Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wind power in Poland and Ukraine – condition today and prospects for tomorrow

Osiak J., Gałek G., Skudlarski J., Makarchuk O.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

165--168

EN

The purpose of this study is to compare the condition and development prospects of the wind power sector in Poland and Ukraine. Our research is based on reports and studies prepared by industry organizations associating wind generating companies and wind farm equipment manufacturers. For Poland, the Energy Regulatory Office (Urząd Regulacji Energetyki - URE) and Central Statistical Office (Główny Urząd Statystyczny – GUS) were the principal sources of data. Wind farming industry has developed considerably both in Poland and Ukraine, however the installed capacity growth was significantly higher in Poland. The combined installed capacity of wind farms in Poland in 2017 exceeded more than ten times the combined installed capacity of similar facilities in Ukraine. In 2017 the capacity growth in Poland visibly decelerated. In Ukraine 2017 was another year of growth in wind farming. According to public sources, new wind farms with the capacity in excess of 300 MW are to be commissioned in Ukraine in the nearest future. In Poland, large wind farms are about to be commissioned on the Baltic Sea.

PL

Celem badań była analiza stanu i perspektyw rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce i na Ukrainie. Materiał badawczy stanowiły raporty i opracowania organizacji branżowych zrzeszających wytwórców energii elektrycznej z farm wiatrowych i producentów urządzeń do pozyskiwania energii z wiatru. Zarówno w Polsce, jak i na Ukrainie miał miejsce znaczny rozwój sektora energetyki wiatrowej. Jednakże znacznie wyższy przyrost mocy zainstalowanej w elektrowniach wiatrowych odnotowano w Polsce. Ilość mocy zainstalowanej w instalacjach wiatrowych znajdujących się na terytorium Polski w 2017 roku ponad 10-krotnie przewyższała łączną moc wiatrowych siłowni na Ukrainie. W 2017 r. w sektorze energetyki wiatrowej w Polsce odnotowano znaczne zahamowanie przyrostu nowych mocy. Natomiast na Ukrainie tendencja rozwoju energetyki wiatrowej w 2017 r. miała charakter wzrostowy. Z przeprowadzonych analiz i informacji w najbliższej przyszłości na Ukrainie planowane jest uruchomienie dużych farm wiatrowych o mocy przewyższającej 300 MW. W Polsce natomiast planowane jest uruchomienie dużych instalacji wiatrowych na Bałtyku.

2

Tractors and agricultural machinery market in Ukraine in the years 2010-2016

Skudlarski J., Makarchuk O.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 1

108--111

EN

The paper presents the results of analyses concerning the purchase of tractors and selected agricultural machines in Ukraine. In the analysed period, the decline in demand for mechanisation means in this country dominated. A significant increase in purchases was not observed until 2016. In the quantitative structure of purchases made by Ukrainian agricultural companies, agricultural tractors, cultivators and seeders have the largest share. A strong correlation was found between the number of machinery purchased and the income of the companies. On the other hand, the relation between the number of purchased tractors, combine harvesters and seeders per 100 agricultural enterprises, 10 000 ha of UAA (sown area) and 1000 machines used in enterprises and the average UAA of an average agricultural enterprise in Ukraine is poor.

PL

Ukrainie. W analizowanym okresie dominował spadek popytu na środki mechanizacji w tym kraju. Znaczny wzrost zakupów odnotowano dopiero w 2016 r. W strukturze ilościowej zakupów dokonanych przez ukraińskie przedsiębiorstwa rolne największy udział stanowią ciągniki rolnicze, narzędzia uprawowe oraz siewniki. Stwierdzono bezpośredni związek pomiędzy liczbą zakupionych maszyn a dochodami przedsiębiorstw. Natomiast słabo zaznaczona jest zależność liczby zakupionych ciągników, kombajnów zbożowych oraz siewników w przeliczeniu na 100 przedsiębiorstw rolnych, 10 000 ha powierzchni UR (powierzchni zasiewów) oraz 1000 maszyn użytkowanych w przedsiębiorstwach a średnią powierzchnią UR przeciętnego przedsiębiorstwa rolnego na Ukrainie.

3

Metoda wyznaczania parametrów i charakterystyk wysokoobrotowej bezszczotkowej prądnicy z wzbudzeniem magnesami trwałymi dla stanów ustalonych

Makarchuk O., Rusek A., Patro M., Gastołek A.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2016

|

Nr 3 (111)

45--52

PL

W artykule opracowano modele matematyczne do wyznaczania parametrów i charakterystyk wysokoobrotowej prądnicy wzbudzanej magnesami trwałymi dla stanów ustalonych. Analizę oparto na metodzie obwodowej z uwzględnieniem zjawisk nieliniowych. Sformułowany model matematyczny oparto na ogólnych założeniach pozwalających na prowadzenie analizy dla założeń szczegółowych. Opracowany model matematyczny umożliwia analizę stanu magnetycznego maszyny dla rożnych obciążeń określanych wskaźnikowo oraz umożliwia wyznaczanie między innymi charakterystyki zewnętrznej dla pełnego zakresu obciążeń. Nowość podejścia polega w usuwaniu z obliczeniowego algorytmu procedury liczbowego całkowania układu równań algebro-różnicowych. Opracowany model umożliwia wyznaczanie napięcia wysokoobrotowej prądnicy dla rożnych wartości obciążenia na etapie wstępnego projektowania maszyny. Przedstawiona w artykule metodyka pozwala na wykorzystanie jej elementów do wyznaczania charakterystyk mechanicznych silników PMSM. Ponadto w artykule przedstawiono porównanie wyników obliczeń z proponowanej metody z obliczeniami uzyskanymi z modelu matematycznego opartego na teorii polowej analizowanej maszyny.

EN

The mathematical formulation and the algorithm for the calculation of the static characteristics of steady-state high-power generator with permanent magnet excitation is proposed. The study was carried out using the circuit theory methods, which are based on the nonlinear theory of electric machines of alternate current and an invariant theory of approximation of functions. The described mathematical model is butli based on the conventional assumptions. It allows you to analyze the magnetic state of the machine at the reference current and power factor, and also – to count an external characteristic over the entire range of possible loads. The novelty of the approach is in excluding a procedure of numerical integration of differential-algebraic equations systems from calculation algorithm. The main purpose of this model – voltage rating of generator under load at the prime design of the high-speed machines. Results of the calculation of regime values obtained by the proposed method and results, which were calculated on adequate field model of the same machine, which uses 2D to FEM-analysis are compared. Elements of the proposed methods of calculation of the magnetic state of high-speed machines with permanent magnet excitation can be used for calculation of the mechanical characteristics of the PMSM motors.

4

The electromagnetic transformer of mechanical energy into heat for wind turbine

Makarchuk O., Rusek A., Shchur I., Shchur V

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 1

179-182

EN

In order to reduce the cost of stand-alone vertical axes wind turbines (VAWT) and to extend their functionality, this paper suggests accumulating wind energy in the form of heat. For this purpose a special transformer of mechanical energy into heat (TMEH) was developed, which operates on the electromagnetic principle. A simplified method for calculating the magnetic and electric fields in the work parts of the TMEH was developed. The paper gives the results of its FEM-analysis. Using the developed technique the design of pilot TMEH was optimized.

PL

Dla zmniejszenia kosztów zainstalowania siłowni wiatrowych z pionową osią obrotu (WAWT) o prace autonomicznej oraz rozszerzenie ich funkcjonalności oferowano akumulować energię wiatru w ciepłe. W tym celu opracowano specjalny przetwornik energii mechanicznej na ciepło (TMEH), który działa na zasadzie elektromagnetycznej. Stworzono uproszczoną metodę obliczania pól magnetycznych i elektrycznych w elementach konstrukcyjnych TMEH, przedstawiono wyniki FEM-analizy. Wykorzystując opracowane techniki zoptymalizowano konstrukcję projektu badawczego TMEH.

5

Optimization of the design of electromagnetic transformer of mechanical energy into heat for VAWT

Makarchuk O., Rusek A., Shchur I., Klymko V.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 12

151-154

EN

Special device – electromagnetic transformer of mechanical energy into heat (ETMEH) is assigned for use in low-power autonomous wind turbines with a vertical axis of rotation (VAWT) in order for further accumulation generated from wind energy as heat. According to the results of mathematical modeling of electromagnetic and thermal processes was made a sample of ETMEH and have been carried out his experimental investigations, which have confirmed the adequacy of the developed models. The criterion was formed and a number of optimization tasks were solved, which resulted in received parameters for the number of ETMEH sizes with power up to 10 kW.

PL

Urządzenie specjalne – przetwornik elektromagnetyczny energii mechanicznej na ciepło (EPMEC) powołany do stosowania w autonomicznych siłowniach wiatrowych niskiej mocy o pionowej osi obrotu oraz dalszego gromadzenia generowanej z wiatru energii w postaci ciepła. Na podstawie wyników modelowania matematycznego procesów elektromagnetycznych i cieplnych wykonany makiet EPMEC, na którem przeprowadzono badania eksperymentalne, które potwierdziły słuszność opracowanych modeli. Założony kryterium i są rozwiązane szereg problemów optymalizacyjnych, w wyniku których otrzymano parametry dla szeregu opcji EPMEC o mocach do 10 kW.

6

Analiza stanu cieplnego wysokoobrotowych maszyn elektrycznych o wzbudzeniu od magnesów trwałych z chłodzeniem cieczowym

Makarchuk O., Lis M., Klatow K., Gastołek A., Sosnowski J.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2015

|

Nr 1 (105)

7--13

PL

Celem artykułu jest opracowanie metody obliczania stanów termicznych wysokoobrotowych maszyn wzbudzanych magnesami trwałymi chłodzonymi cieczą. W artykule przedstawiono rozwiązania konstrukcyjne systemów chłodzenia cieczą dla różnych kształtów kanałów chłodzących. Analizę obliczeniową przeprowadzono przy zastosowaniu metody FEM. Podano sposób sformułowania warunków brzegowych do wyznaczania trójwymiarowego pola temperaturowego na przykładzie maszyny elektrycznej o mocy 100 kVA i prędkości obrotowej 30000 obr/min. Stosując metodę elementów skończonych przedstawiono symulacyjne wyniki obliczeniowe w formie graficznej. Wykorzystując analizę pola temperaturowego i zmianę temperatury sformułowano strukturę termicznego obwodu zastępczego przedstawiającego analizowaną maszynę w układzie z 7 jednostek wewnętrznych źródeł wytwarzania ciepła. Opracowana struktura w formie obwodu zastępczego daje możliwość wstępnego określania stanu termicznego maszyny elektrycznej w zakresie opracowywania założeń projektowych. Ponadto zaprezentowano analizę porównawczą metod obliczania stanów termicznych wysokoobrotowych maszyn elektrycznych chłodzonych cieczą z uwzględnieniem kształtów kanałów chłodzących.

EN

The main goal of the submitted research is the development of an effective technique of the thermal calculation of the closed high-speed electric machine with excitation from the constant magnets and liquid cooling. In the work we can consider constructional features of the systems of liquid cooling of such machines with the zigzag- and helical form channels. The analysis of the last researches in the given area showed, that it is expedient to use the FEM-analysis for check of offered methods of the calculation. The entrance data for the formulation of a boundary problem of the calculation of a 3-dimensional thermal field of the machine by capacity 100 kVA, frequency of rotation 30000 RPM are submitted. Results of the calculation of this problem with using of a method of final elements are graphically shown. On the base of the analysis of a field of temperature and a gradient of temperature the structure of a thermal equivalent circuit was synthesized and proved. This structure represents the machine as set of 7 bodies with an internal thermal emission and allows to appraise its thermal condition at the initial stages of designing. Expressions for the calculation of a parameters of this equivalent circuit and a principle of formation of the system of the equations, for the further finding of unknown temperatures are resulted. The comparative analysis of the considered methods of the calculation of a thermal condition of high-speed machines with liquid cooling is carried out. The certain advantages of systems with helical channels are also revealed.

7

Definition of parameters of mathematical model of PMSM for electric vehicles on the basis of computer and experimental research

Shchur I., Rusek A, Makarchuk O., Mandzyuk M.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2014

|

Nr 1(101)

147--152

EN

This paper proposes a method of determination of parameters in the equivalent circuit of a real-life Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM). These parameters are necessary for an adequate model of physical processes that take place in the machine. On the basis of a study on electromagnetic fields in the machine with FEM, the angular dependences of magnetic fluxes linked to the armature phase windings with the magnetic poles of the rotor, as well as their full flux linkages for different values of the phase currents were determined. On the basis of this piece of data, the dependencies of magnetic fluxes due to armature reaction on currents and dynamic inductances of armature windings in the orthogonal rotor reference frame d-q have been calculated. From the results of a physical experiment, the value of resistance that takes into account total loss at idle run of the PMSM (core loss, mechanical loss and loss due to cogging torque) was preset. Finally, a computer model of PMSM has been created in the Matlab/Simulink software environment. The model can be used for research and development of energy efficient control systems based on PMSM drives for electric vehicles.

XX

W niniejszej pracy zaproponowano metodę wyznaczania parametrów schematu zastępczego maszyny synchronicznej z magnesami trwałymi (PMSM), aby odpowiednio modelować procesy fizyczne, które mają miejsce w maszynie. W oparciu o badania pól elektromagnetycznych w komputerze z wykorzystaniem MES wyznaczono zależności kątowe strumieni magnetycznych skojarzonych z uzwojeniami fazowymi twornika od biegunów magnesów trwałych wirnika, jak również ich pełnego strumienia dla różnych wartości prądów fazowych. W oparciu o te dane obliczone są zależności od prądów strumieni magnetycznych od reakcji twornika oraz indukcyjności dynamiczne uzwojenia twornika w spółrzędnych prostopadłych wirnika d-q. W wyniku eksperymentu fizycznego ustawiono rezystancją symulującą całkowite utraty mocy biegu jałowego PMSM, które obejmują straty w stali, straty mechaniczne i straty w wyniku działania momentu zaczepowego maszyny. W oparciu o wyniki badań teoretycznych i doświadczalnych stworzono model komputerowy PMSM w środowisku Matlab/Simulink, który może być używany do badań i rozwoju energooszczędnych układów sterowania automatycznego napędów z PMSM w pojazdach elektrycznych.

8

The Simulation Model of a Synchronous Machine with Permanent Magnets That Takes into Account Magnetic Saturation

Shchur I., Rusek A., Makarchuk O., Lis M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 4

102-105

EN

The paper presents the methods of obtaining the parameters and characteristics of a synchronous machine with permanent magnets (PMSM) from the results of the previously conducted field electromagnetic study of a specific machine by the finite element method (FEM) in order to build a fairly accurate computer stimulation model of this machine. It shows that to model magnetic saturation, need to apply the resulting curves of magnetization by the flux of the armature reaction relative to the both d-axis and q-axis of the rotor, and this curves are invariant with respect to changes in the angle of orientation of the current vector relative to the rotor position. The results of work of simulation model are compared with the corresponding field modeling.

PL

Praca przedstawia metodę otrzymania parametrów i charakterystyk maszyny synchronicznej z magnesami trwałymi (PMSM) wykorzystując rezultaty elektromagnetycznych badań polowych konkretniej maszyny przeprowadzonych poprzednio metodą elementów skończonych (FEM) w celu stworzenia dokładnego modelu symulacyjnego tej maszyny. Pokazano, że dla modelowania nasycenia magnetycznego trzeba wykorzystać otrzymane krzywe magnesowania strumieniem reakcji twornika wzdłuż obuch d i q osi wirnika, ponadto te krzywe są inwariantne stosownie zmiany kąta orientacji wektora prądu stosunkowo pozycji wirnika. Wyniki symulacji komputerowej PMSM porównano z odpowiednim modelowaniem polowym.

9

Model matematyczny układu napędowego z silnikiem PMSM zasilanym ze źródła napięcia sinusoidalnego

Lis M., Makarchuk O.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 12

211-214

PL

W pracy przedstawiono model matematyczny układu napędowego z silnikiem z magnesami trwałymi o sterowaniu sinusoidalnym, zasilanego z trójfazowego źródła napięcia sinusoidalnego. Fazy poczatkowe i czestotliwość zależą od kąta obrotu wirnika. W pracy uwzględniono spręzysty układ połączenia silnika z obciążeniem. Wyniki symulacji matematycznych przedstawione są w postaci graficznej.

EN

In the paper the matematical model of drive system, based on a permanent magnet synchronous motor, is presented. A three-phase sinusoidal voltage source is used in order to feed the motor. The initial phase shifts and frequency depend on the angle of rotor rotation. The elastic system, connecting the motor and its load, is taken into account. Results of simulation are presented as graphs.

10

Model matematyczny elektromechanicznych stanów nieustalonych silnika typu BLDC zasilanego ze źródła napięcia sinusoidalnego

Lis M., Makarchuk O.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2013

|

Nr 1(98)

183-188

PL

W pracy przedstawiono model matematyczny silnika bezkomutatorowego z magnesami trwałymi typu BLDC, zasilanego przez trójfazowe źródło napięcia sinusoidalnego. Fazy początkowe i częstotliwość zależą od kąta obrotu wirnika. Wpływa to na sposób sterowania silnika z magnesami trwałymi. Rozwiązywane będą problemy sprawdzenia współdziałania algorytmów wyznaczania charakterystyk magnetycznych z algorytmem całkowania numerycznego układu równań różniczkowych. Wyniki symulacji numerycznych przedstawione są w postaci graficznej.

EN

The mathematical model of a brushless direct current (BLDC) motor based on permanent magnets is presented in the paper. A three-phase sinusoidal voltage source, feeding the motor, is taken into consideration. The initial phase shifts and frequency depend on rotor position angle. The abovementioned dependenci exerts an influence on control strategy of the motor. The solution of problems, concerning evaluation of interaction between algorithm allowing for determination of magnetic characteristics and algorithm for numerical integration of a system of differential equations, is given in the paper. The results of numerical simulations are presented in graphical forms.

11

Modelowanie symulacyjno-komputerowe silnika synchronicznego z magnesami trwałymi na podstawie wyników badań polowych

Shchur I., Rusek A., Makarchuk O.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2012

|

Nr 3(96)

189-195

EN

To develop control systems of nonlinear electromechanical systems operated on the base of a synchronous machine with permanent magnets (PMSM), particularly for high-precision dynamic systems, it is necessary to use a mathematical and computer simulation models that adequately reflect such phenomena as real law of induction distribution in the air gap, effect of armature reaction, magnetic saturation of paths of the machine's working flux, iron loss. The best way to account these phenomena is constructing 2D and 3D field models of electrical machines. However, these mathematical models with distributed parameters are complex and not suitable for fast computer simulation. The article suggests to build the simple computer models on the results of previously conducted field research. The study of PMSM with the four characteristic ways of placing of permanent magnets on the rotor is conducted and the spectral distribution of magnetic induction in air gap is estimated. On the basis of the constructed field model of electromagnetic processes in the machine's armature obtained the dependences of self and mutual inductances of phase windings versus the angle of rotor position are obtained. With the use fo the obtained results the simple mathematical model of PMSM was developed, In which the descriptions on phase and transformation to the rotor reference frames are combined. The corresponding computer model in Matlab-Simulink is developed, too. The results of simulation of machine's start obtained by the field modeling and computer simulation showed a good convergence.