W artykule omówiono najbardziej znane dzwony na świecie i w Polsce. Opisano rodzaje napędów dzwonów stosowanych w przeszłości. Zaprezentowano nowoczesny napęd dzwonów z wykorzystaniem elektrycznego silnika liniowego. Przedstawiono odlany w Polsce największy na świecie kołysany dzwon i jego elektryczny układ napędowy.
EN
The article discusses the most famous bells in the world and in Poland. The types of bell drives used in the past are described. A modern bell drive using an electric linear motor was presented. The largest rocking bell in the world, cast in Poland, and its drive system are presented.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Każdy projekt przechodzi różne fazy rozwoju oraz rozbudowy założonych celów i etapów. Zwykle zaczynamy od głównych idei, widzimy efekt końcowy, ale to dokładne skupienie się na danym elemencie doprowadza nas do uzyskania zamierzonych i mierzalnych efektów. Także i w tym projekcie nadszedł czas, żeby skupić się i rozwinąć prezentowany już temat z Etapu I, którym było zagospodarowanie przestrzeni bagażowej pojazdów na magazynowanie energii oraz zaprojektowanie szuflad na akumulatory. W Etapie III wracamy do problemu. Nareszcie szuflady z akumulatorami znajdą stabilne miejsce, dzięki zaprojektowanemu stojakowi na baterie.
The paper describes a novel online identification algorithm for a two-mass drive system. The multi-layer extended Kalman Filter (MKF) is proposed in the paper. The proposed estimator has two layers. In the first one, three single extended Kalman filters (EKF) are placed. In the second layer, based on the incoming signals from the first layer, the final states and parameters of the two-mass system are calculated. In the considered drive system, the stiffness coefficient of the elastic shaft and the time constant of the load machine is estimated. To improve the quality of estimated states, an additional system based on II types of fuzzy sets is proposed. The application of fuzzy MKF allows for a shorter identification time, as well as improves the accuracy of estimated parameters. The identified parameters of the two-mass system are used to calculate the coefficients of the implemented control structure. Theoretical considerations are supported by simulations and experimental tests.
Artykuł przedstawia budowę i badania układów sterowania sześciofazowego silnika synchronicznego o magnesach trwałych (ang. PMSM) o mocy 200kW dla napędów do pojazdów elektrycznych. Napędy wielofazowe charakteryzują się większą gęstością mocy i momentu elektromagnetycznego, wyższą niezawodnością oraz niższą wagą i gabarytami w porównaniu z ich trójfazowymi kontrpartnerami. Dlatego są ostatnio intensywnie rozwijane pod katem zastosowań w elektromobilności. Wymagają jednak do zasilania rozbudowanych przekształtników tranzystorowych i dostosowania układów sterowania w szczególności dla zapewnienia podwyższonej niezawodności np. praca przy uszkodzeniu jednej z faz przekształtnika. W artykule podano podstawowe parametry napędu sześciofazowego z silnikiem synchronicznym PMSM oraz eksperymentalnym przekształtnikiem zbudowanym w technologii IGBT Układ sterowania napędu bazuje na metodzie wektorowej FOC (ang. Field Oriented Control) z podwójną transformacją Parka. Przedstawiono opracowane modele symulacyjne w programie PSIM oraz wstępne wyniki badań.
EN
The article presents the construction and research of the control of a six-phase permanent magnet synchronous motor (PMSM) of 200kW power for electric vehicle drives. Multiphase drives are characterized by higher power and electromagnetic torque density, higher reliability, and lower weight and dimensions compared to their three-phase counterparties. That is why they have been intensively developed recently in terms of application in electromobility. However, they require that the power supply of extensive transistor converters and further control in the specification for the assessment of reliability quality, e.g. operation with failure of one of the converters. The article presents the basic parameters of a six-phase drive with a PMSM synchronous motor and an experimental converter built in the IGBT technology. The drive control system is based on the FOC (Field Oriented Control) vector method with double Park transformation. The developed simulation models in the PSIM program and preliminary research results were presented.
The increasing electrification of powertrains leads to increased demands for the test technology to ensure the required functions. For conventional test rigs in particular, it is necessary to have knowledge of the test technology's capabilities that can be applied in practical testing. Modelling enables early knowledge of the test rigs dynamic capabilities and the feasibility of planned testing scenarios. This paper describes the modelling of complex subsystems by experimental modelling with artificial neural networks taking transmission efficiency as an example. For data generation, the experimental design and execution is described. The generated data is pre-processed with suitable methods and optimized for the neural networks. Modelling is executed with different variants of the inputs as well as different algorithms. The variants compare and compete with each other. The most suitable variant is validated using statistical methods and other adequate techniques. The result represents reality well and enables the performance investigation of the test systems in a realistic manner.
The paper presents a concept of overall BLDC drive model. Target model will be improved with a functional model of battery cell, which is commonly used as a power supply for the drive. The paper shows previous achievements in form of a functional BLDC motor model. Also, simulation results are presented. These are the partial results, that aimed to verify the basic model’s correctness as a basis of future developments. The procedure of power source selection presented in the article is vital to specify the technical parameters of modelled battery cell.
PL
Artykuł przedstawia koncepcję całościowego modelu napędu z silnikiem BLDC. Prototyp docelowy będzie uwzględniał w pełni funkcjonalny model ogniwa bateryjnego stanowiącego popularne źródło zasilania dla napędów z silnikami BLDC. W pracy zawarto dotychczasowe osiągnięcia w postaci funkcjonalnego modelu silnika BLDC wraz z wynikami badań symulacyjnych. Stanowią one wyniki cząstkowe, które miały na celu weryfikację poprawności opracowanego modelu silnika BLDC jako podstawy do dalszej rozbudowy. W artykule przedstawiono zasady doboru źródła zasilania dla prawidłowego określenia parametrów technicznych modelowanego ogniwa.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Poznaliśmy różne rodzaje maszyn elektrycznych: asynchroniczne, synchroniczne, prądu stałego i z magnesami trwałymi. Porównajmy je według kryterium energooszczędności i gęstości mocy. Napędy elektryczne zużywają ok. 60% energii elektrycznej pobieranej przez przemysł, więc oszczędność energii w elektrycznych układach napędowych ma pierwszorzędne znaczenie[..].
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zapewnienie ciągłości pracy silników elektrycznych decyduje o wynikach produkcji zakładów przemysłowych. Napędy elektryczne znajdują zastosowanie w liniach technologicznych, maszynach, wózkach samojezdnych, agregatach hydraulicznych, sprężarkach, narzędziach ręcznych oraz wielu innych urządzeniach technologicznych i wspomagających produkcję. W wielu przypadkach przyczynami awarii są elementy niezwiązane bezpośrednio z ustrojem elektrycznym silnika, ale z nieprawidłową konfiguracją całego układu napędowego. W artykule przedstawiono krótkie omówienie metod diagnozy silników elektrycznych oraz typowe podejścia możliwe do zastosowania w przypadkach detekcji awarii.
Powszechnie stosowane w krajowym górnictwie chłodzenie maszyn wyposażonych w napędy elektryczne dużych mocy wodą z magistrali ppoż. odprowadzaną po zużyciu do kanału ściekowego, generuje duże problemy technologiczne i ekonomiczne związane z jej ponownym odprowadzeniem na powierzchnię. W artykule przedstawiono koncepcję otwartego i zamkniętego układu chłodzenia górniczych maszyn dużych mocy. Stanowią one alternatywę dla metody powszechnie wykorzystywanej. Porównano wady i zalety omawianych układów w zależności od warunków zastosowania.
EN
Cooling of the machines used in the mining industry, equipped with high-power electric drives, by water from the mine fire system generates technological and economic problems associated with re-transportation of water to the surface. The concept of open and closed system for cooling the high-power mining machines is presented. This is an alternative to the commonly use method. Advantages and disadvantages of the discussed systems are compared.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Jakie kryteria doboru napędów elektrycznych są niezbędne do spełnienia w przypadku wymagań różnych aplikacji przemysłowych? Jakie parametry eksploatacyjne wpływają na zachowanie założonej dynamiki ruchu oraz jakości parametrów obsługiwanego procesu? Przedstawiamy podstawowe charakterystyki mechaniczne najczęściej spotykanych maszyn roboczych oraz ogólną zależność umożliwiającą wyznaczenie przybliżonej wartości momentu oporowego maszyn o ruchu obrotowym.
Artykuł porusza tematykę energooszczędnych napędów elektrycznych. Zostały zaprezentowane sposoby klasyfikacji silników prądu przemiennego ze względu na ich klasę sprawności. Ponadto przedstawiono rozwiązania prowadzące do zwiększenia energooszczędności napędów elektrycznych. Jednym z takich rozwiązań jest zastosowanie silnika synchronicznego z magnesami trwałymi o rozruchu asynchronicznym. Silnik z stał zaprojektowany i wykonany w Instytucie KOMEL i bazuje na 6-biegunowym silniku pierścieniowym asynchronicznym. W artykule zaprezentowano obliczenia takiego silnika wraz z wynikami badań.
EN
This paper deals with the subject of energy-efficient electric drives. The methods of classifying AC motors by efficiency class have been presented. What is more, paper introduces the solutions to increase the energy-efficiency of electrical drives. One of solutions is to use the Line Start Permanent Magnet Synchronous Motors (LSPMSM). Such motor has been designed and manufactured in the KOMEL Institute and its based on the 6-pole slip-ring asynchronous motor. This paper presents the results of calculations and tests of this motor.
Silnik indukcyjny pierścieniowy, z zabudowanymi w jarzmie wirnika magnesami trwałymi (SAS PM), charakteryzuje się łagodnym rozruchem asynchronicznym. Po rozruchu, silnik sam się synchronizuje i pracuje jako silnik synchroniczny wzbudzony polem magnetycznym magnesów i trwałych. Przy pracy synchronicznej SAS PM ma znacznie wyższą sprawnością w porównaniu z silnikiem indukcyjnym. W artykule przedstawiono badania modelowe oraz symulacyjne dwóch konstrukcji silnika SAS PM: sześciobiegunowego o mocy 1,7 kW i czterobiegunowego o mocy 14,5 kW. Dla pierwszego silnika opracowano algorytm obliczeń charakterystyk elektromechanicznych: rozruchowych i synchronicznych. Wykonano silnik modelowy na którym przeprowadzono weryfikację opracowanego algorytmu. Wykorzystując ten algorytm, dla drugiego silnika obliczono charakterystykę rozruchową i charakterystyki elektromechaniczne przy pracy synchronicznej. Obliczenia wykazały, ze silnik z magnesami trwałymi w układzie ma znacząco lepsze właściwości synchroniczne w porównaniu z silnikiem z magnesami trwałymi w układzie „V".
EN
A slip-ring asynchronous motor with permanent magnets built into the rotor yoke (SAS PM) is distinguished by the smooth start-up process. After start-up, motor self-synchronizes and operates as synchronous motor excited by magnetic field of permanent magnets. At synchronous operation the SAS PM has higher efficiency than induction motor. The article presents research of the mathematical model and simulations of two constructions of SAS PM motor: 6-pole rated at 1,7 kW and 4-pole rated at 14,5 kW. For the first motor the algorithm for electro-mechanic characteristics calculation during start-up and synchronous operation has been developed. Physical model of the motor was manufactured and calculation algorithm was verified. By using this algorithm, the start-up characteristic as well as electromechanical characteristic at synchronous operation for the second motor were calculated. Calculation have shown that motor with permanent magnets in „I" pattern has better properties at synchronous operation comparing to the motor with permanent magnets in „V pattern.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zapewnienie ciągłości pracy silników elektrycznych decyduje o wynikach produkcji zakładów przemysłowych. Napędy elektryczne znajdują zastosowanie w liniach technologicznych, maszynach, wózkach samojezdnych, agregatach hydraulicznych, sprężarkach, narzędziach ręcznych oraz wielu innych urządzeniach technologicznych i wspomagających produkcję. W wielu przypadkach przyczynami awarii są elementy niezwiązane bezpośrednio z ustrojem elektrycznym silnika, ale z nieprawidłową konfiguracją całego układu napędowego. W artykule przedstawiono krótkie omówienie metod diagnozy silników elektrycznych oraz typowe podejścia możliwe do zastosowania w przypadkach detekcji awarii.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Uszkodzenia rotorów silników elektrycznych mogą wynikać z wielu przyczyn powstających na etapach montażu oraz eksploatacji napędów elektrycznych. Uszkodzenia mechaniczne, elektryczne lub złożone powstają jednak najczęściej w wyniku nieprawidłowego użytkowania. Z punktu widzenia niezawodności układów napędowych stanowią one istotny element powodujący zwiększenie prawdopodobieństwa awarii.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Omówiono pięćdziesięcioletnią historię wydawania czasopisma naukowo – technicznego „Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe”. Przeznaczone jest ono dla inżynierów i techników zajmujących się całokształtem problemów związanych z napędami i maszynami elektrycznymi. Tematyka ponad 2300 artykułów obejmuje problematykę teorii, obliczeń obwodów magnetycznych i uzwojeń, projektowania, konstruowania, produkcji, eksploatacji oraz diagnostyki maszyn i napędów elektrycznych.
EN
Described is the 50-years history of publishing the scientific-technical periodical “Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe”. It is dedicated to engineers and technicians specializing in the whole spectrum of problems related to drives and electrical machines. The subject of more than 2300 articles covers issues associated with theory, magnetic circuits and windings calculations, designing, construction, operation and diagnosis of electrical machines and drives.
The EU transport policy is to implement a plan aimed at a significant reduction of the CO2 emission, to be phased over the years 2020-2030-2050. Therefore, restrictions are to be gradually imposed on the use of vehicles with internal combustion (IC) engines, to eliminate such vehicles from urban traffic by 2050. Instead, the vehicles with alternative, low-emission drive systems will be promoted. At present, very high prices of electrochemical traction batteries have a significant share in the vehicle purchase price and electric vehicles are much more expensive than vehicles with conventional drive systems. The high purchase prices are compensated by low electric energy costs in comparison with the costs of hydrocarbon fuels. The present-day battery technologies should be considered an interim stage and should not be treated as a target, because they may turn out within a few years to be cost-consuming and obsolete solutions. On the other hand, electric traction motors have been built, developed, and used for many years and the risk of their failure is lower than the risk of a battery failure. The battery recharging process always involves the necessity of providing adequate infrastructure of a power supply network. Electric vehicles, especially their batteries and battery charging systems, are still at the development stage, without a crystallized vision of target solutions. Another problem is the lack of infrastructure and standardization. In spite of this, electrical drives (including those with hydrogen fuelling), as being characterized by zero emissions, may be expected to become in the long term a target and predominating solution.
PL
Celem polityki transportowej UE jest plan znacznej redukcji emisji CO2 rozłożonej na lata 2020-2030-2050. Stopniowo wprowadzane będą obostrzenia dla pojazdów z napędem spalinowym, aż do całkowitego ich wyeliminowania z ruchu miejskiego do 2050 r. Pojazdy o napędach alternatywnych, niskoemisyjnych będą z kolei promowane. Wysokie ceny trakcyjnych baterii elektrochemicznych sprawiają, że stanowią one znaczny udział w cenie pojazdu, a pojazdy elektryczne są znacznie droższe od pojazdów z napędem konwencjonalnym. Wysokie ceny zakupu są rekompensowane niskimi kosztami energii elektrycznej w stosunku do paliw węglowodorowych. Obecne technologie baterii są technologiami przejściowymi i nie należy ich traktować, jako docelowe, a w ciągu kilku lat mogą okazać się rozwiązaniami drogimi i przestarzałymi. Z kolei trakcyjne silniki elektryczne są budowane, rozwijane i eksploatowane od wielu lat i ryzyko związane z ich awarią jest niższe niż w przypadku baterii. Z procesem ładowania baterii zawsze wiąże się konieczność zapewnienia odpowiedniej infrastruktury sieci energetycznej. Pojazdy elektryczne, a szczególnie baterie i systemy ładowania, są ciągle w fazie rozwoju, jeszcze bez wykrystalizowanej wizji docelowych rozwiązań. Problemem jest też brak infrastruktury i standaryzacji. Mimo to można przypuszczać, że w długim terminie napęd elektryczny (w tym wodorowy), jako zero-emisyjny, będzie napędem docelowym i dominującym.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Jakie kryteria doboru napędów elektrycznych są niezbędne do spełnienia w przypadku wymagań różnych aplikacji przemysłowych? Jakie parametry eksploatacyjne wpływają na zachowanie założonej dynamiki ruchu oraz jakości parametrów obsługiwanego procesu? Przedstawiamy podstawowe charakterystyki mechaniczne najczęściej spotykanych maszyn roboczych oraz ogólną zależność umożliwiającą wyznaczenie przybliżonej wartości momentu oporowego maszyn o ruchu obrotowym.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Awaria każdego napędu elektrycznego jest jednoznaczna z zatrzymaniem maszyny roboczej, a co za tym idzie - z zakłóceniem lub całkowitym przerwaniem procesu produkcyjnego. Skutkuje to zwykle dużymi stratami finansowymi przedsiębiorstwa. Jednym ze sposobów redukcji strat jest racjonalna eksploatacja napędów, wsparta na optymalnie dobranych strategiach utrzymania ruchu. W tym celu wykorzystuje się odpowiednie metody i narzędzia eksploatacyjne oraz diagnostyczne.