle z prędkością 1500 - 3000 obr/min [1]. Między t więcej »

Analysis of EDCF Access Mechanism Based on IEEE 802.11e

Petr MACHNIK

This paper analyzes influence of the EDCF parameters on the performance of the IEEE 802.11 network. This aim is achieved using a mathematical model based on Markov chains. Furthermore, series of simulation results are demonstrated which are focused on the dependency of the throughput and media access delay on the load for distinct sets of EDCF parameters. By a similar way, DCF and EDCF access mechanisms are compared. Finally, an impact of the minimal and maximal contention window on the throughput and media access delay is examined. Streszczenie. W artykule przedstawiono wpływ parametrów EDCF na działanie sieci IEEE 802.11. Wykorzystano do tego celu model matematyczny, oparty na łańcuchu Markova. Dodatkowo, wykonano serię symulacji, których wyniki pokazują zależność między przepustowością, a opóźnieniem w dostępie do danych przy różnych konfiguracjach parametrów EDCF. W podobny sposób dokonano porównania mechanizmów dostępu dla DCF oraz EDCF. Na koniec przedstawiono wyniki analizy wpływu rozmiarów (minimalnego i maksymalnego) okna rywalizacji na przepustowość i czas dostępu do danych. (Analiza mechanizmu dostępu do danych EDCF, opartego na sieci IEEE 802.11e). Keywords: EDCF, IEEE 802.11e, media access mechanism. Słowa kluczowe: EDCF, IEEE 802.11e, mechanizm dostępu do danych. Introduction Initially, the IEEE 802.11 technology did not distinguish various types of data because, at that time, no delaysensitive traffic was necessary to transmit by this wireless technology. Later, an accent was put on the Quality of Service (QoS) support so that delay-sensitive applications like voice or real-time video could be reliably transmitted. One of the solutions of this problem was an improvement of the used media access mechanism. The original IEEE 802.11 standard defined two media access mechanisms - Distributed Coordination Function (DCF) and Point Coordination Function (PCF). Whereas DCF is a contention-based access mechanism similar to the więcej »

Application of mobile devices with the Android system for the induction motors faults diagnosis

Marcin PAWLAK

The article presents a prototype of a remotely controlled measurement system for the diagnostics of induction motors, which uses any mobile device with the Android system, and diagnostic software installed on it as its hardware component (e.g. a mobile phone or a tablet). In the measurement component of the system there are two current clamps measuring motor current in two phases and a microprocessor logger which sends measurement samples to the mobile device by radio waves using the Bluetooth technology. Streszczenie. W artykule przedstawiono prototyp zdalnego systemu pomiarowego do diagnostyki silników indukcyjnych, który w części sprzętowej wykorzystuje dowolne urządzenie przenośne z systemem Android (np. telefon komórkowy, czy tablet) z zainstalowanym oprogramowaniem diagnostycznym. Część pomiarową systemu stanowią dwie przystawki cęgowe mierzące prąd silnika w dwóch fazach oraz mikroprocesorowy rejestrator, który przesyła próbki pomiarowe do urządzenia przenośnego drogą radiową, wykorzystując technologię Bluetooth. (Zastosowanie urządzeń przenośnych z systemem Android w diagnostyce silników indukcyjnych) Keywords: induction motor, diagnostics, frequency analysis of stator current, Android system. Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, diagnostyka, analiza częstotliwościowa prądu, system Android. Introduction In the last decade we were able to observe the rapid development of technology related to manufacturing and availability of the PDA type handheld devices (Personal Digital Assistant). Especially the mobile telephony market evolved in the direction of the propagation of the so called smartphones, i.e. mobile devices joining the function of a phone and a personal computer. Taking into account the hardware component, the devices are highly-efficient computers with a lot of peripheral systems extending their abilities, enriching them with additional multimedia and communication functions. The software component of such devices is us więcej »

BER Measurement in Software Defined Radio Systems

Radek MARTINEK Jan ZIDEK Karel TOMALA

The article describes a flexible concept of measuring system consisting of PXI-5670 RF vector signal generator and PXI 5661 RF vector signal analyzer. The measuring system structure is based on PXI modular system that applies synthetic instrumentation concept - software-based approach to measurement of wireless transmission systems basic parameters. Synthetic instrumentation is the future, particularly in sectors where the demand for fast evolution and increased flexibility of electronics systems has driven the trend for increasing software content of electronics systems. Authors of this article created with LabVIEW 2010 SP1 synthetic measuring instruments for measuring the real bit error rate BER, applicable in the field of advanced wireless transmission systems. więcej »

Calculation of magnetic component of wire antenna electromagnetic field

Mykhaylo ZAGIRNYAK Yurii BRANSPIZ Miklós KUCZMANN

The possibility of analytical solution to calculation of azimuthal component of magnetic field intensity of wire antenna simulated by shortcircuit current is demonstrated. For this purpose boundary condition on a cylindrical surface corresponding to the antenna surface presented by Fourier series is proposed. Streszczenie. W artykule opisano analityczną metodę wyznaczania charakterystyki natężenia pola magnetycznego anteny kablowej. W tym celu, korzystając z szeregu Fouriera, zaproponowano warunek brzegowy dla powierzchni cylindrycznej, adekwatnej do powierzchni anteny. (Obliczenia składowej magnetycznej pola elektromagnetycznego anteny kablowej). Keywords: antenna feeding, scalar Helmholtz equation, antenna parameters. Słowa kluczowe: zasilanie anteny, równanie skalarne Helmholtza, parametry anteny. Introduction Wire antennas are widely used in practice due to their relatively simple design and possibility to provide the necessary technical characteristics. At present such antennas can be calculated by a number of analytical methods based on a simplified notion of the antenna as a dipole radiator [1, 2]. Application of another conventional analytical solution for the antenna of the considered type, used at great distances from it [2], is connected with evident errors in the calculation of antenna parameters. This conditioned the use of numerical methods, realized by means of relevant software products, for such calculations. In particular, [3] contains description of the methods and wire antenna parameters calculation results on the basis of application of the finite elements method. The purpose of this paper is to indicate the possibility of analytical solution to the field problem posed and solved numerically in [3]. Problem statement The paper deals with consideration of a wire antenna presenting an unbalanced vibrator situated over the ground plane; a coaxial circuit inner conductor is the body of the antenna (Fig.1). Fi więcej »

Cogging torque minimization of the double stator cup-rotor machine

Eljaroshi DIRYAK Paul LEFLEY Lidija PETKOVSKA Goga CVETKOVSKI

This paper discusses the cogging torque minimization of a Double Stator Cup-Rotor (DSCR) Machine. It is an integration of two permanent magnet machines, for use in applications of wind energy generation. By investigation, it is shown that an optimum pole-slot combination can be selected, under design specifications, to achieve the minimum cogging torque. 2-D Finite Element Modelling and Analysis (FEM) is used in this paper. Streszczenie. W artykule opisano zagadnienie minimalizacji momentu zaczepowego w maszynie typu DSCR (ang. Double Stator Cup-Rotor). Maszyna taka ma zastosowanie jako generator do turbin wiatrowych. W analizie wykazano, że wybranie optymalnego stosunku bieguny/żłobki przy projektowaniu pozwala na minimalizację tego momentu zaczepowego. W pracy zastosowano modelowanie 2-D oraz analizę metodą elementów skończonych. (Minimalizacja momentu zaczepowego w maszynie DSCR). Keywords: Permanent magnet machine, low- cogging torque. Słowa kluczowe: maszyna z magnesami trwałymi, moment zaczepowy. Introduction There has been an increasing interest in permanent magnet machines, because of their superior energy efficiency, and an increasing number of applications requiring such efficient machines. This paper introduces a Double Stator Cup-Rotor (DSCR) brushless dc machine [1] for high torque and energy efficient applications. This machine produces more torque than a conventional Brushless-DC-Machine (BLDCM) of the same frame size, because torque is applied to both the inner and outer surfaces of the cup-rotor. It is, therefore, very important to design this machine correctly, because otherwise the level of cogging torque may become unacceptably high. There are many techniques to reduce cogging torque such as skewing the stator or the rotor [2], shaping the stator slots or rotor magnets [3], or by selecting an appropriate combination of pole number and slot number [2]. To achieve the Minimum Cogging Torque (MCT) of the DSCR ma więcej »

Comparison of experimentally and by the finite element method determined magnetically nonlinear iron core characteristics applied in the dynamic model of a single phase transformer

Sebastijan SEME Gorazd ŠTUMBERGER

This paper deals with comparison of experimentally and by the finite element method determined magnetically nonlinear iron core characteristics. The obtained characteristic were used in the dynamic model of a single phase transformer. The comparison of the measured and by the dynamic model calculated results is given for the case of transformer steady state operation at rated load and for the case of switch-on of unloaded transformer. Streszczenie. W artykule przedstawiono porównanie podejścia eksperymentalnego i metody elementów skończonych w wyznaczaniu nieliniowej charakterystyki magnetycznej rdzenia żelaznego. Analizy dokonano poprzez wykorzystanie wyznaczonych charakterystyk w modelu dynamicznym transformatora jednofazowego i ich porównaniu dla pracy w stanie ustalonym z obciążeniem oraz przy załączaniu nieobciążonego transformatora. (Porównanie podejścia eksperymentalnego i metody elementów skończonych w wyznaczaniu nieliniowej charakterystyki magnetycznej rdzenia żelaznego w transformatorze jednofazowym z wykorzystaniem modelu dynamicznego urządzenia). Keywords: dynamic model, magnetic nonlinearities, experimental methods, FEM, power transformer. Słowa kluczowe: model dynamiczny, nieliniowości magnetyczne, metody eksperymentalne, FEM, transformator energetyczny. Introduction This work deals with magnetically nonlinear dynamic model of a single phase transformer. In order to achieve the best possible agreement between the measured and calculated responses the dynamic model is completed by the magnetically nonlinear characteristic of the tested transformer. It is given as current-dependent flux linkage characteristic, which is determine experimentally and by applying the finite element computations. Nowadays, there exist many electromagnetic devices with magnetically nonlinear iron core. For analysis of these devices and for their control design dynamic models are required. When the magnetically nonlinear properties of the devi więcej »

Comparison of methods for determining the convective heat transfer coefficient for the induction-heated charge

Alicja KUREK Sławomir GOLAK Roman PRZYŁUCKI Adam KACHEL Albert SMALCERZ Maria ŚLĘZOK2

This paper presents a comparison of convective heat transfer coefficients determined by use of different methods. The coefficients were estimated from dimensionless numbers (5 variants) and by numerical fluid dynamics simulation (4 variants). A computer simulation of induction heating process of a steel non-magnetic workpiece in a vertical induction heater was adopted as a calculation model. Except for the value of convective heat transfer coefficient also the influence of its changes on temperature distribution in the heated workpiece was monitored. Streszczenie. W pracy porównano wartości współczynników konwekcyjnej wymiany ciepła wyznaczonych różnymi metodami. Współczynniki wyznaczono w oparciu o liczby kryterialne (5 wariantów) i bazując na symulacji numerycznej mechaniki płynów (4 warianty).Oprócz wartości współczynnika wymiany ciepła przez konwekcję kontrolowano także wpływ zmiany tego współczynnika na rozkład temperatury w nagrzewanym wsadzie. (Porównanie metod wyznaczania współczynnika konwekcyjnej wymiany ciepła dla wsadu nagrzewanego indukcyjnie). Keywords: convective heat transfer coefficient, dimensionless numbers, fluid dynamics, induction heating. Słowa kluczowe: współczynnik wymiany ciepła przez konwekcję, liczby kryterialne, dynamika płynów, nagrzewanie indukcyjne. Introduction Numerical modelling of physical processes is becoming a method more and more frequently used to accelerate the design of many technical devices. In the case of some technologies a few physical fields have to be modelled simultaneously, and induction heating is one of the processes that require an analysis of at least two physical fields during modeling. Both electromagnetic field and temperature field have to be modelled in this case. The calculation model for each of these fields has its own specific characteristics. This article focuses on the temperature field model. A complete calculation model of temperature field for induction heating shou więcej »

Congestion Control Based on Distributed Statistical QoS-Aware Routing Management

Melinda BARABAS Georgeta BOANEA Andrei Bogdan RUS Virgil DOBROTA

In this paper a distributed routing management solution is described that takes into consideration statistical Quality of Service (QoS) information about the state of network links. The goal is to offer dynamic metrics to the routing algorithm based on the current resource utilization, i.e. the routing metrics will depend on the traffic load and the delay measured on individual links in real-time. Identification of congested areas allows situation-aware path selection, enhancing the global capacity of the network by determining optimal routes. Streszczenie. W artykule przedstawiono sposób zarządzania routowaniem, w którym wzięto pod uwagę parameter QoS na temat stanu linków w sieci. Głównym celem było zastosowanie dynamicznej metryki do algorytmu routowania, opartej na informacji o bieżącym wykorzystaniu zasobów. Identyfikacja rejonów przeciążenia pozwala na polepszenie działania i pojemności sieci poprzez optymalizację ścieżki routowania. (Kontrola przeciążenia w routowaniu QoS). Keywords: Congestion control, QoS-aware routing, self-management, traffic-aware shortest paths. Słowa kluczowe: kontrola przeciążenia, routowanie QoS, samo zarządzanie, najoptymalniejsza ścieżka dostępu. Introduction Initially, it was believed that routing management is not necessary because of the adaptive routing protocols, such as OSPF (Open Shortest Path First), which can selfmanage and are able to react to failures and changes in the network. However, efficient traffic engineering is not possible if the routing process does not take into account real-time traffic conditions. Designing a routing strategy is difficult because it depends on a number of variables and parameters that are sometimes uncertain. The complexity is also increased by the diversity and the highly dynamic nature of services that have to be provided by IP networks. In addition, the routing policy must be adaptive in order to cope with topological changes and traffic condition fluctu więcej »

Design of fractional-slot permanent magnet synchronous motor with concentrated windings and interior permanent magnets

Bojan ŠTUMBERGER Miralem HADŽISELIMOVIĆ Gorazd HREN

The paper presents design of fractional-slot permanent magnet synchronous motors with concentrated windings and interior permanent magnets. Inner PM rotor machines with 12 slot/8 poles and 12 slot/10 poles were investigated. Finite element analysis is employed in order to determine the performance of each motor. It is shown that the maximal torque capability and the flux-weakening performance of the particular machine are strongly dependent on the stator slot number/rotor pole number combination, rotor barrier design and on the quality of used PM material. Streszczenie. W artykule przedstawiono projekt silnika synchronicznego z magnesami trwałymi (IPMSM) o uzwojeniu ułamkowo-żłobkowym. Badaniom poddano maszyny PMSM o stosunku żłobki/bieguny 12/8 oraz 12/10. Zastosowano analizę metodą elementów skończonych. Wykazano, że maksymalny moment mechaniczny oraz osłabianie strumienia są silnie zależne od stosunku ilości żłobków stojana do liczby par biegunów wirnika oraz jakości materiałów. (Projekt silnika synchronicznego z magnesami trwałymi zagłębionymi w wirniku o uzwojeniu ułamkowożłobkowym skupionym). Keywords: synchronous machine, interior permanent magnets, concentrated windings. Słowa kluczowe: maszyna synchrnoniczna, magnesy trwałe zagłębione w wirniku, uzwojenie skupione. Introduction Fractional-slot permanent magnet (PM) synchronous motors with concentrated windings have in recent years received particular attention due to several important advantages in comparison to the machines with distributed windings. These advantages can be shortly assembled in the following sentences: shorter end winding length when the machine is built in concentrated non-overlapping stator windings technology; higher slot fill factor in comparison to the machines with distributed windings; good flux weakening performance; high torque and fault tolerant capability; good efficiency, etc. 1-8. The main disadvantages of fractional-slot PM ma więcej »

Determining energy production of CdTe photovoltaic system

Jan ŠLAMBERGER Peter VIRTIČ

This paper presents a method for determining energy production of Cadmium-Telluride photovoltaic system, which has a different working performance than the most used Silicon photovoltaic systems. The main difference is sensitivity to the temperature and the solar irradiance. The CdTe cells are less sensitive to the temperature and in contrast to the Si Cells they have a higher efficiency at lower irradiance. Streszczenie. W artykule przedstawiono metodę wyznania energii wytworzonej przez system paneli fotowoltaicznych z tellurku kadmu (CdTe), różniących się od klasycznych krzemowych. Głównymi różnicami między nimi jest wrażliwość na zmiany temperatury i nasłonecznienia, gdzie system CdTe wykazuje mniejszą wrażliwość na temperatury natomiast Si wyższą sprawność przy niskim nasłonecznieniu. (System fotowoltaiczny CdTe - wyznaczanie wytwarzanej energii). Keywords: photovoltaic module, energy production, annual energy yield, Cadmium-Telluride. Słowa kluczowe: panel fotowoltaiczny, wytwarzanie energii, roczna wydajność energetyczna, tellurek kadmu. Introduction One of the most important parameters in the recovery of investment costs of photovoltaic (PV) power plant is the energy yield, which tells how much electrical energy the plant will produce in a given period. The energy yield generally depends on four elements: the components of the plant, the plant location, the weather and the losses. The basic components of the photovoltaic systems are photovoltaic modules, inverters and cables. For better energy yield the components with high quality have to be chosen, because the PV power plant will operate for many decades. Besides the guarantee of the modules operation the classifying to the classes and subclasses has an important role as well. The entire branch of the modules will work as the worst module. For more accurate calculation of energy yield, it is important to know the PV module performance [1, 2]. It is also important to be car więcej »

Determining losses and efficiency of axial flux permanent magnet synchronous motor

Peter VIRTIČ

This paper presents the method for determining losses and efficiency of small axial flux permanent magnet synchronous motor with surface mounted permanent magnets and double external rotor by using measurements. Losses and efficiency are calculated by using measured electrical input power and mechanical output power. The characteristics obtained by the measurements are in good agreement with analytically calculated results and the results obtained by the finite element method. Streszczenie. W artykule opisano metodę pomiarowego wyznaczania strat oraz sprawności dla osiowo-strumieniowego silnika synchronicznego z magnesami trwałymi o małej mocy z magnesami montowanymi powierzchniowo i dwustronnym wale. Szukane parametry obliczane są na podstawie pomiarów wielkości elektrycznych wejściowych i mechanicznej mocy wyjściowej. Otrzymane charakterystyki porównano m. in. z wynikami analizy metodą elementów skończonych. (Określanie strat i sprawności osiowo-strumieniowego silnika synchronicznego z magnesami trwałymi). Keywords: losses, efficiency, axial flux permanent magnet synchronous motor, measurement Słowa kluczowe: straty, sprawność, osiowo-strumieniowa maszyna synchroniczna z magnesami trwałymi, pomiar. Introduction The rational use of energy became very important issue not only from the economic point of view but also from sustainability aspect. Many different approaches for determination of electrical machines losses and efficiencies have been published [1-5]. Diameter of the active part of the motor is 60 mm. Fig. 1 presents the configuration of AFPMSM and Fig. 2 its frequency converter. Fig.1. Prototype AFPMSM: a) housing, b) active part placed in the housing, c) structure of the active part, d) active part with stator winding and rotor This paper presents measured and calculated characteristics of prototype axial więcej »

Development of a new micro-MOKE magnetometer combined with magnetic domain scope

Kenji SUZUKI Hidetoshi UENO Tsugiko TAKASE Katsuhiko YAMAGUCHI

A measurement system was developed for observation of magnetic domains and micro-MOKE on same field of vision. The system is available for measuring B-H curve at a spot with micro-scale after a confirmation of magnetic domain patterns. The measurement system has a possibility to detect the magnetization process of locally agglutinated magnetic materials buried in non-magnetic materials. Streszczenie. W artykule przedstawiono nowy magnetometr typu mikro-MOKE. Omawiany system ma możliwość pomiaru charakterystyki B-H w skali mikro przy ustalonej domenie magnetycznej oraz wykrywania procesu magnetyzacji w miejscowo sklejonych materiałach magnetycznych, zagrzebanych w materiałach niemagnetycznych. (Rozwój magnetometru typu mikro-MOKE - zagadnienie zasięgu domen magnetycznych). Keywords: micro-MOKE, magnetic domain scope, grain boundary magnetism, Alloy600. Słowa kluczowe: mikro-MOKE, pole domeny magnetycznej, magnetyzm na granicy ziaren, Alloy600. Introduction Recently micro magneto-optical Kerr effect (-MOKE) magnetometers have been used well for study of micromagnetics, because they are useful measurement equipment to detect small area (m range) magnetization process of magnetic materials. Usually -MOKE magnetometers are applied for magnetic thin film samples with a homogeneous composition on substrates. Although it becomes difficult to detect the magnetization process for locally agglutinated magnetic materials, e.g. dispersed minute magnetic particles in non-magnetic medium, the reason why is that it is hard to find the localized więcej »

Distributed multi-node, multi-GPU, heterogeneous system for 3D image reconstruction in Electrical Capacitance Tomography – network performance and application analysis

Paweł KAPUSTA Michał MAJCHROWICZ Dominik SANKOWSKI Lidia JACKOWSKA-STRUMIŁŁO Robert BANASIAK

3D ECT provides a lot of challenging computational issues as image reconstruction requires execution of many basic operations of linear algebra, especially when the solutions are based on Finite Element Method. In order to reach real-time reconstruction a 3D ECT computational subsystem has to be able to transform capacitance data into image in fractions of seconds. By performing computations in parallel and in a distributed, heterogeneous, multi-GPU environment a significant speed-up can be achieved. Nevertheless performed tests clearly illustrate the need for developing a highly optimized distributed platform, which would mitigate existing hardware and software limitations. Streszczenie. 3D ECT zapewnia wiele złożonych problemów obliczeniowych, jako, że rekonstrukcja obrazu wymaga wykonania wielu podstawowych operacji algebry liniowej, zwłaszcza, gdy rozwiązania oparte są na Metodzie Elementów Skończonych. W celu osiągnięcia rekonstrukcji w czasie rzeczywistym system obliczeniowy musi być zdolny do przekształcania danych pomiarowych na obraz w ułamkach sekund. Poprzez wykonywanie obliczeń w sposób równoległy, z wykorzystaniem rozproszonego środowiska heterogenicznego multi-GPU można uzyskać znaczne ich przyspieszenie. Niemniej przeprowadzone badania wyraźnie pokazują potrzebę opracowania wysoce zoptymalizowanej, rozproszonej platformy, która pozwoliłaby na ominięcie istniejących ograniczeń sprzętowych i programowych. (Rozproszony, wielowęzłowy, heterogeniczny system multi-GPU do celów rekonstrukcji obrazów 3D w elektrycznej tomografii pojemnościowej - analiza wydajności sieciowej oraz zastosowania). Keywords: parallel computations, distributed computations, Electrical Capacitance Tomography, Finite Element Method. Słowa kluczowe: obliczenia równoległe, obliczenia rozproszone, elektryczna tomografia pojemnościowa, Metoda Elementów Skończonych. Introduction Electrical Capacitance Tomography is a relatively mature imaging method in industri więcej »

Efficiency Improvement of Axial Flux PM Motor Using Particle Swarm Optimisation

Goga CVETKOVSKI Lidija PETKOVSKA

In this paper a particle swarm based optimal design of axial field permanent magnet motor (AFPMM) is proposed. This approach employs a particle-swarm-optimization (PSO) technique to search for optimal design solution of an AFPMM based on the efficiency value of the motor. A comparative analysis of the optimised solution and the prototype is presented and it is based on the values of the optimised objective function, on the values of the optimisation parameters, and on a set of electric and magnetic parameters of the motor. Streszczenie. W artykule opisano wykorzystanie metody optymalizacji roju cząstek w projektowaniu maszyny synchronicznej z magnesami trwałymi o strumieniu osiowym (ang. AFPMM). Dokonano analizy porównawczej wyznaczonych optymalizacji oraz przedstawiono prototyp oparty na wartościach parametrów optymalizacji oraz parametrach elektrycznych i magnetycznych maszyny. (Wykorzystanie metody optymalizacji roju cząstek w zwiększeniu sprawności maszyny AF-PMSM). Keywords: Efficiency, axial flux permanent magnet motor, particle swarm optimisation. Słowa kluczowe: sprawność, silnik synchroniczny z magnesami trwałymi o strumieniu osiowym, optymalizacja roju cząstek. Introduction Interest in means of optimisation of electric machine design is high because of increased cost of electrical energy, plus the increased competition in world markets. The objective of the optimisation process is usually to minimise the cost of the machine or to maximise the efficiency of the machine. This work in this paper will be focused on the optimisation of the motor design using efficiency as an objective function. The design of a machine can be described by a vector X of n variables stating dimensions or dimension ratios, current densities, flux densities etc. The design is subject to a set of m constraints which may include specifications arising from thermal, mechanical, electrical, magnetic, manufacturing or dimensional limits. The goal of the więcej »

Energy and resource saving control system for pumping station

Mykhaylo ZAGIRNYAK Tetyana KORENKOVA Iuliia ALIEKSIEIEVA

Energy and resource saving control system for pumping station is offered. Its formation is based on a complex approach to the estimation of power processes in all the elements of power channel, taking into account the real conditions of consumer operation and changing operating characteristics of hydraulic equipment. The system enables substantiation of the choice of power efficient operation conditions and expedience of hydraulic equipment further operation. Streszczenie. Artykuł dotyczy zagadnienia oszczędności energii I zasobów w stacji pomp, poprzez zastosowanie proponowanego systemu sterowania. Przy jego opracowywaniu zastosowano złożony sposób estymacji procesów energetycznych, biorący pod uwagę zarówno rzeczywiste warunki poboru przez odbiorcę jak i zmienną charakterystykę pracy urządzeń hydraulicznych. (Oszczędzający energię i zasoby system sterowania dla stacji pomp). Keywords: power conditions, pumping station, power losses distribution, power efficiency. Słowa kluczowe: warunki energetyczne, stacja pomp, rozkład strat mocy, sprawność energetyczna. Introduction Pumping stations (PS) of water supply systems present a complicated electro-hydraulic system including a distribution network, pumping unit (an electric motor with a pump on a shaft), pipe fitting, a manifold pipeline system. Operation conditions of water supply and drainage systems PS are determined by the schedule of consumption of the operating environment by consumers, constantly changing and depending on the population, enterprises routine of work, climatic conditions, season, day of the week, time of the day, etc [1]. To bring a pumping unit (PU) operating conditions in conformity with the current water consumption the change of the pump driving motor rotation frequency has been recently used more and more often. Controlled electric drive systems provide up to 10-50 % of energy saving, smooth variation of PU technological parameters, decrease of leakage [1, więcej »

Estymacja parametrów różnych modeli generatorów synchronicznych na podstawie testów pomiarowych

Andrzej BOBOŃ Stefan PASZEK Marian PASKO Piotr PRUSKI Maria BOJARSKA

W artykule przedstawiono porównanie wyników estymacji wybranych parametrów (w osi d) następujących modeli generatorów synchronicznych: GENROU (model typu XT) oraz (3,3) i (2,2) (modele typu RL) wykorzystując przebiegi zakłóceniowe, uzyskane przy skokowej zmianie napięcia zadanego regulatora napięcia generatora synchronicznego pracującego na biegu jałowym w Elektrowni Rybnik. Estymację parametrów generatora przeprowadzono w procesie iteracyjnym w taki sposób, aby obliczone na podstawie tych parametrów przebiegi dynamiczne aproksymowały przebiegi zmierzone z określoną dokładnością. Abstract. The paper presents comparison of estimation results of chosen parameters (in d axis) of the following synchronous generator models: GENROU (model of type XT) as well as (3.3) and (2.2) (models of type RL) using the disturbance waveforms obtained at a step change of the reference voltage of the synchronous generator voltage regulator working under no-load conditions in Power Plant Rybnik. The generator parameter estimation was performed in an iteration process in such a way that the dynamic waveforms calculated on a basis of those parameters approximated the measured waveforms with a given accuracy. (Parameter estimation of different synchronous generator models obtained from measurement tests). Słowa kluczowe: Modele generatorów synchronicznych, estymacja parametrów, testy pomiarowe Keywords: Synchronous generator models, parameter estimation, measurement tests Wstęp O jakości badań symulacyjnych systemów elektroenergetycznych (SEE) w stanach zakłóceniowych decydują zastosowane w obliczeniach modele matematyczne zespołów wytwórczych i ich podstawowych elementów: generatorów synchronicznych, układów wzbudzenia i turbin napędowych z regulatorami prędkości. Dokładność użytych modeli matematycznych zależy nie tylko od przyjętej wewnętrznej struktury modelu, ale w jeszcze większym stopniu od jakości jego parametrów [1, 2]. Często użycie dokładniejszych więcej »

Evaluation of mechanical properties of soft magnetic materials for axial flux permanent magnet synchronous machines

Zdravko PRAUNSEIS Peter VIRTIČ

Accurate determination of real material mechanical properties is important for safe servicing of energy components. The aim of the paper is systematic experimental approach for determination of mechanical properties of high strenght low alloyed steels and mild carbon steel in the rolling, thickness and width direction. Streszczenie. W artykule przedstawiono metodę eksperymentalnej i systematycznej oceny właściwości mechanicznych stali niskostopowej i niskowęglowej o wysokiej wytrzymałości. Precyzyjne określenie tych parametrów pozwala na zwiększenie bezpieczeństwa użytkowania i serwisowania elementów. (Ocena właściwości mechanicznych miękkich materiałów magnetycznych w maszynach synchronicznych z magnesami trwałymi o strumieniu osiowym). Keywords: soft magnetic materials - mechanical properties - experimental testing. Słowa kluczowe: materiały magnetyczne miękkie, właściwości mechaniczne, test eksperymentalne. Introduction The high strength low alloyed steels (HSLA) grade HT50 and HT80 is widely used for construction of different modern energy components [1]. The mild steel is typically carbon steel, with a comparatively mild amount of carbon (0,16% to 0,3%) and with ferromagnetic properties. Ferromagnetic properties make it ideal for electrical machines and other electrical devices. Due to the non-laminated rotor discs the mild steel is especially applicable to axial flux permanent magnet synchronous machines. Mild steel with high amount of carbon is vulnerable to rust. Where the rust free technology is required the stainless steel over mild więcej »

Fast DCT Image Resizing and Video Compositing for Multi-Point Video Conferencing

Hakki Alparslan ILGIN Hakki Gökhan ILK Miroslav VOZNA Luis F. CHAPARRO

Video conferencing is a real time process that requires fast operations. In this paper a Discrete Cosine Transform (DCT)-based video compositing structure for multi-point video conferencing with a fast DCT method for integer and rational image resizing is presented. Whole compositing process is kept in the DCT domain to avoid comprehensive operations. Our procedure does not only improve speed but also the quality of the resized video frames. Proposed method is illustrated and compared with other methods by means of simulation results with different video sequences. Streszczenie. W artykule przedstawiono metodę składania obrazów, pochodzących z wielu źródeł, na potrzeby wideo-konferencji. Działanie oparte jest na dyskretnej transformacji kosinusowej, którą wykorzystano do całościowego i wymiernego skalowania obrazu. Opracowany algorytm poprawia szybkość działania oraz jakość skalowania. Dokonane zostało symulacyjne porównanie działania z innymi metodami. (Szybkie skalowanie i składanie obrazów wideo z wykorzystaniem dyskretnej transformacji kosinusowej, na potrzeby wielopunktowej wideo-konferencji). Keywords: Multi-point video conferencing, video compositing, image resizing, DCT decimation, DCT interpolation, significance map coding, zerotree coding, transcoding. Słowa kluczowe: wielopunktowa wideo-konferencja, składanie obrazów wideo, skalowanie obrazu, dziesiątkowanie DCT, interpolacja DCT, kodowanie mapy istotności, zerotree, transkodowanie. Introduction Real time video coding applications demands low computational complexity. Being one of these applications, multi-point video conferencing involves compositing of video sequences which come into a node point. Decoding, decimation and re-encoding are the main processes of video compositing. Inverse and forward Discrete Cosine Transform (DCT) and recalculation of motion estimation and compensation are the most computationally expensive operations of the whole process. Regular approach więcej »

Finding a Crack and Determining Depth in a Material

Marko JESENIK Mladen TRLEP

The purpose of this paper is to find geometry of a crack (length and depth) in a conductive plate, on the basis of non-destructive testing with eddy currents. The position of a crack can be determined by taking into consideration the change in the magnetic density between the measured points. The depth is determined with the use of FEM model. The calculated test case points to an accurate determination. Streszczenie. W artykule opisano metodę wyznaczania rozmiarów pęknięć w płytkach przewodzących, na podstawie testów z wykorzystaniem prądów wirowych, nieniszczących elementu. Metoda wykorzystuje wpływ pęknięć na zmianę gęstości pola w badanym rejonie. W analizie posłużono się metodą elementów skończonych. Otrzymane wyniki potwierdzają skuteczność działania. (Lokalizacja i analiza rozmiarów pęknięć w materiale przewodzącym). Keywords: Measurements, finite element method, non-destructive testing. Słowa kluczowe: pomiary, metoda elementów skończonych, próba nieniszcząca. Introduction The method of identifying and searching for a crack, with a non-destructive testing, is all more widespread and important [1,2,3,4]. Non-destructive testing is often used, based on considering the impact of eddy currents and the usage of different excitation coils and sensors for measuring magnetic flux density [5,6,7]. Several devices for non-destructive testing have additional programs for displaying measurement results, within which a graphical display of the measured results helps to determine the position of a crack within a material [8]. This paper describes a procedure that determines a crack’s position on the basis of measurements. The input data is represented by the measured values for magnetic flux density at the centre of an excitation coil, supplied with an alternating current. Our intention was to also determine a crack’s depth. This meant dealing with an inverse problem. Some authors use analytical methods that help to solve th więcej »

FPGA Implementation of Turbo Decoders Using the BCJR Algorithm

Onur ATAR Murat H. SAZLI HakkI Gökhan ILK

The most challenging design issue for turbo codes, which is a successful channel coding method to approach the channel capacity limit, is the design of the iterative decoders which perform calculations for all possible states of the encoders. BCJR (MAP) algorithm, which is used for turbo decoders, embodies complex mathematical operations such as division, exponential and logarithm calculations. Therefore, BCJR algorithm was avoided and the sub-optimal derivatives of this algorithm such as Log-MAP and Max-Log-MAP were preferred for turbo decoder implementations. BCJR algorithm was reformulated and wrapped into a suitable structure for FPGA implementations in previous works. Previously reformulated BCJR algorithm was implemented and discussed in this paper for several design issues. Implemented system is verified through simulations. It is observed that the BER performance of the proposed algorithm is better than the Log-MAP algorithm as expected. Despite its superior BER performance, the proposed BCJR turbo decoder has a clear throughput disadvantage. For this reason the decoder has been duplicated. This is done by simply inserting another BCJR turbo decoder on the same FPGA platform, enabling two operating decoders at the same time interval. This simple yet effective modification yields almost doubled throughput results compared to the single BCJR decoder. Streszczenie. W artykule przedstawiono koncepcję budowy turbo dekodera opartego na algorytmie BCJR, zaimplementowanego w układzie FPGA. W celu ułatwienia programowania, zastosowano specjalną strukturę opracowanej metody. Ze względu na ograniczenia przepustowości dekodera, zastosowano dwa takie algorytmy, działające na platformie sterującej równolegle. Pozwoliło to na prawie dwukrotne zwiększenie przepustowości. (Implementacja turbo-dekodera na platformie FPGA z wykorzystaniem algorytmu BCJR). Keywords: Duplicated decoder, MAP algorithm, Turbo codes, Turbo coding. Słowa kluczowe: podwójny d więcej »

Hysteresis in semi-rigid steel joints

Peter IVANYI Amalia IVANYI

In this paper the dynamic behaviour of a completely rigid steel column with a mass on the top, loaded by exponentially increasing cycling force is investigated. The joint at the fixed end of the column is modelled with a semi-rigid rotational spring; its non-linear characteristic is theoretically represented by a Preisach hysteresis model. In the solution of the non-linear dynamic equation of the motion the fix-point technique is inserted into the time marching iteration. The results are plotted in figures. Streszczenie. W artykule opisano badania reakcji sztywnej, stalowej kolumny z masą na szczycie, na działanie wzrastającej wykładniczo siły skręcającej. W celu zamodelowania zamontowanego na stałe końca kolumny, wykorzystano półsztywną sprężynę wirową, której nieliniowy charakter jest określony poprzez model histerezowy Preisacha. W celu rozwiązania równania ruchu, dokonano jego dyskretyzacji. Przedstawiono wyniki symulacyjne. (Histereza w półsztywnych połączeniach stalowych). Keywords: dynamical motion, Preisach model, fix-point technique. Słowa kluczowe: ruch dynamiczny, model Preisacha, technika stało-krokowa. Introduction Several engineering research deals with the modelling of the non-linear behaviour of systems. The non-linear properties of structures can be treated by single-valued or multi-valued hysteresis characteristics. The more detailed description of the non-linear behaviour of structures or materials is the microscopic model, where the elementary scale of material is simulated from the energetic aspect. In this case the non-linearity of material clusters can be analysed by Stoner-Wohlfarth type [1], Jiles-Atherton style [2] models. The mesoscopic description of the hysteresis behaviour with respect to some physical properties can be handled by the Preisach type models [3]-[10], which is the most popular tool to model the non-linearity of materials and structures. The simplest representation of the non-linear chara więcej »

Impact of Pole Pair Number on the Efficiency of an Induction Generator for a Mini Hydro Power Plant

Miralem HADŽISELIMOVIĆ Matej MLAKAR Bojan ŠTUMBERGER

The aim of this paper is to analyse the impact of pole pair number on the efficiency of an induction generator designed for a mini hydro power plant. Six induction generators with different number of poles were designed: 2, 3, 6, 10 and 14. The basic point of this study is Kaplan turbine, which considering its rotational speed can be directly connected to a 14-pole induction generator. All other induction generators need a speed reducer for appropriate operation with Kaplan turbine, but speed reduction decreases the efficiency of mechanical energy conversion into electrical energy. Consequently this paper presents the efficiencies of induction generators and the summary efficiencies of an induction generator and a speed reducer. At the design phase of the aforementioned induction generators the realization possibility of the prototypes was taken into account, including the mass of active components and used materials. Streszczenie. W artykule przedstawiono analizę wpływu ilości par biegunów na sprawność generatora asynchronicznego w mini elektrowni wodnej. W badaniach wzięto pod uwagę 6 zaprojektowanych maszyn (2, 3, 6, 10 i 14 biegunów) połączonych z turbiną Kaplana. Do wszystkich, oprócz 14- biegunowej wykorzystano reduktor, który również został uwzględniony w analizie. (Wpływ ilości par biegunów na sprawność generatora asynchronicznego w mini elektrowni wodnej). Keywords: hydro power plant, induction generator, analytical calculation, efficiency Słowa kluczowe: elektrownia wodna, generator asynchroniczny, obliczenia analityczne, sprawność. Introduction Mini hydro power plants are used for producing hydroelectric power on a scale appropriate for serving a small community or a small industrial plant. The definition of a mini hydro power plant varies, but a generating electrical power of up to 1000 kilowatts (kW) is generally taken as the upper limit of what can be termed mini hydro. A subclass of mini hydro power plants are micro hydro więcej »

Impact of saturation modelling on the losses of electric drive controlled by QFT

Dalibor IGREC Bojan ŠTUMBERGER Amor CHOWDHURY Miralem HADŽISELIMOVIĆ

The aim of this paper is to present the impact of magnetic nonlinearities and saturation on the losses of an electric drive controlled by Quantitative Feedback Theory. For exact analysis of losses three magnetically different types of series wound DC motor dynamic models are presented and used in this work. As its main contribution this study shows that the modelling of magnetic nonlinearities improves control synthesis of electrical drive, which is reflected in lower energy consumption. For the purpose of control design of series wound DC motor Quantitative Feedback Theory was used. Streszczenie. W artykule przedstawiono analizę wpływu nieliniowości magnetycznych oraz saturacji na straty w maszynie elektrycznej, sterowanej metodą QFT. Badaniom poddano modele dynamiczne trzech magnetycznie różnych, szeregowych maszyn DC. Wyniki pracy pokazują, że tego rodzaju analiza uskutecznia proces tworzenia algorytmu sterowania, co przekłada się na redukcję zużycia energii. (Wpływ modelowania nasycenia na wielkość strat w maszynie elektrycznej, sterowanej metodą QFT). Keywords: series wound DC motor, magnetically nonlinearities, static and dynamic inductances, motor control, QFT Słowa kluczowe: szeregowa maszyna DC, nieliniowości magnetyczne, indukcyjność statyczna i dynamiczna, sterowanie silnikiem, QFT. Introduction The mathematical model of series wound DC motor (SWM) represents a real physical system written in equations related to system variables. Because of magnetic saturation, magnetic nonlinearities and the complexities of physical systems that we want to model it is most often impossible to avoid different assumptions and simplifications [1]. Because of these simplifications and assumptions different motor models are obtained, which behave differently in the controlled system. This paper presents the differences for three dynamic SWM models: magnetically linear model, magnetically nonlinear model with static inductances and magneticall więcej »

Impact of tissue parameters on temperature distribution in time-transient analysis of interstitial microwave hyperthermia

Piotr GAS Paweł SCHMIDT

This article relates to the application of the coaxial-slot antenna in pathological tissue treatment during interstitial microwave hyperthermia. Electromagnetic field radiated from the antenna in TM wave form is the source of the temperature gradient in the tissue. Therefore, besides the wave equation, the Pennes equation under transient condition is examined. The influence of the parameters of various tissues on temperature distribution is investigated. All simulation results have been calculated using the FEM for the antenna operating frequency of 2.45 GHz and the antenna input power level set to 1W. Streszczenie. Artykuł odnosi się do zastosowania anteny współosiowej ze szczeliną powietrzną w leczeniu patologicznych tkanek podczas śródmiąższowej hipertermii mikrofalowej. Pole elektromagnetyczne wytwarzane przez antenę w postaci fali TM stanowi źródło gradientu temperatury w tkance. Z tego względu, oprócz równania falowego rozpatrzono równanie Pennesa w przypadku niestacjonarnym. Zbadano wpływ parametrów różnych tkanek na rozkład temperatury. Wyniki symulacji zostały wyznaczone przy użyciu MES dla częstotliwości pracy anteny 2,45 GHz oraz poziomu mocy wejściowej anteny 1 W. (Wpływ parametrów tkanki na rozkład temperatury w analizie czasowej śródmiąższowej hipertermii mikrofalowej) Keywords: interstitial microwave hyperthermia, coaxial-slot antenna, bioheat equation Słowa kluczowe: śródmiąższowa hipertermia mikrofalowa, antena współosiowa ze szczeliną powietrzną, biologiczne równanie ciepła Introduction Interstitial microwave hyperthermia is a special treatment procedure in which temperature of the diseased tissues is elevated to the range of 40 - 46oC [1] using high frequency needle electrodes, microwave antennas, ultrasound transducers, laser fibre optic conductors, or ferromagnetic rods, seeds or fluids located deep within the human body [2]. Invasive hyperthermia systems equipped with elements mentioned above have several technica więcej »

Implementacja modelu histerezy Preisacha ze sprzężeniem zwrotnym do symulacji histerezy magnetycznej rdzenia transformatora zwijanego z blachy

Andrzej WILK

W referacie przedstawiono skalarny model histerezy Preisacha (MHP) z nieliniowym sprzężeniem zwrotnym. Zaproponowano aproksymację funkcji dystrybucji Preisacha (FDP) przez skończony szereg funkcyjny zawierający funkcje Gaussa z dwiema zmiennymi. Współczynniki FDP wyznaczono na podstawie procedury optymalizacyjnej Levenberga-Marquardta przy wykorzystaniu jedynie pierwotnej krzywej magnesowania oraz głównej pętli histerezy. Weryfikacja modelu histerezy dla materiału ET114 wykazała bardzo dobrą zgodność wyników symulacji z wynikami pomiarów w zakresie głównej, jak też małych pętli histerezy. Abstract. The paper presents the feedback scalar Preisach model. Preisach distribution function is approximated by functional series including twodimensional Gauss expressions. Feedback function is represented by third order polynomial. For parameter identification the Levenberg-Marquardt optimization algorithm is used, while the only data sources are the initial magnetization curve and the main hysteresis loop. The comparison between simulation and the experimental results are in a very good agreement regarding main and minor hysteresis loops (Implementation of the feedback Preisach model for hysteresis simulation of transformer tape wound core). Słowa kluczowe: histereza magnetyczna, model Preisacha, sprzężenie zwrotne, funkcja dystrybucji Preisacha, modelowanie histerezy. Keywords: magnetic hysteresis, Preisach feedback model, Preisach distribution function, hysteresis simulation. Wstęp Model histerezy Preisacha (MHP) został po raz pierwszy opublikowany w pracy [1]. Jest on zaliczany do tak zwanej grupy modeli makroskopowych [2], które mogą odnosić się do parametrów fizycznych materiału w celu opisu zjawiska histerezy przy zastosowaniu podejścia makroskopowego. Istota modelu Preisacha oparta jest na podwójnym całkowaniu funkcji dwóch zmiennych μ(α,β) określonej najczęściej mianem funkcji dystrybucji Preisacha (FDP). Wynik tego całkow więcej »

Induction Machine: Comparison of Motor and Generator Characteristics

Miralem HADŽISELIMOVIĆ Ivan ZAGRADIŠNIK Bojan ŠTUMBERGER

The aim of this paper is to present the difference of induction machine electromechanical characteristics in motor and generator operating modes. Firstly, the paper presents analytically derived equations, which are based on equivalent circuit and are used for calculation of induction machine breakdown torque. Secondly, a comparison of calculated and measured characteristics in motor and generator operating modes is presented. Results of torque characteristics measurements, temperature rise tests and load tests are also provided. Finally the difference between the calculated and the measured results is commented on and explained in detail. Streszczenie. Celem artykułu jest zaprezentowanie różnicy charakterystyk elektromechanicznych maszyny indukcyjnej pracującej w trybie silnika i generatora. W oparciu o model matematyczny i wyniki badań przedstawiono charakterystyki - momentu, temperatury i obciążenia. (Maszyna indukcyjna - porównanie charakterystyk w trybie generatora i silnika) Keywords: induction machine, motor, generator, analytical calculation, measurements Słowa kluczowe: maszyna indukcyjna, silnik, generator Introduction In some electrical drives the induction machine can operate as a motor and as a generator (for example: elevators, electric vehicles, pumped storage power plants etc.). In such drives the key question is which nominal power of the induction machine is the right one. Namely, the nominal mechanical power written on the nominal plate of an induction motor is not the same as in a generator mode of operation. The reason lies in the shape of torque characteristics of the induction machine. Breakdown torque is not the same in motor and generator modes. Normally the generator breakdown torque is two to four times greater than the motor breakdown torque. The slope of torque characteristics is therefore also not the same in both modes. For the same torque value the generated rotor losses in the generator mode of oper więcej »

Load-Bearing Actuator with Permanent Magnet for Transport of Rails

Ivo DOLEŽEL Martin ŠKOPEK Bohuš ULRYCH

A new solution for transporting long ferromagnetic bodies is presented, based on a system of permanent magnets whose attractive force at the moment of releasing the load is reduced by pulse magnetic field produced by appropriately arranged coils. The continuous mathematical model of the device is solved numerically. Its operation characteristics illustrated by an example are evaluated and discussed. Streszczenie. W artykule przedstawiono metodę transportu długich obiektów ferromagnetycznych. W rozwiązaniu wykorzystane zostało zjawisko osłabiania siły z jaką magnesy trwałe przyciągają obciążenie, poprzez wytworzenie impulsowego pola magnetycznego, wytworzonego przez odpowiednio ustawione cewki. Zastosowano model matematyczny urządzenia o dziedzinie ciągłej, który poddano analizie numerycznej. Przedstawiono i omówiono wynikowe charakterystyki pracy. (Siłownik nośny z magnesami trwałymi to transportu szyn). Keywords: transport of ferromagnetic bodies, permanent magnet, magnetic field, numerical analysis Słowa kluczowe: transport korpusów ferromagnetycznych, magnesy trwałe, pole magnetyczne, analiza numeryczna. Introduction Transport of long massive steel bodies (for example rails, rods or pipes) is commonly realized by mobile cranes to which such bodies are fastened by steel ropes. The process of their binding and manipulation with them, however, are laborious and dangerous. That is why new possibilities in the domain are intensively looked for. The paper represents an introductory study of a fixing device for transport of steel rails (or other long bodies) equipped with a system of load-bearing transport actuators with permanent magnets producing the necessary attractive force. The device does not need any external source of electric energy. It just works with short current pulses (causing a short-time demagnetization of the permanent magnets) at the moment of releasing the body that may be, for example, delivered from a sufficiently więcej »

Magnetic field emissions caused by overhead power line: analytical calculations, numerical calculations and measurements

Klemen DEŽELAK Gorazd ŠTUMBERGER

Abstract. In the paper an analytical method for calculation of magnetic field emissions, caused by overhead power line, is dealt with. The obtained results are verified with measurements performed on a 400 kV double-system overhead power line and with numerical calculations using finite elements method. The results obtained by the proposed analytical method are compared with results of calculation where conductor sagging is considered. The proposed method is suitable to be used in optimization procedures where the computational time could have an important role. Streszczenie. W artykule opisano analityczną metodę obliczania emisji pola magnetycznego przez napowietrzną linię elektroenergetyczną. Wyniki porównano z pomiarami przeprowadzonymi na linii napowietrznej dwutorowej 400kV z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Proponowana metoda pozwala na dużą oszczędność czasową i optymalizację tego rodzaju obliczeń. (Emisja pola magnetycznego napowietrznych linii elektroenergetycznych - obliczenia analityczne i numeryczne oraz pomiary). Keywords: overhead power line, measurements, magnetic fields, FEM. Słowa kluczowe: napowietrzna linia elektroenergetyczna, pomiary, pole magnetyczne, FEM. Introduction People become increasingly aware of the overhead power lines presence which might influence their health. This concern leads to the different objections related to the construction of the new and the re-constructions of the existing overhead power lines [1], [2]. In that sense the increased public concern about exposure to magnetic field emissions presents an important technical issue. Especially relations between the magnetic field emissions and the induced body currents are often taken as a basic restriction criteria of different international organizations like WHO, ICNIRP, etc [1]. The recent research findings led to the limitation of allowed currents induced in a human body, which are set to 10 mA/m2 at the occupational area and t więcej »

Magnetic issues of a haptic keyboard

Péter HORVÁTH Dávid TÖRŐCSIK

Haptic keyboards bring the same touch sensation for pianists such acoustic grand pianos. One of the main parts of a haptic device is the actuator, that exerts fairly high and fast changing force. This paper presents the design issues of a voice coil motor type actuator assembly. Magnetic field simulations are carried out to investigate the interaction between actuator units. Streszczenie. W artykule opisano proces montażu cewki dźwiękowej w siłowniku, na potrzeby keyboardów do tworzenia muzyki z klawiaturami dotykowymi. Na podstawie badań symulacyjnych pola magnetycznego każdego z siłowników, dokonano analizy ich wzajemnego oddziaływania. (Zagadnienie pola magnetycznego w klawiaturze dotykowej). Keywords: piano action, actuator, magnetic field simulation. Słowa kluczowe: siłownik, fortepiano, symulacja pola magnetycznego. IIntroduction Today the sound produced by digital pianos has gained high standards thanks to the modern synthesis algorithms and signal processing techniques. However the tuch of conventional midi keyboards is far from that of acoustic pianos. In some applications, such as pop music, it is a marginal problem, but interpreting western classical music there is a need to reproduce the same sensation the pianist feels playing an acoustic piano. The reason for this is the fact that sometimes there is more information about an instrument’s behaviour through its feel than through its sound. For example to gain the fastest repetition (aftertouch) frequency, the experienced pianist pushes the key by feel again short after detecting the minimum key return necessary to repetition. To emulate the dynamic behaviour of a real piano action consisting of many levers, więcej »

Material Edge Conditions of Electromagnetic Silicon Steel Sheets

Zbigniew H. ŻUREK Krzysztof J. KURZYDŁOWSKI Dominik KUKLA Dariusz BARON

Material and magnetic degradation on the edges of electromagnetic silicon steel sheets is usually neglected in designing electromechanical equipment. Magnetic changes at the sheet edges are insignificantly small in the case of transformers. In the electric machines they can produce significant losses, amounting to 0.5 % when the losses due to the magneto-elastic and reverse phenomena (Joule and Villari) are taken into account. In this context the paper presents the results of laboratory and simulation studies of the influence of various production technologies on the material structure and magnetic properties at edges of elements for electro-mechanical devices. (Materiałowe warunki brzegowe blach elektrotechnicznych krzemowych). Streszczenie. Degradacja materiałowa i magnetyczna na krawędziach blach elektrotechnicznych stali krzemowych jest powszechnie pomijana podczas projektowania urządzeń elektromechanicznych. Zmiany magnetyczne materiału na krawędziach blach w znacznie mniejszym stopniu dotyczą transformatorów, w maszynach elektrycznych mogą powodować straty na poziomie ułamkowych części w skali jednego procenta. Dodając do tych strat wpływy zjawisk magnetosprężystych i odwrotnych (Joule’a i Villariego) można mówić już o stratach sięgających 0,5%. Wstępne badania laboratoryjne i symulacyjne dla nowoczesnych rozwiązań maszyn elektrycznych wskazują na istotność tego zagadnienia. W artykule opisano badania wpływu procesu przygotowania wykrojów uzyskanych w różnych technologiach na strukturę materiału. Keywords: magneto-elastic and elasto-magnetic effects, plastic strains, changes of magnetic parameters, changes of magnetic hysteresis loop of electromagnetic steel sheets. Słowa kluczowe: efekty magneto-sprężyste i sprężysto-magnetyczne, odkształcenia plastyczne, zmiany parametrów magnetycznych, zmiany pętli histerezy magnetycznej blach elektrote więcej »

Measurement of electric discharge machining bearing currents in brush-less direct-current motors

Gregor VIDMAR Jurij PFAJFAR Dušan AGREŽ Damijan MILJAVEC

The paper deals with electric discharge machining bearing currents in brush-less direct-current electric motors. The shunt resistor as a current sensor was analyzed regarding appropriateness for measurement of high-frequency bearing currents. The circuit model of electric discharge machining current’s circuit was built to determine the influence of insulation sleeves and bypass bridge to the initial system. Parameters of the model were estimated with simplex algorithm. The measurements and investigations of bearing-currents’ trend line were performed. Streszczenie. Artykuł dotyczy zagadnienia prądów występujących przy elektrycznym rozładowaniu maszynowym (ang. Electrical Discharge Machining) w łożyskach bezszczotkowej maszyny DC. Rolę czujnika prądu spełnił równolegle dołączony rezystor. W celu określenia wpływu tulei izolacyjnych oraz bocznika na warunki początkowe, dokonano analizy modelu zjawiska. Stworzono obwód elektryczny, którego odpowiednie parametry estymowano przy pomocy algorytmu simpleksowego. Przedstawiono wyniki pomiarów i analiz. (Pomiary prądów elektrycznego wyładowania maszynowego w łożyskach bezszczotkowej maszyny DC). Keywords: bearing currents, trend line, current sensor, equivalent circuit model. Słowa kluczowe: prądy łożyskowe, linia trendu, czujnik prądu, obwód równoważny. Introduction Bearing currents are parasitic phenomena, especially prominent in electric motors, supplied by inverters, like brush-less direct-current (BLDC) motors. Bearing life could be significantly reduced due to flow of electric current. Inverter-induced bearing currents can be divided into four groups, namely capacitive currents, electric discharge machining (EDM) currents, high-frequency circulating currents and bearing currents, due to currents between the motor and the load [1]. In low-power motors EDM currents are especially prominent, therefore this paper focuses on them. Shaft voltage builds up in motor due to common mo więcej »

Metoda doboru nastaw regulatorów PI i PID w układzie regulacji z modelem Strejca jako obiekt

Mirosław WCIŚLIK Michał ŁASKAWSKI

W pracy przedstawiono nową metodę doboru nastaw regulatora PI(D), dla obiektów których dynamika przybliżona może być modelem Strejca. Nastawy dobierane według proponowanej metody optymalne są dla całkowego wskaźnika jakości ITAE. Abstract. The paper deals with a new method of tuning of PI(D) controller parameters which works in the closed-loop system where the controlled system dynamics can by approximated by n-th order model (Strejc model). The proposed tunings are optimal to the integral optimality criterion ITAE (integral of time and absolute error). (The tuning method of the PI and PID controllers parameters for systems with Strejc model as a controlled system). Słowa kluczowe: PID, PI, ITAE, nastawy regulatora. Keywords: PID, PI, ITAE, controller settings. Wstęp Jednym z najczęściej wykorzystywanych regulatorów jest regulator PID, według [1] używany jest on w około 90% instalacji przemysłowych. Decydującym czynnikiem determinującym jego wybór jest niewielka ilość parametrów (wzmocnienie, czas całkowania i różniczkowania) i proste reguły doboru nastaw. Jedne z pierwszych metod doboru nastaw regulatora PID można znaleźć w oryginalnej publikacji Zieglera - Nicholsa z 1942 [2]. Proponowane metody nie są uniwersalne. Dodatkowo ich prostota nie gwarantuje dobrej jakości regulacji. W [3] przedstawiono kilkaset różnych metod doboru nastaw regulatora PID które bazują na oryginalnej pracy Zieglera - Nicholsa i doborze nastaw układu regulacji na podstawie charakterystyk na granicy stabilności układu z regulatorem P. Jego zamiana na regulator PI lub PID, istotnie zmienia charakterystyki układu, zwłaszcza dla niższych częstotliwości (rys. 1). Utrudnia to dobór nastaw parametrów regulatora, zapewniających właściwą pracę układu regulacji. Rys. 1. Charakterystyki Nyquista inercyjnego obiektu regulacji Początkowe etapy tych procedur nie określają w pełni parametrów obiektu, dlatego nastawy według powyższych metod nie zapewniają poprawnego więcej »

Metody bezczujnikowego sterowania silników BLDC

Zbigniew GORYCA Marcin ZIÓŁEK

W artykule przedstawiono różne metody bezczujnikowego sterowania silników BLDC. Praca zawiera dokładny opis bezczujnikowych metod sterowania silnikami BLDC. W metodach bezczujnikowych pozycja wirnika szacowana jest na podstawie siły elektromotorycznej, matematycznych modeli opisujących prądy i napięcia lub ze wspomaganiem logiki rozmytej i sieci neuronowych. Początkowe położenie wirnika wyznaczane jest obecnie metodą HPI lub poprzez sekwencję przełączania i kontroli impulsów prądowych. Abstract. The paper presents the review of controlling sensorless methods for BLDC motors. The paper contains thorough description of sensorless controlling methods. In these methods the position of rotor is estimated on the basis of BFEM, mathematical models, currents and voltages measurements being aided with fuzzy logic and neural networks. At present, the initial estimation of rotor position are used by HPI method or sequence of switching and monitoring of current pulses are used. (Sensorless control methods of BLDC motors). Keywords: brushless DC motor, sensorless control, SEM control, initial position of the rotor Słowa kluczowe: silnik bezszczotkowy DC, bezczujnikowe sterowanie, sterowanie SEM, początkowe położenie wirnika Wstęp Bezszczotkowe silniki prądu stałego znajdują coraz szersze zastosowania, głównie z powodu wysokiej sprawności (w grupie silników do 5kW średnio o 10%), dużej trwałości oraz wysokiej dynamiki. Silniki BLDC nie wymagają częstych przeglądów, konserwacji i nie wywołują dużego hałasu. Bezszczotkowe silniki prądu stałego przewyższają wszystkie inne silniki pod względem mocy osiąganej z jednostki ciężaru i objętości [1], [2]. Silniki BLDC mają wysoką dynamikę związaną z małymi wymiarami. W wirnikach silników BLDC straty są minimalne, gdyż są one wykonane z wysoko rezystancyjnych magnesów spiekanych. Większość strat występuje w stojanie, który można łatwo schłodzić. Uzwojenia stojana mogą być obciążone większą gęstością prądu, więcej »

Modelling of Surface and Bulk Resistance for Wearable Textile Antenna Design

Lukas VOJTECH Marek NERUDA

Antennas and other high frequency structure design influence also textile industry in the form of smart textile applications. One of them calls wearable antennas. Proper design of these antennas includes also modelling based on knowledge of textile material parameters of its functional surface, substrate and structure. Paper focuses on modelling of textile structure with electrically conductive fibres and its verification by optic and DC surface and bulk resistance measurement methods. Streszczenie. W artykule przedstawiono zagadnienie tworzenia anten zintegrowanych z odzieżą. Skupiono się na modelowaniu struktury tkaniny, w zależności od rodzaju materiału i jego struktury, zawierającej przewodzące włókna. Dokonano analizy materiału, w oparciu o rezystancję objętościową, powierzchniową i optyczną. (Projektowanie anten zintegrowanych z tkaniną - modelowanie rezystancji powierzchniowej i objętościowej). Keywords: Bulk resistance; conductive fibres; surface resistance; textile modelling. Słowa kluczowe: rezystancja objętościowa, włókna przewodzące, rezystancja powierzchniowa, modelowania tekstyliów. Introduction Modern textile materials are used in many technical applications. One of the perspective branches is so-called Smart textile, which is capable to keep electrical current flow or to operate as electrical sensors. Special group of Smart textile materials is called wearable antenna, which is characterized by electrical conductive textile structure designed for substrate or it is functional material designated for a production of planar antenna structures. These antenna structures are designed as a part of clothing, or they can be applicable directly on the human body [1]. Though the most of synthetic materials in the sheet shape can be used for these applications, textile structures provide many advantages [2]. Modelling of antennas and other high frequency structures requires knowledge of basic material parameters of used subst więcej »

Motion Estimation and Compensation using Video Object Tracking

Seyit TUNÇ Hakki Alparslan ILGIN

Motion estimation is one of the most important processes of video compression standards that affect the quality and compression ratio of encoded video stream. In this paper we present a motion estimation algorithm, which is based on ASIFT method. We segment foreground objects into regions by exploiting features which are obtained on the object. Motion model of a region is determined according to the number of features in the region. Obtained motion model is applied on the region of objects and if holes are occurred, they are closed by bilinear interpolation. Motion compensation results of our method are compared with the most common motion estimation methods used in video coding standards. Streszczenie. W artykule przedstawiono algorytm estymacji poruszenia w obrazie wideo, bazujący na metodzie ASIFT. Obiekt pierwszoplanowy zostaje podzielony na regiony, z których każdy otrzymuje model ruchu, uzależniony od nagromadzenia ogólnych cech obiektu. Występujące w modelu luki uzupełniane są za pomocą interpolacji biliniowej. Otrzymane wyniki działania metody porównano z najpopularniejszymi metodami estymacji, wykorzystywanymi w kodowaniu wideo. (Śledzenie obiektu w obrazie wideo w estymacji i kompensacji położenia). Keywords: Object based motion estimation and compensation, video objects, parameter estimation, affine and perspective transformation. Słowa kluczowe: estymacja I kompensacja obiektowa położenia, obiekty wide, parameter estymacji, transformacja afiniczna i perspektyw. Introduction Video compression techniques enable decrease in bandwidth occupied by the encoded video and hardware cost. High speed transfer by compressing video signal at low bit rates also provides a gain from time which is crucial for real time video applications. Additionally a video signal that uses a small storage area with a high compression rate is not desired to lose much information for watching pleasure. Therefore reducing the storage requirement, providing więcej »

Możliwości pomiarów impulsowego pola elektromagnetycznego

Jarosław KIELISZEK Robert PUTA Jaromir SOBIECH Wanda STANKIEWICZ

W pracy przedstawiono analizę impulsowego pola elektromagnetycznego na przykładzie wybranych grup urządzeń. Wskazano trudności związane z metrologią pola impulsowego za pomocą powszechnie stosowanych mierników dipolowo-diodowych. Zaprezentowano uzyskane wyniki pomiarów błędów dodatkowych, dla badanych grup urządzeń, powstających w związku w powszechnym wzorcowaniem przyrządów pomiarowych falą ciągłą. Przedstawiono wnioski dotyczące konieczności dodatkowych kalibracji mierników pola elektromagnetycznego. Abstract. In this paper the analysis of pulse electromagnetic field with selected devices has been presented. Difficulties in analyzing such a field with commonly used dipole-diode meters have been pointed out. Results of measurement of additional errors, for selected groups of devices, originated in common calibration of devices with continuous wave have been presented. Requests for additional calibration of electromagnetic field meters have been suggested. (Possibilities of measurement of pulse electromagnetic field) Słowa kluczowe: impulsowe pole elektromagnetyczne, metrologia pola elektromagnetycznego. Keywords: pulse electromagnetic field, electromagnetic field metrology. Wstęp Pole elektromagnetyczne wytwarzane przez współczesne urządzenia w wielu dziedzinach techniki (np. medycyna, telefonia bezprzewodowa, radiolokacja) mają, w zdecydowanej większości przypadków, charakter pola impulsowego. W przypadku urządzeń medycznych modulacja impulsowa umożliwia wytwarzanie pola o znacznie wyższych wartościach natężeń przy niskich wartościach średnich, co pozwala na głębsze wprowadzenie energii elektromagnetycznej do wnętrza organizmu bez przegrzewania jego warstw powierzchniowych. Źródłami impulsowych pól elektromagnetycznych są diatermie terapeutyczne jak również diatermie chirurgiczne. W przypadku telefonii komórkowej fala elektromagnetyczna wykorzystywana jest jako nośnik sygnałów umożliwiających bez więcej »

Nagrzewanie indukcyjne w procesie depolimeryzacji

Marcin WESOŁOWSKI Ryszard NIEDBAŁA Daniel KUCHARSKI

W niniejszej pracy zaprezentowano możliwości wykorzystania nagrzewnicy indukcyjnej w procesie termicznej depolimeryzacji plastików. Przedstawiono uogólnioną koncepcję układu grzejnego oraz wyniki badań świadczących o pozytywnych cechach tego rodzaju nagrzewania w stosunku do klasycznych rozwiązań opartych o pośrednie nagrzewanie rezystancyjne. Omówiono również problematykę modelowania i projektowania tego typu nietypowych przetworników energii. Abstract. The utility and the number of applications of induction heating systems increases in last time. In the article, new induction furnace for thermal depolymerization was described. The general concept of heating system and the measurement results of physical model of device were discussed. Some aspects of numerical modeling of such unusual electrothermal devices were additionally given. (Induction heating device for depolymerization process). Słowa kluczowe: termiczna depolimeryzacja, nagrzewanie indukcyjne, modelowanie, badania Keywords: induction heating, modeling, depolymerization, measurements. Wstęp Parametry materiałowe oraz geometryczne istotnie wpływają na konstrukcję oraz charakterystyki robocze indukcyjnych urządzeń grzejnych. Spośród szeregu praktycznych zastosowań, podstawowy podział nagrzewnic indukcyjnych pozwala na wyodrębnienie dwóch grup, służących do nagrzewania powierzchniowego oraz objętościowego. W obu przypadkach metody analizy i projektowania przetworników elektrotermicznych są przedmiotem wielu publikacji dotyczących zarówno rozwiązań konstrukcyjnych, jak i metod analizy układów grzejnych [3, 4, 5]. W większości podstawowych przypadków stosowane metody obliczeniowe oraz modele fizyczne umożliwiają osiąganie wysokich dokładności obliczeń [2, 4]. Fakt ten odnosi się między innymi do zjawisk związanych z generacją ciepła w nagrzewanych indukcyjnie wsadach. W podstawowych przypadkach nagrzewania skrośnego cylindrycznych wsadów masywnych, możliwe jest wykorzystyw więcej »

New Trends in Femtocell Backhaul Security

Matej ROHLIK Tomas VANEK

One of the relatively new services presented by mobile operators is a femtocell. A femtocell is a network located at the residential premises helping to extend the mobile signal to places which are difficult to cover. Furthermore, it enables the mobile operator to provide attractive service to the customer since the femtocell is connected to the mobile operator network using an IP based backhaul link over the public Internet. To ensure appropriate security over the untrustworthy environment, an IPsec tunnel is established between the femtocell access point and the provider’s security gateway located at the core network perimeter. IPsec itself wasn’t originally proposed to carry small voice packets resulting in a redundant overhead. This paper examines other security procedures, such as transport layer security (TLS) and Datagram TLS (DTLS) protocols. Streszczenie. W artykule zaprezentowano porównanie systemów ochrony pakietów danych w sieci komunikacji femtokomórek. W celu nawiązania i zabezpieczenia połączenia zastosowano tu tunelowanie IPsec między bramką operatora, a odbiornikiem, femtokomórką. Testom poddano procedury ochrony w protokołach TLS oraz DTLS. (Nowe trendy w ochronie danych w komunikacji femtokomórek). Keywords: Security, network, femtocell, protocol, IPsec, TLS, DTLS, SRTP, ZRTP. Słowa kluczowe: ochrona, sieć, femtokomórka, protokół, IPsec, TLS, DTLS, SRTP, ZRTP. Introduction A femtocell is a network located at the residential premises helping to extend the mobile signal to places which are difficult to cover. Furthermore, it enables the mobile operator to provide attractive service to the customer since the femtocell is connected to the mobile operator network using an IP based backhaul link over the public Internet. As the IP backbone Wide Area Network (WAN) topology, every available broadband technology (fiber, cable, digital subscriber line, etc.) technology can be used. The scenario is depicted in Fig. więcej »

On-off control algorithms for temperature control of steel cylinder with moving inductors

Andrzej FRĄCZYK

In the article, the method of realization and results of on-off temperature control of the surface of rotating steel cylinder, heated with mobile inductors have been shown. Ensuring the uniformity of the temperature distribution along the generatrix of the cylinder during heating the object to the given temperature value was of the major importance for proposed control method. Streszczenie. W artykule przedstawiono metodę realizacji oraz wyniki dwustawnej regulacji temperatury powierzchni obracającego się walca stalowego, nagrzewanego ruchomymi wzbudnikami. Istotne znaczenie dla zaproponowanej metody sterowania ma zapewnienie równomierności rozkładu temperatury wzdłuż tworzącej walca podczas nagrzewania obiektu do zadanej wartości temperatury. (Algorytmy dwustawnej regulacji temperatury walca stalowego z zastosowaniem ruchomych wzbudników). Keywords: on-off control algorithms, induction heating, moving inductors. Słowa kluczowe: algorytmy regulacji dwustawnej, nagrzewanie indukcyjne, ruchome wzbudniki. Introduction In many of nowadays’ technological processes heating equipment, which are objects with many inputs and outputs, are used [1,2,3]. An example of such a device may be an inductively heated, rotating steel cylinder, used in many branches of industry, such as paper, textile or rubber industry. Such a type of heating has many advantages, among which high velocity and efficiency are especially worth mentioning. In order to attain high uniformity of temperature distribution on the surface of the heated object, a group of stationary inductors is usually used. As an alternative which gives a possibility to reduce the number of inductors, and enables achieving higher uniformity of temperature distribution on the surface of the heated object, use of mobile inductors is possible. The block diagram of laboratory set-up, in which the last solution has been used, is shown in Fig. 1. Steel cylinder of 1.2 meter length is heated b więcej »

Parallel solution of electrostatic and static magnetic field problems by domain decomposition method

Dániel MARCSA Miklós KUCZMANN

The paper presents a parallel approach for the efficient solution of a one-dimensional and a two-dimensional problem by parallel finite element method. These problems are case studies. The non-overlapping domain decomposition method has been used to cut the problem into subregions or also called sub-domains, and it reduces the large mass matrix into smaller parts. The independent sub-domains, and the assembling of these equation systems can be handled by the independent processors of a supercomputer, i.e. in a parallel way. The execution time and speedup of parallel finite element method have been compared to the serial one. Streszczenie. W artykule opisano metodę efektywnego rozwiązywania problemów jedno- i dwuwymiarowych, poprzez równoległe analizy metodą elementów skończonych. Analizowany obiekt jest dzielony na podregiony co zmniejsza rozmiary jego macierzy i dzieli ją na mniejsze (poddziedziny). Te z kolei mogą być obliczane przez niezależne procesory superkomputera. (Metoda równoległego rozwiązywania pól elektrostatycznych i magnetycznych - dekompozycja dziedziny). Keywords: Finite element method, Parallel computing, Domain decomposition, Schur complement method. Słowa kluczowe: metoda elementów skończonych, obliczanie równoległe, dekompozycja dziedziny, metoda dopełnień Schura. Introduction The finite element method (FEM) [1]-[3] is an important technique for the solution of a wide range of problems in science and engineering. It is based on the weak formulation of the partial differential equations, which can be obtained by the Maxwell’s equations and the discretization of the analyzed problems geometry. The most time consuming part in finite element computation is the solution of the large sparse system of equations. Therefore, the solution of a large system of equations must be parallelized in order to speedup the FEM computation. Over the past decade, high-performance computing has been achieved via multiprocessing. więcej »

Performance Evaluation of VoIP Traffic over the IEEE 802.16e Protocol with Different Modulation and Coding Schemes

Luis ORTIZ Victor RANGEL Javier GOMEZ Raul AQUINO Miguel LOPEZ-GUERRERO

Supporting as many Voice-over-IP (VoIP) users as possible in a Broadband Wireless Access network using limited radio resources is a critical issue. However, performance of VoIP services is affected by several parameters defined in the IEEE 802.16e protocol. In this paper we developed a theoretical model and an algorithm to evaluate the performance of some of the most important VoIP codecs. Simulation results validate the theoretical model to achieve the maximum number of VoIP streams for different configurations of an IEEE 802.16e system. Streszczenie. W artykule przedstawiono model oraz algorytm działania, służące do oceny jakości pracy niektórych z najważniejszych codec’ów dla bramek VoIP przy obsłudze dużej ilości użytkowników. Badania symulacyjne potwierdziły skuteczność działania modelu, w celu osiągnięcia maksymalnej ilości strumieni VoIP przy różnych konfiguracjach systemu IEEE 802.16e. (Działanie protokołu IEEE 802.16e przy dużej ilości użytkowników VoIP - zagadnienie schematów modulacji i kodowania). Keywords: IEEE 802.16e, Mobile WiMAX, VoIP, Performance Evaluation. Słowa kluczowe: IEEE 802.16e, Mobile WiMAX, VoIP, ocena działania. Introduction Supporting as many VoIP users as possible using limited radio resources is a very important issue because VoIP is expected to be widely supported by mobile wireless networks. However, performance of VoIP services in the IEEE 802.16e standard [1] is affected by various factors such as signaling overhead, ranging regions and wasted symbols due to “rectangulation and quantization". Rectangulation is the process of allocating bandwidth resources in the downlink (DL) channel on a square or rectangular region of the frame structure. Quantization is the process of allocating these resources using the minimum allocation unit, denominated “quantum map". Considering Partial Usage of Sub-Channels (PUSC), a quantum map or a slot in the DL channel is one sub channel consisting więcej »

Pomiary charakterystyk silnika BLDC zaprojektowanego do napędu hybrydowego bezzałogowego aparatu latającego

Piotr BOGUSZ Mariusz KORKOSZ Jan PROKOP Piotr WYGONIK

W pracy zamieszczono wyniki badań laboratoryjnych zaprojektowanego i wykonanego przez autorów silnika BLDC przeznaczonego do hybrydowego napędu równoległego dla bezzałogowego aparatu latającego. Wyznaczono pomiarowo charakterystyki mechaniczne badanego silnika oraz jego sprawność przy różnych wartościach napięć zasilających wynikających z założeń projektowych. Wyznaczono również charakterystyki regulacyjne silnika. Abstract. The research results of designed BLDC motor for parallel drive of a hybrid unmanned aerial vehicle have been presented in the paper. Mechanical characteristics of examined motor and its efficiency at various supply voltage resulting from design assumptions have been determined. Regulation characteristics of motor have been also determined. (BLDC motor research used for unmanned aerial vehicle hybrid drive). Słowa kluczowe: Bezzałogowy aparat latający, napęd hybrydowy, BLDC, praca silnikowa. Keywords: Unmanned Aerial Vehicle (UAV), hybrid drive, BLDC, motor operation. Wstęp Napędy hybrydowe stanowią formę łączącą klasyczny napęd spalinowy z napędem elektrycznym [1] - [2]. Stosowanie napędów hybrydowych w motoryzacji jest już faktem, czego przykładem są seryjnie produkowane samochody (np. Toyota Prius, Yaris). Inną dziedziną, w której podejmowane są próby zastosowania tego typu napędu, to bezzałogowe aparaty latające (BAL) [3]. Zastosowanie napędu hybrydowego komplikuje układ napędowy, ale zwiększa jego funkcjonalność. W odpowiedniej konfiguracji możliwa jest praca na samym silniku elektrycznym lub samym spalinowym. To pozwala między innymi na zwiększenie bezpieczeństwa lotu. Moce silnika spalinowego i elektrycznego, powinny być tak dobrane, aby zapotrzebowanie na moc przelotową zapewniał silnik spalinowy, a silnik elektryczny uzupełniał brakująca moc konieczną do wznoszenia obiektu. Wynika to z dużo większej gęstości energii paliwa niż akumulatorów. Autorzy w ramach prowadzonych prac badawczych zaprojektowali więcej »

Porównanie wyników obliczeń i badań silnika tarczowego z magnesami trwałymi

Tomasz WOLNIK Tadeusz GLINKA

Specyficzna geometria obwodu elektromagnetycznego maszyn tarczowych sprawia, że dla wybranych zastosowań zainteresowanie tego typu konstrukcjami w ostatnich latach rośnie. W niniejszym artykule przedstawiono przykładowe metody obliczeń obwodów elektromagnetycznych maszyn tarczowych z magnesami trwałymi, których poprawność została zweryfikowana w oparciu o wyniki testów laboratoryjnych. Na podstawie analizy wyników dokonano oceny opracowanego algorytmu obliczeń analitycznych oraz poprawności trójwymiarowego modelu silnika. W podsumowaniu zawarto wnioski i uwagi do tematu. Abstract. The specific geometry of disc motors electromagnetic circuit causes that the interest in this type of structures in recent years is increasing. This article presents exemplary methods of electromagnetic circuits calculations of axial flux permanent magnet motors, whose correctness has been verified based on the laboratory tests results. On the basis of the outcomes analysis the evaluation of elaborated algorithm of analytical calculations and the accuracy of three-dimensional motor model was made. The summary contains the conclusions and comments on the topic. (Exemplary methods of electromagnetic circuits calculations of axial flux permanent magnet motors) Słowa kluczowe: maszyny elektryczne, silniki tarczowe, silniki z magnesami trwałymi. Keywords: electrical machines, axial flux motors, permanent magnet motors. Wprowadzenie Szereg różnego rodzaju specyficznych zastosowań zmuszają konstruktorów maszyn z magnesami trwałymi do poszukiwania rozwiązań pozwalających na jak najbardziej efektywne wykorzystanie materiałów czynnych obwodu elektromagnetycznego. Miarami pozwalającymi określić stopień wykorzystania, są więcej »

Praca turbogeneratora podczas zwarcia dwufazowego

Piotr KISIELEWSKI Ludwik ANTAL

Przedstawiono polowo-obwodowy sposób modelowania zakłóceń zwarciowych w turbogeneratorze pracującym w systemie elektroenergetycznym. Zbadano symulacyjnie stan zwarcia i następnie jego odłączenia. Zjawiska zachodzące po odłączeniu zakłócenia badano obliczeniowo aż do zaniknięcia stanu przejściowego w układzie. Przedstawiono przebiegi czasowe wybranych wielkości elektromechanicznych (w tym niedostępnych pomiarowo prądów w obwodach tłumiących) określających pracę turbogeneratora w stanach dynamicznych. Abstract. The paper presents procedure of modeling of short-circuits perturbations in the turbogenerator working in power system. Using simulations short-circuit state was calculated. Phenomena after disconnecting of the perturbation was investigated until transient state decay. The examples transient of selected electromechanical quantities (including currents in damper windings inaccessible for measurements) were showed. (Modeling of short-circuits perturbations in the turbogenerator working in power system) Słowa kluczowe: maszyny synchroniczne, turbogeneratory, modelowanie polowo-obwodowe. Keywords: synchronous machines, turbogenerators, field-circuit modeling. Wstęp więcej »

Problems of modeling an electrical arc with variable geometric dimensions

Antoni SAWICKI

Problems with representing power dissipation in simple, dynamic arc models with variable plasma column length have been described. Combined models (serial and parallel-hybrid) have also been presented that can be applied in wide range of currents. Then the analysis have been extended to generalized models with variable geometric sizes, in which energy dissipation is proportional to plasma area or volume. Problems with the choice of weight function and attenuation coefficient in hybrid models have been described. Results of processes simulation in circuit with controlled arc have been presented. Streszczenie. Opisano problemy odwzorowania mocy dyssypacji w prostych modelach dynamicznych łuku o zmiennej długości kolumny plazmowej. Przedstawiono także modele kombinowane (szeregowy i równoległy-hybrydowy), mogące mieć zastosowanie w szerokim zakresie zmian prądu. Następnie rozszerzono tę analizę na uogólnione modele o zmiennych rozmiarach geometrycznych łuku, w których dyssypacja energii jest proporcjonalna do powierzchni lub objętości plazmy. Opisano problemy wyboru funkcji wagowej i współczynnika tłumienia w modelach hybrydowych. Zamieszczono wyniki symulacji procesów w obwodzie z łukiem sterowanym. (Zagadnienia modelowania łuku elektrycznego o zmiennych rozmiarach geometrycznych). Keywords: electrical arc, Berger model, Kulakov model, Voronin model, Sawicki model, Voronin-Sawicki hybrid model. Słowa kluczowe: łuk elektryczny, model Bergera, model Kułakowa, model Woronina, model Sawickiego, model hybrydowy Woronina- Sawickiego. Introduction An arc column of variable size is a frequent physical phenomenon occurring in a number of electrotechnological devices. It is caused by various kinds of external interference or by the functioning of control systems [1]. Its influence on the electrical arc dynamics is often disregarded due to high inertia of mechanical systems as compared to relaxation times of plasma processes. In the case of modeli więcej »

Rezystancyjny nadprzewodnikowy ogranicznik prądu - analiza numeryczna w środowisku SciLab

Michał ŁANCZONT

Artykuł opisuje projekt modelu numerycznego rezystancyjnego nadprzewodnikowego ogranicznika prądu. Przedstawiono założenia modelu matematycznego, charakterystykę modelowanego obiektu oraz wyniki symulacji. Abstract. The paper describes basics of proposed numerical model of resistive superconducting fault current limiter. It was described the foundations of numerical model as well as present the results of simulation.( Resistive superconducting fault current limiter - numerical analysis in SciLAB environment). Słowa kluczowe: numerical modeling, superconducting fault current limiter, SCILAB. Keywords: modelowanie numeryczne, nadprzewodnikowe ograniczniki prądu, SCILAB. Wstęp Analiza urządzeń elektrycznych zawierających elementy wykonane z materiału nadprzewodnikowego jest procesem skomplikowanym, wynikającym z nieliniowego charakteru nadprzewodnika. W odróżnieniu od materiałów konwencjonalnych, miedzi czy aluminium, rezystywność nadprzewodnika jest funkcją nieliniową trzech parametrów, temperatury, natężenia prądu płynącego przez element oraz natężenia zewnętrznego pola magnetycznego. Analizę działania różnych urządzeń nadprzewodnikowych wygodnie jest przeprowadzać z wykorzystaniem modeli numerycznych. Uzyskiwane wyniki z symulacji numerycznych ułatwiają projektowanie i budowę fizycznych modeli urządzeń. Symulacje numeryczne są nieodłącznym elementem procesu projektowania i budowy urządzeń elektrycznych. W artykule zaprezentowano model matematyczny ogranicznika rezystancyjnego, uwzgledniający wpływ natężenia prądu i temperatury na rezystancje elementu nadprzewodnikowego ogranicznika. Zdefiniowano model numeryczny obwodu z ogranicznikiem rezystancyjnym oraz zamieszczono wyniki symulacji numerycznych. Nadprzewodnikowy rezystancyjny ogranicznik prądu Podstawową zasady działania rezystancyjnych nadprzewodnikowych ograniczników prądu jest nieliniowa charakterystyka rezystywności materiału nadprzewodnikowego w funkcji prądu płynąc więcej »

Sensitivity of Cogging Torque to Permanent Magnet Imperfections in Mass-produced PM Synchronous Motors

Lovrenc GAŠPARIN Rastko FIŠER

A detailed analysis of cogging torque components reveals that besides well-known native cogging torque components exist also additional cogging torque components which are provoked by assembly tolerances in mass-production. A finite element method and Fast Fourier transform were used to study and analyse a model of PMSM which enables simulation of manufacturing tolerances and assembly imperfections of rotor permanent magnets. Calculations confirmed that imprecisions in mass-production cause the phenomena of additional cogging torque harmonic components, which are not present in the case of a perfectly assembled motor. Streszczenie. W artykule przestawiono analizę czynników wpływających na pojawienie się momentu zaczepowego w maszynie PMSM. Analizy metodą elementów skończonych oraz szybką transformatą Fouriera, przeprowadzone na modelu maszyny pozwoliły na wykonanie symulacji momentu zaczepowego i wpływu jaki mają na jego składniki stopnie tolerancji na etapie produkcji maszyny. (Wpływ niedokładności w produkcji masowej na wartość momentu zaczepowego w maszynie synchronicznej z magnesami trwałymi). Keywords: cogging torque, finite-element method, harmonic components, PM synchronous motor. Słowa kluczowe: moment zaczepowy, metoda elementów skończonych, składowe harmoniczne, maszyna synchroniczna z magnesami trwałymi. Introduction High-performance drives in automotive applications require permanent magnet synchronous motors (PMSM) that produce smooth torque with a very low component of cogging torque. This is not easy to attain as improper designs of PMSMs result in cogging torque that may be inadmissibly high regarding the rated torque. In lower cost machines, it has typically value around 5 % of the rated torque [1, 2]. As nowadays number of high-performance applications necessitate cogging torque not to exceed 1 % of the rated torque, effective methods for its analysis and computation are required to design machines that meet such s więcej »

Shaping the Stator Poles of BLDCPM Motor for Cogging Torque Reduction

Lidija PETKOVSKA Paul LEFLEY Goga CVETKOVSKI Saeed AHMED

Recently, the cogging torque in electric motors has been drastically decreased as designers and manufacturers have developed better understanding of the cogging phenomenon. The paper presents a design methodology for cogging torque reduction by an appropriate shaping of stator poles in a Brushless DC Permanent Magnet (BLDCPM) Motor. Cogging torque waveforms, along with other relevant characteristics are examined and a new stator poles design of the BLDCPM motor is proposed. Streszczenie. W artykule przedstawiono metodę projektowania bezszczotkowej maszyny DC z magnesami trwałymi (BLDCPM), z uwzględnieniem redukcji momentu zaczepowego poprzez odpowiednie ukształtowanie biegunów stojana. Analizie poddano charakterystyki samego momentu zaczepowego jak i innych, powiązanych z zagadnieniem parametrów. Zaproponowano także nowy projekt maszyny BLDCPM. (Wpływ ukształtowania biegunów stojana na redukcję momentu zaczepowego w maszynie BLDCPM). Keywords: Cogging torque, Motor design, Brushless DC Permanent Magnet (BLDCPM) Motor, Stator pole shaping Słowa kluczowe: moment zaczepowy, projektowanie silnika, bezszczotkowy silnik DC z magnesami trwałymi, kształtowanie biegunów stojana. Introduction Permanent magnet motors have been used in high performance applications because of their high efficiency, high torque density, and power factor close to unity. However, the vibration and noise caused by cogging torque and electromagnetic torque ripple seriously affects the motor performance. The main motor vibration sources are found in ball bearing roughness, cooling air turbulence, electrical commutation and iron core-magnet reluctance forces. Recently, both the electric motor designers and the motor manufacturers have developed better understanding of the cogging phenomenon. This paper deals only with the magnetically generated forces known as cogging. These forces are usually large and can cause excessive motor vibrations if not properly controlled więcej »

Simulation of the Data Transmission from the Aerobatic Plane

Petr CHLUMSKY Zbynek KOCUR Vladimir MACHULA

This article deals with the optimization of data transmission from the fast-moving objects. Optimization is performed on the second layer of the RM OSI and uses multiple transmission channels. For simulation were created two cases using multiple transmission channels. These cases were compared with case of common wireless system with a single channel. Proposed cases reached better error rates and proved their usefulness. They are also independent on the transmission technology (due to implementation on the second layer of RM OSI), therefore are versatile. Streszczenie. W artykule opisano zagadnienie optymalizacji transmisji danych z szybko przemieszczających się obiektów, z wykorzystaniem drugiej warstwy RM OSI oraz transmisji wielokanałowej. Do symulacji opracowano dwa przypadki transmisji wielokanałowej, które porównano z działaniem wspólnego jednokanałowego systemu bezprzewodowego. Wyniki potwierdziły redukcję ilości błędów oraz niezależność badanych przypadków od metody transmisji, co świadczy o ich uniwersalności. (Symulacje transmisji danych z samolotu akrobacyjnego). Keywords: Wireless communication, simulation, Wi-Fi, high availability. Słowa kluczowe: komunikacja bezprzewodowa, symulacja, Wi-Fi, duża dostępność. Introduction The High Speed Mobile Communication project is focused on the design of the transmission system that would enable wireless transmission of the video and telemetric data from aerobatic plane during air show. Systems for transmission audio-visual data from fastmoving objects exist (Formula 1 or Red Bull Air Race), there, however, the machines move over a relatively welldefined route. Therefore, demanding on the radio part is not so high, it is just necessary to deploy properly the basic stations along the assumed trajectory and the connection is stable and good enough to transfer these data [1]. Nevertheless, this is not possible at aerobatic show because of unpredictable airplane trajectory. Presented so więcej »

Soft and synchronous starting of low-power SMPMSM motor

Ludwik ANTAL Paweł ZALAS

This paper presents the results of simulation studies of the starting of a low-power synchronous motor supplied from an inverter and excited by permanent magnets situated on the rotor's outer surface. The computations were performed using FEM and a field-circuit model of the machine. Synchronous starting at a constant U/f ratio and linear frequency change was assumed. The effect of the moment of inertia and that of the initial rotor position on the waveforms of the principal electromechanical quantities were studied. Streszczenie. Przedstawiono wyniki symulacyjnych badań rozruchu silnika synchronicznego małej mocy zasilanego z falownika i wzbudzanego magnesami trwałymi, umieszczonymi na powierzchni zewnętrznej wirnika. Obliczenia wykonano metodą FEM za pomocą polowo-obwodowego modelu maszyny. Założono rozruch synchroniczny przy stałym stosunku U/f i liniowej zmianie częstotliwości. Zbadano wpływ momentu bezwładności i początkowego położenia wirnika na przebiegi podstawowych wielkości elektromechanicznych. (Łagodny i synchroniczny rozruch silnika SMPMSM małej mocy). Słowa kluczowe: silnik synchroniczny, magnesy trwałe, rozruch, falownik, symulacje polowo-obwodowe. Key words: synchronous motor, permanent magnet, starting, inverter, field-circuit simulations Introduction The alternating-current motor's efficiency and power factor can be increased through the permanent magnet synchronous motor (PMSM). However, permanent magnet motors are characterized by a low starting torque and their synchronization ability diminishes as the load increases. A possible solution to this problem is a line-start permanent magnet synchronous motor (LSPMSM) with a suitable starting squirrel-cage. Another solution is a similar synchronous motor without a squirrel-cage, but supplied from an inverter. Both field-circuit computations [1, 3] and experimental studies [2] of LSPMSM starting have shown that a lowpower line-start synchronous motor can reach a starti więcej »

Spis treści / Contents

01 Klemen DEŽELAK, Gorazd ŠTUMBERGER - Magnetic field emissions caused by overhead power line: analytical calculations, numerical calculations and measurements 1 02 Bojan ŠTUMBERGER, Miralem HADŽISELIMOVIĆ, Gorazd HREN - Design of fractional-slot permanent magnet synchronous motor with concentrated windings and interior permanent magnets 5 03 Peter IVANYI, Amalia IVANYI - Hysteresis in semi-rigid steel joints 9 04 Peter VIRTIČ - Determining losses and efficiency of axial flux permanent magnet synchronous motor 13 05 Miralem HADŽISELIMOVIĆ, Matej MLAKAR, Bojan ŠTUMBERGER - Impact of Pole Pair Number on the Efficiency of an Induction Generator for a Mini Hydro Power Plant 17 06 Mykhaylo ZAGIRNYAK, Yurii BRANSPIZ, Miklós KUCZMANN - Calculation of magnetic component of wire antenna electromagnetic field 21 07 Wanda STANKIEWICZ, Andrzej KRAWCZYK, Jarosław KIELISZEK - The Cellular Phone-Induced Electromagnetic Radiation as the Risk Factor in Brain Cancer - a Survey of Recent Research 25 08 Kenji SUZUKI, Hidetoshi UENO, Tsugiko TAKASE, Katsuhiko YAMAGUCHI - Development of a new micro-MOKE magnetometer combined with magnetic domain scope 28 09 Ivo DOLEŽEL, Martin ŠKOPEK, Bohuš ULRYCH - Load-Bearing Actuator with Permanent Magnet for Transport of Rails 32 10 Zdravko PRAUNSEIS, Peter VIRTIČ - Evaluation of mechanical properties of soft magnetic materials for axial flux permanent magnet synchronous machines 35 11 Goga CVETKOVSKI, Lidija PETKOVSKA - Efficiency Improvement of Axial Flux PM Motor Using Particle Swarm Optimisation 38 12 Lidija PETKOVSKA, Paul LEFLEY, Goga CVETKOVSKI, Saeed AHMED - Shaping the Stator Poles of BLDCPM Motor for Cogging Torque Reduction 42 13 Paweł JABŁOŃSKI - Use of BEM in electroconductive field analysis nearby thin highly conductive bodies 46 14 Dániel MARCSA, Miklós KUCZMANN - Parallel solution of electrostatic and static magnetic field problems by domain decomposition method 49 15 Sebastijan SEME, Goraz więcej »

Steady-state analysis of synchronous machines loaded by an angle depended torque

Michał RADZIK Tadeusz J. SOBCZYK

Reakcja maszyny synchronicznej na moment obciążenia zależny od kąta obrotu jest ważna dla napędów tłokowych. W celu jej określenia należy równania elektryczne maszyny rozwiązywać łącznie z równaniem ruchu, co prowadzi do nieliniowego układu równań różniczkowych. Najczęściej do ich rozwiązywania stosuje się procedury numeryczne, a stan ustalony otrzymuje się po zaniku procesów przejściowych. W pracy, do wyznaczenia takiego stanu ustalonego zastosowano metodę bilansu harmonicznych. Wówczas rozwiązanie przewiduje się w postaci szeregu Fouriera. Bilans harmonicznych prowadzi do nieskończenie wielu nieliniowych równań algebraicznych wiążących współczynniki Fouriera tych szeregów. W celu rozwiązania tego układu, ograniczonego do wymiarów skończonych, użyto algorytmu Newtona- Raphsona. W rezultacie obliczono bezpośrednio widma prądów maszyny oraz widma zmienności kąta mocy i wahań prędkości obrotowej. (Analiza pracy maszyny synchronicznej przy zaburzeniach momentu mechanicznego zależnych od kąta obrotu) Abstract, Steady-state response of a synchronous machine to the torque with angle depended pulsating component is important for the piston type drives. To find such response, electrical equations have to be solved together with the equation of motion, what leads to nonlinear differential equation set. The numerical integration is often used, and steady-states are obtained when transients disappear. In this paper the method of harmonic balance is used for determining such steady-states. The solution is predicted in the form of the Fourier series, and harmonic balance method leads to an infinite set of nonlinear algebraic equations for coefficients of that series. The Newton-Raphson scheme is used to solve these equations when limited to the finite dimensions. As a result the Fourier spectra of all machine currents, as well as of the rotor speed and variation of the power angle, are directly determined. Słowa kluczowe: maszyna synchroniczna, stan usta więcej »

Symulacja procesów cieplnych w stykach elektrycznych z kompozytu Ag-W50

Piotr BORKOWSKI

Przedstawiono modele termiczne struktury kompozytowego materiału stykowego Ag-W50. Symulacje obliczeń cieplnych styków narażonych na łuk elektryczny zostały wykonane w pakiecie ANSYS. Autor określił teoretyczne granice ubytku masy styków. Na ich podstawie została określona przydatność poszczególnych modeli do obliczeń naukowych. Stwierdzono, że najbardziej odpowiednim modelem jest model typu D, którego struktura jest utworzona z ośmiościanów foremnych. Abstract. The paper presents thermal models of contacts structure for Ag-W50 composite materials. The author has used ANSYS package to perform simulation thermal computations for contacts exposed to an electric arc and has defined theoretical limits of contact mass loss. On their basis, the usefulness of each model for scientific computations has been discussed. It has been established that the most suitable model is a model of D type, whose structure is created of regular octahedrons. (Computer simulation of thermal processes in contacts of AG-W50 composite material) Słowa kluczowe: symulacja komputerowa, łuk elektryczny, erozja styków. Keywords: computer simulation, arc, contacts erosion. Wstęp Wyłączniki niskiego napięcia stosowane w obwodach prądu przemiennego podlegają coraz większym obciążeniom ze względu na wzrost mocy zwarciowej obwodów. W takich warunkach największe narażenia występują w układach stykowo-gaszeniowych. Stąd konieczność stosowania na styki elektryczne materiałów kompozytowych charakteryzujących się specjalnymi właściwościami i wysoką jakością wykonania. Materiały te powinny wyróżniać się wysoką odpornością na erozję łukową i sczepianie podczas łączenia prądów zwarciowych. Powinny one również gwarantować niską i stabilną rezystancję styku podczas pracy. Kompozyty srebro-wolfram są najczęściej stosowanym materiałem na styki w wyłącznikach kompaktowych. Ilość roztopionego i odparowanego materiału styków, jak również wybuchowy wyrzut ciekłego metalu oraz strumie więcej »

System do analizy charakterystyk wyładowania łukowego w spawaniu metodą MMA

Robert KAZAŁA

W ramach pracy przedstawiono system pomiarowy pozwalający na wyznaczanie charakterystyk wyładowania łukowego w spawaniu metodą MMA. Pokazano przykłady zarejestrowanych przebiegów napięć i prądów łuku oraz charakterystyki prądowo-napięciowe. Przeprowadzono analizę zjawisk występujących w łuku elektrycznym oraz zaproponowano wskaźniki pozwalające na ocenę jakości przebiegu procesu. Opracowany system może być wykorzystany do monitorowania przebiegu procesu spawania, mającego na celu utrzymanie założonych parametrów spawu. Abstract. The paper presents a measurement system for determining characteristics of the arc in MMA welding. Shows examples of waveforms of voltage and current of the arc and the current-voltage characteristics. An analysis of the phenomena occurring in the electric arc and the proposed indicators to assess the quality of the process. The developed system can be used to monitor the welding process, aimed at maintaining the assumed parameters of the weld. (The system for the analysis of the arc characteristics in MMA welding). Słowa kluczowe: spawanie, łuk elektryczny, charakterystyki, zakłócenia. Keywords: welding, electric arc, characteristics, disturbations. Wprowadzenie Jednym z głównych czynników decydujących o jakości produktu zawierającego połączenia spawane, jest jakość spoin. Wykonanie spoin o zadanych własnościach związane jest z utrzymaniem założonych parametrów spawania. W przypadku metod pozwalających na automatyzację, parametry procesu utrzymywane są przez urządzenie sterujące. W metodzie MMA spawanie odbywa się w trybie ręcznym. W związku z tym parametry spoiny zależą w dużym stopniu od umiejętności spawacza. Analizując funkcje urządzeń do spawania metodą MMA można stwierdzić, że umożliwiają one zmianę nastaw parametrów procesu, jednak nie posiadają one funkcji pozwalających określić jakość przeprowadzonej operacji spawania. Oceny poprawności procesu można dokonać na podstawie oględzin, co wymaga zatrud więcej »

The application of wavelet analysis and neural networks in the diagnosis of rolling bearing faults in induction motors

Paweł EWERT Czesław T. KOWALSKI Marcin WOLKIEWICZ

The paper describes a monitoring method of damage detection in induction motor rolling bearings. The method is based on wavelet transform analysis of vibration. The possibility of the application of neural networks to detect bearing faults was presented. The quality of bearing faults detection and identification methods was tested experimentally. The experiments have been conducted on induction motors with bearing faults. The correctness of the proposed methods has been confirmed by satisfactory tests results. Streszczenie. W pracy przedstawiono metodę monitorowania stanu łożysk tocznych silników indukcyjnych opartą na analizie falkowej. Omówiono dyskretną transformatę falkową oraz jej uogólnienie w postaci pełnego przekształcenia falkowego. Przedstawiono możliwość zastosowanie sieci neuronowych do wykrywania uszkodzeń łożysk tocznych. Eksperymentalnie sprawdzono możliwość wykrywania oraz identyfikowania uszkodzeń poszczególnych elementów konstrukcyjnych łożysk. Przedstawiono przykładowe wyniki badań laboratoryjnych. Dokonano oceny skuteczności wykrywania uszkodzeń łożysk tocznych w silnikach indukcyjnych przy wykorzystaniu analizy falkowej przyspieszenia drgań oraz sieci neuronowych. (Zastosowanie analizy falkowej i sieci neuronowych do diagnostyki łożysk tocznych silników indukcyjnych) Keywords: condition monitoring of rolling bearings, induction motors, wavelet analysis, neural networks. Słowa kluczowe: monitorowanie stanu łożysk tocznych, silniki indukcyjne, analiza falkowa, sieci neuronowe. Introduction The non-stationary character of the available diagnostic signals results in the fact that in recent years wavelet analysis has been used more and more frequently used to detect fault symptoms in induction motors. The approach assumes that the diagnostic signal in the time domain can be decomposed to components of various time windows and various frequency bands, and the information obtained in this way can be presented in a time-sca więcej »

The Cellular Phone-Induced Electromagnetic Radiation as the Risk Factor in Brain Cancer - a Survey of Recent Research

Wanda STANKIEWICZ Andrzej KRAWCZYK Jarosław KIELISZEK

This paper summarizes our current knowledge about the potential influence of exposition to electromagnetic field generated by cellular phone technology and other everyday-use appliances, on the risk of onset of brain tumors. The results of several large-scale international epidemiologic studies are compared and analyzed in detail. No results were found to clearly prove the significant effect of cellular phones, base stations, microwave ovens etc. in enhancing the risk of brain tumor incidence. Streszczenie. W artykule podsumowano bieżącą wiedzę na temat możliwego wpływu pola elektromagnetycznego generowanego przez terminale telefonii mobilnej na powstawanie guzów mózgu. Wyniki międzynarodowych badań epidemiologicznych zostały szczegółowo porównane i przedyskutowane. Badania te wykazały, że nie ma istotnego wpływu telefonów komórkowych na podniesienie ryzyka powstawania gózów mózgu. (Promieniowanie elektromagnetyczne generowane terminalami telefonii mobilnej jako czynnik ryzyka nowotworów mózgu - przegląd współczesnych badań). Keywords: telefonia komórkowa, pole elektromagnetyczne, analiza ryzyka, guzy mózgu. Słowa kluczowe: cellular telephony, electromagnetic field, risk analysis, brain tumors. Aim of the study The use of cellular phones has grown explosively during the last past two decades and there are over 5.6 billion subscribers in the world which is about 80% of world population. Such a wide availability of this technology is accompanied by the growing interest in its safety. The special anxiety of electromagnetic field is evoked by the mass-media which from time to time excite the readers by news, like this presented in Fig. 1. Fig.1. The article from the press (after [1]) In the late 1990s, several expert groups have voiced their critical concern about the impact on human health, caused by exposition to high-frequency electromagnetic field emitted by these devices. In consequence, the investigation of potential health thre więcej »

The influence of the supply parameters on the reinforcement distribution in a composite cast in the electromagnetic field

Slawomir GOLAK

The basic problem in the process of graded composite casting is to obtain electromagnetic buoyancy that should move the particles, but at the same time to avoid stirring of the liquid metal caused by the field non-uniformity that thwarts the effect of reinforcement segregation. The research presented in the paper was focused on adjusting the supply current, its frequency and the dimensions of the inductor so that the liquid metal flow reduced. Streszczenie. Podstawowym problemem utrudniającym proces odlewania kompozytu gradientowego jest uzyskanie działania wyporu elektromagnetycznego przemieszczającego cząstki, przy jednoczesnym uniknięciu, niweczącego efekt segregacji zbrojenia, mieszania ciekłego metalu spowodowanego niejednorodnością pola sił. Prezentowane badania dotyczyły doboru częstotliwości zasilania, natężenia prądu i rozmiarów wzbudnika w celu ograniczenia ruchu ciekłego metal. (Wpływ parametrów zasilania na rozkład zbrojenia w kompozycie odlewanym w polu elektromagnetycznym. Keywords: magnetohydrodynamics, functionally graded material, metal matrix composite, optimization Słowa kluczowe: magnetohydrodynamika, materiały gradientowe, kompozyty metalowe, optymalizacja Introduction Functionally graded composites belong to the group of materials that have been developed extensively in many research centres around the world in the recent years. These composites yield the possibility of a smooth spatial change in the reinforcement distribution, which in turn allows to control the spatial distribution of some material properties (e.g. hardness); therefore both automotive and aerospace industries are greatly interested in them. Among many methods of manufacturing these materials that have been developed, there is one, relatively new, that offers interesting possibilities. It is casting the composite in the alternating electromagnetic field. The method utilises the electromagnetic buoyancy action on non-conductive particles of th więcej »

The use of RFID Transponders Equipped with Built-in Sensors in Navigation Systems

Włodzimierz KALITA Mariusz SKOCZYLAS Mariusz WĘGLARSKI

The authors’ research in the subject of sensors integration with IC of RFID transponder has been presented in this paper. A deployment of some number of such equipped identifiers in a particular region gives the opportunity to determine precisely the parameter values describing ambient conditions. Selected problems connected with memory organization of the transponders and also with an implementation in autonomous navigation systems of static and mobile objects inside of the defined space have been analysed in details. Streszczenie. W artykule autorzy zaprezentowali badania związane z możliwością integracji czujników z układem scalonym identyfikatora RFID. Rozmieszczenie pewnej liczby tak wyposażonych identyfikatorów na określonym obszarze daje możliwość precyzyjnego wyznaczenia wartości parametrów opisujących warunki środowiskowe. Szczegółowo zostały przedstawione wybrane problemy związane z organizacją pamięci takiego identyfikatora jak również z jego wykorzystaniem w autonomicznych systemach nawigacji statycznych lub mobilnych obiektów wewnątrz określonego obszaru. (Wykorzystanie identyfikatorów RFID z wbudowanymi czujnikami w systemach nawigacji). Keywords: RFID, transponders, intelligent sensors, autonomous localization. Słowa kluczowe: RFID, identyfikatory elektroniczne, czujniki inteligentne, lokalizacja autonomiczna. Introduction The navigation of mobile object is connected with such issues as determination of actual localization and position of possible static or moving obstacles, estimation of motion path and evaluation the easiest efficient routes to the selected destination. In most cases these tasks are provided thanks to implementation of several different systems cooperating and supporting each other [1]. Each system is usually responsible only for a one particular task. For example, a system GPS is used for current object localization, laser scanner - for obstacle detection, analysis of camera images - for recogn więcej »

Thermal testing of road luminaires with sodium and LED lamps

Konrad DOMKE

The paper presents the results of thermal testing of road lighting luminaires fitted with high pressure sodium lamps (400W) and LEDs (100W). An analysis of the theoretical heat flow paths in the luminaires and the results of laboratory testing of selected luminaires, results of examined the dynamics of temperature rise and the effect of external temperature (ambient) to the heating of the thermally sensitive elements of the lighting luminaires were also mentioned in the presented paper. Streszczenie. W pracy przedstawiono wyniki badań termicznych opraw oświetlenia drogowego wyposażonych w sodowe i ledowe źródła światła mocy 400 i 100W. Dokonano analizy teoretycznej dróg przepływu ciepła w oprawach oraz przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wybranych opraw oświetleniowych. Zbadano dynamikę przyrostów temperatury oraz wpływ temperatury zewnętrznej (otoczenia) na nagrzewanie się termicznie wrażliwych elementów opraw oświetleniowych (Badania cieplne opraw drogowych z lampami LEDowymi i sodowymi). Keywords: thermal testing of road lighting luminaries, sodium and LED light sources. Słowa kluczowe: badanie cieplne opraw drogowych, sodowe i ledowe źródła światła. Introduction High pressure sodium lamps, with power rating ranging from 50W to 1000W, a commonly used as light sources in road lighting luminaires. The efficiency of sodium lamps is about 30%, with the remaining 70% of the rated power converted into heat almost completely. The ballast installed inside the luminaire may be considered an additional source of heat. The ignitor and the control system composed of electronic circuits, most often located inside the luminaire, are the elements subject to highest danger. LED diodes are an alternative source of light, used more and more often in road lighting luminaires. The rated power of such lamp więcej »

Time Varying Impulse Response Representing First Order PMD Effects of a Single Mode Fibre Optic Link with Polarization Scramblers

Zbigniew LACH

Optical fibre line with polarization scramblers is modelled as a time-variant linear system. The formula for time varying impulse response of such a system is derived and relations to PMD and to parameters of scramblers control are shown. One possible application of the time varying impulse response is considered and illustrated with results of simulations. Streszczenie. Linia światłowodowa ze skramblerami polaryzacji została zamodelowana jako zmienny w czasie system liniowy. Wyprowadzono zależności na zmienną w czasie odpowiedź impulsową i powiązano jej parametry z PMD linii oraz z parametrami sygnałów sterujących skramblerami. Przedstawiono i zilustrowano wynikami symulacji jedno z możliwych zastosowań odpowiedzi impulsowej. - Zmienna w czasie odpowiedź impulsowa jednomodowej linii światłowodowej ze skramblerami polaryzacji reprezentująca pierwszorzędowe efekty PMD Keywords: Polarization mode dispersion, single mode fibre, polarization scrambling. Słowa kluczowe: dyspersja polaryzacyjna, światłowód jednomodowy, skrambling polaryzacji. Introduction Optical fibers suffer from polarization mode dispersion (PMD) which affects capability of links using using On-Off- Keying (OOK) signalling to achieve transmission capacity exceeding 10Gbps per wavelenght channel [1]. A number of methods were developed to combat the effects of PMD [2]. One case of practical interest is the link with burried or undersea cables in which temporal variations of PMD are relatively slow i.e. PMD can be static (“frozen") for days or even months [3]. Slow changes of PMD result in long lasting link outages. For a link of such type the technique using polarization scrambling distributed along the link span in combination with proper Forward Error Correction (FEC) was shown a method of choice [2]. In this method “frozen" PMD becomes time-varying which potentially shortens time intervals of unacceptably high signal deterioration. Short error bursts can więcej »

Training a Neural Network for a New Node Element Design

Vladislav SKORPIL Roman PRECECHTEL

This paper describes training a neural network for a new node element design. Neural networks are used to control network nodes instead of the control by sequential circuits. This article primarily discusses the management of routers. Routers are generally able to use all available topologies of a network. Simulation in MATLAB-SIMULINK has tested how the training networks route the given packets. It has been shown that Artificial Neural Networks (ANN) are suitable for the described aim. Streszczenie. W artykule opisano proces trenowania sieci neuronowej, wykorzystanej na potrzeby budowy nowego węzła sieci. Głównym zastosowaniem, omówionym w publikacji jest zarządzanie routerem. Badania symulacyjne przeprowadzone w programie Matlab-Simulink, potwierdziły skuteczność działania sztucznych sieci neuronowych w tej aplikacji. (Proces trenowania sieci neuronowej do tworzenia nowego węzła sieci). Keywords: Artificial Neural Network, Network Node, MATLAB -SIMULINK, Routing. Słowa kluczowe: Sztuczne Sieci Neuronowe, węzeł sieci, Matlab-Simulink, routowanie. Introduction The work is based on [1] and [2]. An important part of communication and information networks is active network elements that allow you to route data from one place to another. Some services have a higher priority than others, in particular services in real time. The best-known example is the transfer of voice over the Internet (VoIP). These and other types of traffic make ever more exacting demands on active network elements, which must provide correct routing, sufficient bandwidth, and also ensure the required parameters for the connection of the quality of services (QoS). This is one of the main reasons for the development of telecommunications and permanent search for new ways of increasing their throughput and efficiency of [3]. Another important point of development is, for example, the increasing routing tables according to which the routers determine the path for eac więcej »

Unsymmetrical load of a three-phase synchronous generator

Zlatko MALJKOVIĆ Damir ŽARKO Stjepan STIPETIĆ

The selection of a three phase synchronous generator most suitable to be used as a power supply for testing of single-phase and threephase power transformers is described in the paper. The emphasis is on the analysis of the armature winding connection and sizing of the damper winding due to unsymmetrical load of a generator in the temperature rise test of single-phase transformers realized by the short-circuit method. The generator’s output voltage waveforms in the case of unskewed and skewed stator slots are analyzed. The results indicate that delta-connected generator with skewed stator slots is the best solution. Streszczenie. W artykule opisano sposób doboru trójfazowego generator synchronicznego jako źródła zasilania dla testowanego transformatora jedno- i trójfazowego. Szczególny nacisk położono na uzwojenie twornika i rozmiary uzwojenia tłumiącego, ze względu na asymetrię obciążenia generatora przy wzroście temperatury w próbie zwarciowej transformatora jednofazowego. Wyniki analizy pokazują, że najlepszym rozwiązaniem jest generator ze skośnymi żłobkami stojana i uzwojeniach połączonych w trójkąt. (Niesymetryczne obciążenie trójfazowego generatora synchronicznego). Keywords: synchronous generator, unsymmetrical load, damper bar, transformer testing Słowa kluczowe: generator synchroniczny, obciążenie niesymetryczne, pręt tłumiący, testowanie transformatora. Introduction Generators for power transformer test facilities are used for testing both three-phase and single-phase power transformers. In the latter case, the single-phase load (transformer) is connected between two line terminals of the generator (two-phase operation), and additional reactive power is obtained from parallel connected capacitor bank. The generator rated apparent power is defined similarly as for synchronous compensators (power factor cosφ = 0.05 ÷ 0.1), but rated reactive power of the capacitor bank can exceed generator’s rated reactive po więcej »

Use of BEM in electroconductive field analysis nearby thin highly conductive bodies

Paweł JABŁOŃSKI

The analysis of electroconductive field nearby thin highly conductive bodies is considered in this paper. The model uses the boundary element method (BEM), but it simplifies the analysis by using a limiting version of the boundary integral equation. The model can be used in the analysis of current density distribution in electrolyte nearby thin electrodes or metallic sheets. Streszczenie. W artykule rozpatruje się sposób analizy pola przepływowego w pobliżu cienkich dobrze przewodzących warstw. Model wykorzystuje metodę elementów brzegowych (MEB), ale upraszcza analizę poprzez zastosowanie granicznej postaci równania całkowo-brzegowego. Można go zastosować na przykład do analizy rozkładu gęstości prądu w elektrolicie w otoczeniu cienkich elektrod lub blach. (Zastosowanie MEB do analizy pola przepływowego w pobliżu cienkich dobrze przewodzących ciał). Keywords: thin bodies, good conductors, electroconductive field, BEM. Słowa kluczowe: cienkie warstwy, przewodniki, pole przepływowe, MEB. Introduction Many real configurations contain bodies in the form of thin layers, shells or sheets. Examples are external shells of cars, planes, submarines, sheet metals, plates, some types of electrodes in electrolyte, equipment casings, etc. Such bodies are often called “thin bodies", and can be described as those whose one of the dimensions is much smaller than the others. Due to complexity of such configurations the analysis of electromagnetic field in them usually require a use of numerical methods. No matter which numerical method is to be used, thin bodies often require a special treatment. In FEM, for example, they generate a very fine mesh and result in a large system of equations. Since the problem is linear, BEM can be also used, especially if the domain is theoretically unbounded. In the conventional BEM, however, the problem of accuracy in evaluation of so called nearly singular integrals appears. It originates from the form of t więcej »

Utilizing the deep bar effect in direct on line start of permanent magnet machines

Tomasz ZAWILAK

This work presents the results of simulations of the influence of the deep bar effect on the starting properties of a double-cage synchronous permanent magnet motor. Using a field/circuit model, the relation between torque and current in the asynchronous state was determined for different properties of cage materials. The braking torque of the magnets was calculated and the total asynchronous torque was determined in relation to the rotational speed of the motor. It was shown that the double-cage solution enables obtaining of a starting torque greater than the nominal torque in the full range of speeds. Streszczenie. W pracy przedstawiono symulacyjne wyniki badań wpływu efektu wypierania prądu na właściwości rozruchowe dwuklatkowego silnika synchronicznego wzbudzanego magnesami trwałymi. Wykorzystując model polowo-obwodowy wyznaczono zależność momentu oraz prądu w stanie asynchronicznym dla różnych właściwości materiałów klatek. Obliczono charakterystykę momentu hamującego od magnesów oraz określono całkowity moment asynchroniczny w funkcji prędkości obrotowej silnika. Wykazano, że rozwiązanie z dwoma klatkami rozruchowymi pozwala na uzyskanie momentu rozruchowego większego od momentu znamionowego w pełnym przedziale prędkości.(Wykorzystanie efektu wypierania prądu w rozruchu bezpośrednim maszyn wzbudzanych magnesami trwałymi). Keywords: synchronous motor, permanent magnet, direct on line start, deep bar effect. Słowa kluczowe: silnik synchroniczny, magnesy trwałe, rozruch bezpośredni, efekt wypierania prądu. Introduction The trend to constantly increase the energy efficiency of electrical machines results in the appearance of increasingly strict norms with regards to the minimum efficiency of new machines. Future requirements (IE4) might be difficult to meet for traditional induction-based machines [1, 2, 3]. An al więcej »

Visualization Improvement of Best Servers Areas in GSM Networks

Libor MICHALEK Pavel MORAVEC Peter SCHERER Roman SEBESTA Marek DVORSKY Jan MARTINOVIC Lukas KAPICAK

The article deals with improving Best Sever boundaries determination in a mobile network. The described algorithm improves the basic positioning methods used in mobile networks as we know the real shape of Best Server area. Proposed method uses a combination of network parameters, which are obtained by continuous measurement in the mobile network, and interpolated data, which are used in places with the absence of measurement points. These parameters create a database of values that are necessary for identification of areas which are covered by the radio signal from particular Base Station. Streszczenie. W artykule przedstawiono ulepszony sposób lokalizacji użytkownika w sieci komórkowej GSM. Wykorzystywane do tego celu są informacje o pomierzonych parametrach i ustawieniach sieci oraz najbliższych stacjach przekaźnikowych, które wysyłane są przez użytkownika sieci. Na tej podstawie algorytm określa najlepsze rozwiązanie w wyborze serwera. (Polepszenie wizji w rejonach zasięgu serwerów w sieci GSM). Keywords: GSM, Best Server, Cell ID, Interpolation, Grid. Słowa kluczowe: GSM, ID komórki, interpolacja, siatka. Introduction Nowadays, there are well known various methods for determining the location position of Mobile Stations (MS) [1]. The best method for the independent MS localization (without necessary additional network modifications) is to determine MS position from the side of GSM network (NBP - Network Based Positioning). The basic positioning method is based on the Cell Identification (Cell ID) [2, 15]. An explored area with a surveyed MS is defined as a circular area around the active Base Transceiver Station (BTS) (see Fig.1 - hatched area 1). An accuracy improvement of this method is achieved if BTS uses sector antennas. This method faces to a circular sector by reducing the circular area 1 (see Fig.1- squared area 2). Farther accuracy achievement of MS localization for BTS which covers areas over a distance of 550 m, c więcej »

Wireless power supply of mobile inductors for inductive heating of a rotating cylinder

Witold KOBOS Jacek KUCHARSKI

In this article, a project and method of realization of wireless powering of system of inductors used to heat the rotating steel cylinder being an element of a paper machine has been described. The proposed solution gives an opportunity of supplying the heating power in a flexible and selective way to the surface of the cylinder, which enables attaining high quality control of the temperature of the cylinder surface for an arbitrary given temperature distribution. Streszczenie. W artykule przedstawiono projekt i wykonanie bezprzewodowego zasilania wzbudników do nagrzewania obracającego się walca stalowego będącego elementem maszyny papierniczej. Proponowane rozwiązanie daje możliwość dostarczania do powierzchni walca mocy czynnej w sposób elastyczny i selektywny, co umożliwia osiągnięcie wysokiej jakości regulacji dla zadanego rozkładu temperatury. (Bezprzewodowy system zasilania ruchomych wzbudników w nagrzewanym indukcyjnie obracającym się walcu). Keywords: Wireless power supply, induction heating, moving inductors. Słowa kluczowe: Zasilanie bezprzewodowe, nagrzewanie indukcyjne, ruchome wzbudniki Introduction Inductive heating is one of modern, efficient and ecological solutions of heating rotating steel cylinders used among others in paper industry to drying and calendaring paper. Assuring a sufficient quality of these processes is connected with the necessity of maintenance of the given profile of the temperature on the surface of the cylinder regardless of changing process conditions (e.g. different conditions of heat exchange dependent on the construction of the cylinder, local decrease of the temperature of the cylinder due to different humidity of the paper, etc.) [1]. It requires not only use of temperature control systems, but also ensuring a specific freedom and selectivity of heating power supplying to different areas of the surface of the cylinder, what can be derived by using mobile power sources (inductors)[2,3]. A więcej »

Wpływ częstotliwości na równomierność nagrzewania, wzbudnikiem cylindrycznym, wsadu wklęsło-wypukłego

Jerzy ZGRAJA

Jednym ze sposobów korygowania rozkładu temperatury powierzchni nagrzewanego wsadu o złożonych kształtach jest zmiana częstotliwości źródła zasilania. Metoda ta umożliwia uzyskanie dużej równomierności nagrzewanie powierzchni wsadów wklęsło-wypukłych, jak np. koła zębate. Prowadzi ona do relatywnie prostej konstrukcji wzbudnika, np. wzbudnika cylindrycznego. W pracy, wykorzystując symulacje 3D pola elektromagnetycznego i sprzężonych pól elektromagnetycznego i temperatury przeanalizowano powyższe zjawisko dla przypadku nagrzewania matrycy do zaginarki. Abstract. One way to adjust the surface temperature distribution of induction heating charge of complex shapes is to change the frequency of the power supply. This method allows a very high uniformity of heating of the surface of the convex-concave charges such as gear wheels. In this paper, using the 3D simulation the electromagnetic and temperature fields were analyzed induction heating of the flanging die. (Influence of the frequency on the intensity of heating the edges of concave-convex of charge in cylindrical inductor). Słowa kluczowe: nagrzewanie indukcyjne, hartowanie indukcyjne, optymalizacja. Keywords: induction heating, induction hardening, optimisation. Wprowadzenie W nagrzewaniu indukcyjnym występuje silny związek między kształtem wsadu, a równomiernością jego nagrzewania. Jest to szczególnie zauważalne i często technologicznie uciążliwe dla wsadów o skomplikowanych kształtach, odbiegających od klasycznego kształtu walcowego. Dodatkowy problem stanowią tu fragmenty wsadu w pobliżu jego krawędzi. Precyzyjne, bazujące na symulacjach komputerowych, kształtowania rozkładu pola magnetycznego wzbudnika droga doboru jego kształtu oraz boczników magnetycznych pozwala zwykle uzyskać żądaną równomierność nagrzewania wsadu. Równomierność ta dotyczy jednak tego konkretnego wsadu [1] i przy jego zmianie problem nierównomierności nagrzewania powraca. W zastosowaniach przemysłowych okr więcej »

Wpływ rozchodzenia się strefy rezystywnej na stabilność pracy przepustów prądowych wykonanych z nadprzewodników wysokotemperaturowych HTS

Dariusz CZERWIŃSKI

artykuł przedstawia problematykę dynamiki zmian cieplnych w urządzeniach zbudowanych z nadprzewodników wysokotemperaturowych HTS (ang. High Temperature Superconductors) na przykładzie przepustów prądowych. Dokonano analizy stanów przejściowych przepustów przy zasilaniu prądem równym wartości krytycznej oraz różnym sposobom chłodzenia. Zaproponowane zostały algorytmy i programy do rozwiązania łączonych zagadnień zmiennego pola temperatur i przepływu prądu z użyciem MES oraz języka LUA. Abstract. article presents problems of thermal dynamics in devices made of high temperature superconductors HTS on the example of current leads. The analysis of transient in current leads supplied with critical current and the different ways of cooling was performed. Algorithms and programs have been proposed to solve coupled problems of heat and current flow using FEM and the LUA language. (Influence of Resistive Zone Propagation on the Stability of Current Leads Made of High-Temperature Superconductor). Słowa kluczowe: strefa rezystywna, stany przejściowe, nadprzewodniki wysokotemperaturowe, modelowanie LUA oraz MES. Keywords: resistive zone, high temperature superconductors, current Leeds, LUA and FEM modelling. Wstęp Nowoczesne urządzenia nadprzewodnikowe posiadają wiele części zbudowanych z nadprzewodników wysokotemperaturowych. Właściwości fizyczne materiałów, użytych do budowy urządzeń nadprzewodnikowych, bardzo mocno zależą od temperatury, natężenia pola magnetycznego oraz prądu przepływającego przez nadprzewodnik. Przekroczenie którejkolwiek z tych wartości powoduje powstanie strefy rezystywnej w nadprzewodniku i w efekcie końcowym wyjście ze stanu nadprzewodzenia [1]. Nadprzewodniki wysokotemperaturowe HTS są nadprzewodnikami drugiego rodzaju, czyli takimi gdzie występuje stan mieszany. Stan ten charakteryzuje się powstawaniem stref, gdzie pole magnetyczne wnika do więcej »

Wpływ uszkodzenia tranzystora IGBT falownika napięcia na przebiegi zmiennych stanu silnika indukcyjnego ze sterowaniem wektorowym

Piotr SOBAŃSKI Teresa ORŁOWSKA-KOWALSKA

W pracy dokonano analizy zmiennych stanu napędu indukcyjnego pracującego w układzie bezpośredniego sterowania polowo zorientowanego podczas uszkodzenia polegającego na braku przewodzenia prądu łącznika IGBT falownika napięcia. Zaprezentowane wyniki badań zostały uzyskane na drodze symulacyjnej, przy wykorzystaniu pakietu MATLAB/Simulink. Artykuł stanowi wstęp do zagadnień projektowania napędów elektrycznych odpornych na uszkodzenia przekształtników energoelektronicznych. Abstract. The aim of the paper is an analysis of the state variable transients in the direct oriented control of induction motor drive under open-switch fault of the voltage inverter. Study results that were presented, were obtained by simulation tests by MATLAB/Simulink environment. The paper is an introduction to the problem of power converter fault-tolerant control methods for electric drives. (Influence of the IGBT transistor fault in voltage inverter to state variable transients of the vector controlled induction motor). Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, falownik napięcia, uszkodzenie łącznika, diagnostyka uszkodzeń. Keywords: induction motor, voltage inverter, switch fault, fault diagnosis. Wstęp Następstwem coraz wyższych wymagań w stosunku do właściwości napędów elektrycznych jest wzrost skomplikowania ich struktur, a przez to zwiększenie ryzyka wystąpienia awarii. Uszkodzenia elementów układów napędowych przyczyniają się do nieprawidłowości pracy napędów, powodując tym samym obniżenie jakości procesu przemysłowego, w którym biorą one udział, co w przypadku niektórych systemów ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo oraz może prowadzić do zagrożenia ludzkiego życia. Awarie układów napędowych powodują również straty finansowe związane nie tylko z destruktywnymi następstwami uszkodzeń, ale przede wszystkim z kosztami, jakie pociągają za sobą przestoje procesów technologicznych, wymuszonych koniecznością dokonania potrzebnych napraw. W związku z tym od wielu więcej »

Wpływ warunków otoczenia na emisję wyładowań niezupełnych w maszynach elektrycznych

Sławomir SZYMANIEC Zbigniew PLUTECKI

W artykule przedstawiono wyniki badań własnych obejmujących długookresowe pomiary warunków środowiska, w którym pracuje silnik indukcyjny pierścieniowy wysokiego napięcia dużej mocy i jego wpływ na emisję wyładowań niezupełnych (wnz). Badania przeprowadzono w warunkach przemysłowych mierząc: temperaturę powietrza, temperaturę promieniowania, prędkość powietrza, wilgotność powietrza oraz zapylenie powietrza. Mierzone w sposób ciągły parametry wnz to: intensywność wyładowań, amplituda wyładowań oraz liczba impulsów. Abstract. The article presents the results of research which include an assessment of influence of selected microclimate parameters on the issue of partial discharges (PD) in high power drives in the energy sector. The author presented the results of their own research, which was made in industrial conditions in a long period of time. The study included measurement of environmental parameters such as the air temperature, radiant temperature, air velocity, humidity and the relative moisture of air. It also measured the parameters of PD like: PD intensity, amplitude of PD and the PD pulses. (The Analysis Of The Influence Of Environmental Conditions On The Emission Of Partial Discharges In Electrical Machines). Słowa kluczowe: maszyny elektryczne WN, wyładowania niezupełne, diagnostyka stanu izolacji, mikroklimat. Keywords: HV electrical machines, Partial Discharge, diagnosis of the winding insulation, microclimate. Wstęp Pomiary wyładowań niezupełnych (wnz) stają się powoli podstawowym elementem programu badań maszyn elektrycznych. Dzięki pomiarom wnz wykonywanym w czasie ruchu maszyny (pomiary on-line) dostajemy cenne informacje o jakości technologii wykonania maszyny i o aktualnym stanie układów izolacyjnych jej uzwojeń [5,7]. Śledzenie zmian wnz w długich okresach czasu, dzięki zastosowaniu systemów monitorowania on-line, pozwala śledzić proces starzenia układów izolacyjnych i dzięki temu odpowiedzialnie planować przerwy ser więcej »

Wpływ właściwości elektromagnetycznych drutów oporowych na obwód elektryczny

Ryszard NIEDBAŁA Marcin WESOŁOWSKI Daniel KUCHARSKI

Druty i taśmy wykonywane ze stopów oporowych (ferrochromale itp.) używane są nie tylko na elementy grzejne lecz także na boczniki, rezystory regulowane itp. Obliczane są jako elementy rezystancyjne w całym zakresie temperaturowym. Przeprowadzone badania tych drutów zasilanych z idealnie sinusoidalnych źródeł już przy częstotliwości sieciowej zaczynają wykazywać odstępstwa od charakteru rezystancyjnego. W referacie podano wyniki badań drutu kanthalowego, powszechnie używanego i uważanego za najlepszy średniotemperaturowy materiał oporowy. Przedstawione charakterystyki determinują zakres poprawności stosowanych obliczeń. Abstract. Wires and strips made from high-resistivity alloys are used not only as heating elements, but as shunts, adjustable resistors, etc additionally. During the calculations, they are treated as resistance elements in all temperature range. The measurements of such wires, powered by sinusoidal voltage sources, showed that even at 50 Hz frequency, electrical parameters deviates from resistive. In the article some measurement results of kanthal wires, considered to be the best medium - temperature heating material, were discussed. The presented characteristics, determinates the range of accuracy of calculations. (Determination the impact of electromagnetic properties of resistance conductors on the circuit). Słowa kluczowe: druty oporowe, pomiary właściwości elektromagnetycznych, dokładności obliczeń. Keywords: resistance wires, measurements, calculations accuracy. Wprowadzenie Powszechnie stosowane jako elementy grzejne, boczniki, rezystory regulowane, itp. materiały oporowe, będące najczęściej stopami żelaza, chromu, niklu charakteryzowane są jedynie rezystywnością. Żaden z producentów nie podaje drugiego parametru elektromagnetycznego jakim jest przenikalność magnetyczna. W urządzeniach, przyrządach i obwodach wykorzystujących te elementy w zakresie temp więcej »

Zastosowanie metody termowizyjnej do nieinwazyjnego pomiaru temperatury ciała dzieci w warunkach szpitalnych i ambulatoryjnych

Anna JUNG Bolesław KALICKI Janusz ŻUBER Edward Francis RING Agnieszka RUSTECKA Ricardo VARDASCA Piotr MURAWSKI Andrzej TRUSZYŃSKI

Badania temperatury ciała zgodnie z wytycznymi norm ISO wykonano u 402 dzieci (gorączkujących oraz bez gorączki) i 24 pacjentów wymagających intensywnego nadzoru używając termometrów kontaktowych oraz bezkontaktowych metod pomiaru. Wykazano korelację wyników pomiarów temperatury okolicy wewnętrznych kątów oczu metodą termograficzną i pomiarów termometrem kontaktowym w dole pachowym. Zastosowana metodologia pomiarów termograficznych może być użyta w epidemiologicznych badaniach przesiewowych (np. na lotniskach) pod warunkiem zastosowania ścisłego protokołu badania. Abstract. Using the new ISO guidelines a study of 402 children has given values from the face (in febrile and non febrile patients) and 24 patients of emergency department. This shows that measurements by infrared measurements from the inner canthus of the eye correlates highly with axillary thermometry. This methodology can be used in epidemiological or airport screening when the correct protocols are used. (Infrared thermal imaging as noninvasive method of body temperature measurement in hospitalized and nonhospitalised children). Słowa kluczowe: temperatura ciała, termografia, gorączka, epidemiologia Keywords: body temperature, thermography, fever, epidemiology Wprowadzenie Nieinwazyjne badania obrazowe mają istotny udział w diagnostyce medycznej. Należą do nich badania termograficzne, którym drogę do zastosowań medycznych utorował rozwój technik opartych o pomiar temperatur ciała ludzkiego. Metoda badania termowizyjnego wykorzystuje zjawisko detekcji promieniowania podczerwonego oraz daje możliwość rejestracji emisji fali elektromagnetycznej z określonego obszaru powierzchni ciała. Jedną z jej podstawowych zalet jest możliwość bezdotykowego wykonania pomiarów, co warunkuje pełną nieinwazyjność badania. Wynik badania jest przedstawiany w postaci termogramu, w którym zakresy temperatur będące odpowiednikiem natężenia promieniowania podczerwonego przedstawiane są w ska więcej »

Zastosowanie obliczeniowej mechaniki płynów do wyznaczania współczynnika przejmowania ciepła na drodze konwekcji dla obudowy silnika indukcyjnego

Marcin LEFIK Krzysztof KOMĘZA

W artykule opisano metodę wyznaczania współczynnika przejmowania ciepła przez konwekcję dla użebrowanej obudowy silnika indukcyjnego. Przedstawiono sposób tworzenia modelu obliczeniowego oraz wyniki obliczeń tego współczynnika. Ponadto przedstawiono wyniki obliczeń cieplnych weryfikujących poprawność wyznaczenia współczynnika przejmowania. Abstract. The paper describes a method of calculations the convective heat transfer coefficient for finned induction motor housing. A computational model and the results of calculations of this coefficient are presented. Moreover, the results of thermal calculations that verify the convective heat transfer coefficient calculations are shown. (Application of the computational fluid dynamics in convective heat transfer coefficient calculations for induction motor housing). Słowa kluczowe: obliczeniowa mechanika płynów, silnik indukcyjny, współczynnik przejmowania ciepła, obliczenia cieplne. Keywords: computational fluid dynamics, induction motor, heat transfer coefficient, thermal calculations. Wstęp Obliczenia cieplne stanowią istotny element projektowania i optymalizacji silników indukcyjnych ze względu na wykorzystanie ich w różnych warunkach pracy. Obliczenia te coraz częściej wykonywane są z wykorzystaniem metod polowych, opartych o numeryczne rozwiązanie różniczkowego równania Fouriera-Kirchhoffa [1], [2], [3]. Rozwiązanie tego równania wymaga określenia warunków brzegowych. W literaturze można spotkać przeważnie dwa podejścia: wykorzystuje się warunek I rodzaju (warunek Dirichleta), polegający na określeniu znanego rozkładu temperatury na powierzchni albo warunek III rodzaju - prawo chłodzenia Newtona. W pierwszym przypadku, nieznany rozkład temperatury określany jest na podstawie pomiarów, np. z wykorzystaniem kamery termowizyjnej [4]. W przypadku obliczeń cieplnych wykonywanych na etapie projektowania, takie podejście jest niepraktyczne. Wygodniejsze w tym przypadku jest zastosowanie war więcej »