Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Design and test results of laboratory model of linear induction motor for automation personal urban transport PRT

Kamiński G., Przyborowski W., Staszewski P., Biernat A., Kupiec E.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 3

276--283

EN

In the paper design, exploitation characteristics and results of experimental test of down-scaled Linear Induction Motor (LIM) model is presented. LIM model was scaled by factor 1:4 in respect to nominal parameters and dimensions of full scale drive destined for Automatic Personal Urban Transport – PRT. LIM model was designed according to foundations and dimensional constrains resulting from specification of laboratory track. Within the confines of project several LIM model prototypes were prepared. The calculation algorithms and calculation results on the base of circuit and field methods are discussed. Integral part of project was elaboration of experimental tests procedures and original measurement system that allowed to perform wide range of motor prototypes tests. Proposed measurement system consist of measurement sensors, converters and dedicated system for data acquisition and processing based on the LabVIEW environment. Test range included thermal, driving and normal force measuremenst for variant parameters of voltage, current and frequency signals.

PL

W artykule przedstawiona została konstrukcja, charakterystyki eksploatacyjne i wyniki badań eksperymentalnych modelu liniowego silnika liniowego (LIM) w zmniejszonej skali. Zastosowano współczynnik skalowania 1:4 w stosunku do parametrów znamionowych i geometrii pełnowymiarowego napędu przeznaczonego do zastosowań w Automatycznym Osobowym Transporcie Miejskim – PRT. Modelu LIM został zaprojektowany zgodnie z założeniami i ograniczeniem wymiarów wynikającymi ze specyfikacji laboratoryjnego toru jezdnego. W ramach ograniczeń projektowych zrealizowanych zostało kilka prototypowych modeli LIM. Omówione zostały algorytmy obliczeniowa i wyniki obliczeń zrealizowane w oparciu o metody obwodowe i polowe. Integralną częścią projektu było opracowanie procedur pomiarowych oraz system oryginalnego pomiarowego umożliwiającego wykonanie znacznego zakresu badań prototypów silnika. Proponowany system pomiarowy złożony z czujników i przetworników pomiarowych oraz systemu akwizycji i przetwarzania danych wykorzystującego środowisko LabVIEW. Zakres zrealizowanych badań obejmował badania cieplne, pomiary sił ciągu i naciągu dla wariantowych parametrów: napięcia, prądu i częstotliwości.

2

Model fizyczny silnika asynchronicznego liniowego do napędu zautomatyzowanego osobowego transportu – PRT

Przyborowski W., Kamiński G., Kupiec E., Staszewski P.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

8944--8953

PL

W artykule przedstawiono projekt i konstrukcję silnika asynchronicznego liniowego -SIL, który jest modelem laboratoryjnym silnika tego samego typu do napędu zautomatyzowanego transportu osobowego - PRT. Model ten posłużył do: weryfikacji schematów projektowych tego typu sinika, przetestowaniu nowoczesnych układów zasilania składających się z bezstykowych transformatorów wysokoczęstotliwościowych i przekształtników o regulowanej częstotliwości i napięciu oraz przetestowaniu logistyki i sterowania jazdy wagoników w warunkach laboratoryjnych. Opracowane metody obliczeń bazują na modelach obwodowych i polowych maszyn elektrycznych. Na ich podstawie można wyznaczyć parametry konstrukcyjne silnika, parametry obwodowe oraz charakterystyki eksploatacyjne. Skonstruowany model silnika jest przystosowany do wszechstronnych badań eksperymentalnych. Opracowane metody obliczeń projektowych mogą być rozszerzone na przypadki rzeczywistych konstrukcji.

EN

The paper presents a design of a linear induction motor - LIM, which is a reduced scale model of propulsion machine used for an automated people mover called PRT. The model was built in order to verify design schemes of such kind of electrical motors, together with examination of other PRT system components such as: contact less power supply systems, frequency converters as well as logistics and vehicle fleet management procedures. Created design schemes are based on equivalent circuits and field models of linear induction machines. Achieved methods result in construction parameters, equivalent circuit model values as well as exploitation characteristics. Designed experimental model allow conducting versatile experiments. Proposed calculation methods can be extended by real design cases.

3

Spatial modelling of sliding transformers for contactless electrical energy delivery systems

Łastowiecki J., Staszewski P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 11

9-13

EN

This paper presents the 3D modelling of sliding transformers with rectangular and toroidal core and with a movable secondary winding. The calculations of magnetic field distribution have been made using the 3D Finite Element Method (FEM). These results are compared to those using the 2D FEM. Experimental tests on a model of transformer with a toroidal amorphous core were carried out. Conclusions on the usefulness of 2D and 3D numerical methods of analysis are drawn. A comparison of calculation and measurement results is finally made.

PL

Artykuł dotyczy zagadnień przestrzennego modelowania transformatorów ślizgowych z rdzeniem prostokątnym i toroidalnym i z ruchomym uzwojeniem wtórnym. Obliczenia rozkładu pola magnetycznego wykonano z zastosowaniem trójwymiarowej metody elementów skończonych (MES - 3D). Wyniki te porównano z analogicznymi rezultatami obliczeń uzyskanymi przy zastosowaniu MES - 2D. Dla transformatora z rdzeniem toroidalnym z materiału amorficznego wykonano badania laboratoryjne. Przedstawiono wnioski w zakresie użyteczności stosowania dwu i trójwymiarowej analizy polowej. Wyniki obliczeń porównano z wynikami badań eksperymentalnych.

4

Modifications of construction of rolling rotor switched reluctance motors

Arkkio A., Biernat A., Bucki B., Kamiński G., Smak A., Staszewski P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 12

18-23

EN

The work presents the design calculation and measurements of the Rolling Rotor Switched Reluctance Motor (RRSRM) for large torque/low speed applications. The design calculations for different motor constructions are made. The best model of RRSRM is finally determined. The static torque, no-load, load and thermal characteristics of the prototype motor were measured. The analysis of calculation and measurement results is presented. In addition, numerous suggestions for industrial applications are put forward.

PL

W artykule przedstawiono obliczenia projektowe i wyniki pomiarów silników reluktancyjnych przełączalnych z toczącym się wirnikiem przeznaczonych do napędów o dużym momencie i małej prędkości obrotowej. Obliczenia projektowe wykonano dla silników o różnych konstrukcjach. W rezultacie określono najlepsze rozwiązanie konstrukcyjne silnika, dla którego wyznaczono eksperymentalnie charakterystyki momentu statycznego, biegu jałowego, obciążenia oraz nagrzewania. Przedstawiono analizę wyników obliczeń i pomiarów. Podano liczne sugestie dotyczące przemysłowych zastosowań omawianych silników.

5

Simulation model and laboratory tests of switched reluctance motor with rolling rotor

Arkkio A., Biernat A., Bucki B., Kamiński G., Smak A., Staszewski P.

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2008

|

Vol. 62, nr 28

52-58

EN

In the report measurements of Rolling Rotor Switched Reluctance Motor (RRSRM) laboratory model for large torque/small speed applications are presented. Laboratory model shortly described is constructed on base of the best design determined after calculations of several different motor constructions. The static torque, no-load, load and thermal characteristics of prototype motor are presented. Laboratory measurements are verified by simulated characteristics.

6

Field model of sliding transformer for contactless electrical energy delivery system

Łastowiecki J., Staszewski P.

Archives of Electrical Engineering

|

2005

|

Vol. 54, nr 1

83-92

EN

New construction of sliding transformer for contactless electrical energy delivery system into movable receivers is presented. New solution is based on long magnetic circuit application instead of long primary winding, known in other constructions. Two dimensional (2D) field model of the transformer magnetic circuit has been worked out using finite element method. This model has been used for preliminary assessment of magnetic flux density distribution along magnetic core of transformer. Professional calculating software pack PC OPERA has been applied. Calculations of magnetic field distribution have been carried out for amorphous material cores with rectangular and trapezoidal shape, for different dimensional proportions.

PL

W artykule przedstawiono nową konstrukcję transformatora ślizgowego stosowanego w układach bezkontaktowego zasilania odbiorników ruchomych. Nowe rozwiązanie konstrukcyjne polega na zastosowaniu długiego obwodu magnetycznego w odróżnieniu od znanych rozwiązań z długim uzwojeniem pierwotnym. Opracowano 2-wymiarowy polowy model nieliniowego obwodu magnetycznego nowego typu transformatora przeznaczony do wstępnej oceny rozkładu indukcji magnetycznej w tym obwodzie. Zastosowano metodę elementów skończonych 1. rzędu. Wykorzystano profesjonalny pakiet obliczeń PC OPERA. Wykonano obliczenia rozkładu pola magnetostatycznego w obwodzie magnetycznym z rdzeniem amorficznym o kształcie prostokątnym i trapezowym, dla różnych proporcji wymiarowych.

7

Silnik reluktancyjny przełączalny z toczącym się niecylindrycznym wirnikiem

Kamiński G., Posielski K., Staszewski P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektryka

|

2001

|

z. 117

63-86

PL

W artykule przedstawiono ideę konstrukcji silnika reluktancyjnego przełączalnego z toczącym się niecylindrycznym wirnikiem. Szczególną uwagę zwrócono na określenie zmienności szczeliny powietrznej w procesie toczenia się wirnika wewnętrznego o kształcie wielokąta wypukłego. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń zmienności szczeliny.

EN

The design odea of construction of the switch reluctance motor (SRM) with non-cylindrical rolling rotor is presented in the article. The inner rotor has the shape of the curve sided convex polygon. The main aspect of the article consiste of the determination of the air gap variation during the rolling process. The computed results of the air gap variations are presented.

8

Silnik elektromechaniczny o ruchu złożonym

Kamiński G., Przyborowski W., Staszewski P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektryka

|

2001

|

z. 117

31-45

PL

W pracy opisano silnik elektromechaniczny o ruchu złożonym, mający zastosowanie w napędach specjalnych o kilku stopniach swobody, występujących w robotyce i manipulatorach. Cechą charakterystyczną konstrukcji jest sprzęgnięcie przekładni gwintowych z wirnikami silników elektrycznych i sprzęgłami. Artykuł zawiera charakterystykę możliwych rozwiązań konstrukcyjnych, opis prototypu, podstawowe zależności dotyczące kinematyki ruchu złożonego, doboru przekładni gwintowej oraz opis stanowiska badań i wyniki pomiarów wybranych charakterystyk.

EN

An electromechanical motor of composite motion for specific drive units of several degrees of freedom is the subject of this article. This type of the motor is used in robot and manipulator systems. The main feature of the constructional idea is the coupling of threaded gears with electric motor rotor and ciutches. The article contains the characteristics of many constructional concepts. These concepts give the possibility of rotative, linear and rotative-linear 10 motion of the secondary part of the motor. The fundamental theoretical relations for the choice of threaded gear arę presented. The scope of speed variations for different constructional solutions are also determined. Examples of the motor prototype and basie correlations related to kinema-tics of composite motion are presented. Finally the measurement results of some experiments arę discussed.

9

Synthesis of linear DC motor electromagnetic circuit

Staszewski P.

Archives of Electrical Engineering

|

2001

|

Vol. 50, nr 2

135-143

EN

Synthesis tasks for magnetic circuit of tubular linear DC motor that operates as an actuator are formulated in the paper. Solution of the synthesis tasks allows to determine the shape of magnetic circuit that provides constant starting force independent of the mover position. Several constructional variants of motor for one and two directions of motion are proposed. The comparative analysis of starting properties for different constructional variants is presented. Simple constructional solutions of motor are recommended and possibilities of their application in different drive systems are described.

PL

W artykule sformułowano zadania syntezy dla obwodu magnetycznego silnika liniowego tubowego prądu stałego pracującego w charakterze siłownika. Rozwiązanie zadań syntezy pozwoliło określić kształty obwodu magnetycznego zapewniające uzyskanie stałej siły rozruchowej silnika, niezależnie od położenia bieżnika. Zaproponowano różne warianty konstrukcyjne silnika dla jednego i dwóch kierunków ruchu oraz przedstawiono analizę porównawczą własności rozruchowych dla tych wariantów. Wskazano szczególnie zalecane, proste rozwiązania konstrukcyjne silnika z podaniem możliwości zastosowań w określonych rodzajach układów napędowych.

10

Field analysis of linear DC motor magnetic circuit

Kamiński G., Staszewski P.

Archives of Electrical Engineering

|

2001

|

Vol. 50, nr 2

127-134

EN

The article concerns analysis of the magnetic circuit of the tubular linear DC motor that operates as an actuator. The conception of mesh and calculation model by finite element method that enables determination of the magnetic field distribution for different magnetomotive forces and calculation of the starting force characteristic depending on armature position is presented. On the basis of a motor prototype the characteristic features of field distribution in the air gap with the armature reaction taken into account are shown. The strong dependence of starting force on mover position and appearance of force minimum is revealed. Satisfying conformity of calculation and measurement results is obtained.

PL

Artykuł dotyczy analizy obwodu magnetycznego silnika liniowego tubowego prądu stałego pracującego w charakterze siłownika. Sformułowano koncepcję siatki i model obliczeniowy umożliwiające wyznaczenie rozkładów pól magnetycznych od różnych wymuszeń oraz obliczenie charakterystyki siły rozruchowej silnika w zależności od pozycji twornika. Na przykładzie prototypu silnika ujawniono cechy charakterystyczne rozkładu pola magnetycznego w szczelinie powietrznej z uwzględnieniem oddziaływania twornika. Ujawniono też silną zależność siły rozruchowej od położenia bieżnika silnika oraz występowanie minimum tej siły. Uzyskano zadawalającą zgodność wyników obliczeń i pomiarów.

11

Zastosowania metod polowych w obliczeniach i projektowaniu wybranych konstrukcji maszyn elektrycznych

Staszewski P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektryka

|

1999

|

z. 109

3-96

PL

Praca Jest podsumowaniem wieloletniego dorobku autora. Prezentuje także wyniki jego bieżących prac na temat zastosowań numerycznych metod analizy polowej w obliczeniach i projektowaniu maszyn elektrycznych. Zakres pracy obejmuje oryginalne zastosowania metod polowych do obliczeń strumieni magnetycznych i współczynników rozproszenia biegunów głównych maszyn prądu stałego, do doskonalenia konstrukcji wybranych przetworników elektromechanicznych z punktu widzenia uzyskania lepszych parametrów lub własności eksploatacyjnych oraz do analizy i syntezy obwodu magnetycznego niekonwencjonalnej maszyny elektrycznej na przykładzie silnika liniowego tubowego prądu stałego. Celem pracy jest: a) opracowanie polowych modeli lub koncepcji komputerowo wspomaganych numerycznych obliczeń i projektowania (CAD) wybranych, konwencjonalnych i niekonwencjonalnych przetworników elektromechanicznych, b) wykazanie przydatności metod numerycznej analizy polowej do przedstawionych zagadnień oraz c) wskazanie konstruktorom przykładów narzędzi obliczeniowo-projektowych w postaci pakietów programów. Obiektami badań są maszyny o rzeczywistej, nie uproszczonej strukturze geometrycznej i materiałowej wyprodukowane w przemyśle lub wykonane w Instytucie Maszyn Elektrycznych Politechniki Warszawskiej. Zastosowane modele i algorytmy obliczeń polowych sprowadzają się do zagadnień magnetostatycznych, nieliniowych, dwuwymiarowych, co jest wystarczające z punktu widzenia fizycznego charakteru rozpatrywaych zjawisk i realizacji postawionych celów. Stosowana w obliczeniach metoda elementów skończonych (MES) została potraktowana jako znany, zweryfikowany wielokrotnie instrument obliczeniowy. Główny nacisk położono na analizę zjawisk fizycznych, własności i charakterystyk eksploatacyjnych maszyn elektrycznych oraz opracowanie polowych modeli ich obliczeń i projektowania. Sformułowano również praktyczne dla konstruktora wnioski i zalecenia. Rozdział 2 zawiera przegląd literatury światowej w omawianej dziedzinie. Określono funkcje metod polowych w procesie obliczeń i projektowania maszyn elektrycznych. W rozdziale 3 przedstawiono polowy model obliczeń parametrów rozproszenia biegunów głównych w maszynie prądu stałego. Podano zależności strumienia magnetycznego i współczynnika rozproszenia biegunów głównych od prądu wzbudzenia i prądu obciążenia maszyny. Porównano wartości tych parametrów z wartościami obliczonymi wg zależności konwencjonalnych opartych na teorii obwodowej maszyn. W rozdziale 4 zaprezentowano polową metodę obliczeń charakterystyk eksploatacyjnych maszyny prądu stałego oraz polowy model kształtowania charakterystyki obciążenia tej maszyny przez modyfikacje konstrukcji. Zbadano wpływ stopnia namagnesowania obwodu magnetycznego, własności materiałów magnetycznych oraz geometrii strefy biegunowej na kształt charakterystyki mechanicznej silnika. Wskazano modyfikacje konstrukcji zapewniające stabilność charakterystyki mechanicznej w pełnym zakresie obciążenia silnika. Rozdział 5 jest poświęcony polowej analizie zjawisk w niekonwencjonalnym, otwartym obwodzie magnetycznym separatora elektrodynamicznego. Przedstawiono 3 modele obliczeń efektywnej głębokości żłobka wzbudnika separatora. Wskazano najbardziej użyteczny model obliczeniowy i określono efektywną głębokość żłobków. Rozdział 6 dotyczy zagadnień analizy i syntezy pola magnetycznego w silniku liniowym tubowym prądu stałego. Poddano analizie rozkład pola magnetycznego i obliczono charakterystykę siły rozruchowej prototypu silnika w zależności od położenia twornika. Następnie sformułowano zadania syntezy dla tego silnika z punktu widzenia uzyskania stałej siły rozruchowej, niezależnie od pozycji twornika. W rezultacie zaproponowano różne warianty konstrukcyjne silników - o jednym i dwóch kierunkach ruchu. Wskazano szczególnie zalecane, proste rozwiązania konstrukcyjne silników dla różnych rodzajów serwonapędów. Rozdział 7 zawiera podsumowanie wyników badań oraz wnioski i uwagi końcowe.

EN

This work sums up the author's attainment of many years and presents the results of his current research into the application of numerical methods of field analysis in the calculation and designing of electrical machines. The scope of this work outlines original applications of field methods for the calculation of a couple of magnetic flux and the dissipation coefficients of the main poles of DC machines, the improvernent in construction of the chosen electron echanical converters from the point of view of obtaining better parameters or better exploitation properties as well as the analysis and synthesis of the magnetic circuit of the nonconventional electrical machine on the example of DC tubular linear motor. The aims of the work are: a) the elaboration of the field models as well as the concepts of Computer Aided Numerical Calculation and Design (CANCD) of the chosen conventional and nonconventional electromechanical converters, b) showing the uscfulness of the numerical field analysis for the solution of the above mentioned problems and c) indicating sample calculation and design tools in the form of computer program packs to the constructor. The research subjects are the machines with a real, non-simplified geometrical and material structure, manufactured in industry or in the Institute of Electrical Machines at the Warsaw University of Technology. Applied models and fieid calculation algorithms can be brought to the magnetostatic, nonlinear 2D problems, which is sufficient from the point of view of the physical character of the analysed phenomena and the realisation of imposed aims. The Finite Element Method (FEM) applied in the calculations is treated as a well known calculation instrument which has been verified many times. The essence of the work is the analysis of the physical phenomena, the properties and operation characteristics of the electrical machines that have a complex geometrical and material structure as well as the elaboration of the field models of calculation and design for these machines. In the work attention is also paid to formulate practical conclusions and recomendations for designers. Chapter 2 contains a review of the literature that concerns the discussed domain. The functions of field methods in the process of calculation and design of electrical machines are defined. In Chapter 3 the field method for dissipation parameters of main poles of DC machine calculation is presented. The dependence of the magnetic flux and the dissipation coefficient of the main poles on field current and on load current are given. The values of these parameters are compared with the values that are calculated according to the conventional circuit theory formulae. In Chapter 4 field calculations of the operation characteristics of DC machine and the field model of its load characteristic shaping by construction modifications are presented. The influence of the magnetization level, the properties of the magnetic materials and the geometry of the pole zone on the mechanical characteristic shape of machine is examined. Modifications that lead to stability of the mechanical characteristic in the full range of machine load are pointed out. Chapter 5 is devoted to the field analysis of phenomena in the nonconventional, open magnetic circuit of an electrodynamic separator. Three models of calculation of the effective depth of a separator inductor slot are presented. The most useful calculation model is pointed out and effective slot depth is determined. Chapter 6 concerns the analysis and synthesis of the magnetic field in a tubular linear DC motor. An analysis of the magnetic field distribution and starting force calculations for the motor prototype in respect of the armature position is made. Next, the task of synthesis for this motor magnetic circuit, from the point of view of obtaining a constant starting force, independent of the armature position, is formulated. As a result different constructions for one and both movement directions are proposed. Simple constructional solutions for different kinds of servomotor drives are indicated. Chapter 7 contains a summary of research results and the final remarks.

12

Separatory magnetyczne

Kamiński G., Przyborowski W., Staszewski P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektryka

|

1998

|

z. 102

5-20

PL

W artykule omówiono trzy konstrukcje modułowych separatorów magnetycznych do wydzielania elementów ferromagnetycznych z kruszyw skalnych. Separatory te przystosowane są do wychwytywania elementów ferromagnetycznych z różnych warstw mieszaniny poddawanej separacji i przemieszczającej się na taśmociągu. Przedstawiono również opis konstrukcji separatora kompleksowego.

EN

The construction of three modular magnetic separators for setting apart the ferromagnetic elements (particles) out of rock debris is discussed in the paper. The separators described are used to catch ferromagnetic elements out of various layers of mixture that is displaced by a belt conveyor. A description of the construction of the complex separators is presented.