Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

An identification procedure of electromagnetic parameters for an induction motor equivalent circuit including rotor deep bar effect

Rolek J., Utrata G.

Archives of Electrical Engineering

|

2018

|

Vol. 67, nr 2

279–-291

EN

The paper presents an identification procedure of electromagnetic parameters for an induction motor equivalent circuit including rotor deep bar effect. The presented procedure employs information obtained from measurement realised under the load curve test, described in the standard PN-EN 60034-28: 2013. In the article, the selected impedance frequency characteristics of the tested induction machines derived from measurement have been compared with the corresponding characteristics calculated with the use of the adopted equivalent circuit with electromagnetic parameters determined according to the presented procedure. Furthermore, the characteristics computed on the basis of the classical machine T-type equivalent circuit, whose electromagnetic parameters had been identified in line with the chosen methodologies reported in the standards PN-EN 60034-28: 2013 and IEEE Std 112TM-2004, have been included in the comparative analysis as well. Additional verification of correctness of identified electromagnetic parameters has been realised through comparison of the steady-state power factor-slip and torque-slip characteristics determined experimentally and through the machine operation simulations carried out with the use of the considered equivalent circuits. The studies concerning induction motors with two types of rotor construction – a conventional single cage rotor and a solid rotor manufactured from magnetic material – have been presented in the paper.

2

Speed and rotor flux estimation based on the induction machine inductance frequency characteristic – simulation studies

Utrata G., Rolek J., Kapłon A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 12

240-245

EN

The estimation methodology of induction motor angular velocity and rotor flux space vector has been presented in the paper. The estimation algorithms are based on the motor inductance frequency characteristic and the machine secondary multi-loop equivalent circuit, approximating this characteristic in the considered frequency range. The characteristic reproduces variability of rotor electromagnetic parameters, resulting from the skin effect in rotor conductive elements, which constitutes the main cause of these parameters’ variability in the case of induction motors with deep-bar cage or solid rotors. Given the above, during an estimation process of induction motor specified state variables, the simultaneous reconstruction of instantaneous values of rotor electromagnetic parameters is not required. The waveforms of angular velocity and rotor flux space vector magnitude reconstructed with the use of the proposed estimation algorithms have been compared with the corresponding waveforms reconstructed by means of the classical model reference adaptive system (MRAS)-type estimator.

PL

W artykule została przedstawiona metodyka estymacji prędkości kątowej oraz wektora przestrzennego strumienia wirnika silnika indukcyjnego. Algorytmy estymacji oparte są o częstotliwościową charakterystykę indukcyjności silnika oraz wieloobwodowy po stronie wtórnej schemat zastępczy maszyny, aproksymujący tę charakterystykę w rozpatrywanym zakresie częstotliwości. Charakterystyka ta odwzorowuje zmienność parametrów elektromagnetycznych wirnika, wynikającą ze zjawiska wypierania prądu w przewodzących elementach tego wirnika, stanowiącego główną przyczynę zmienności tych parametrów w przypadku silników głębokożłobkowych lub z litym wirnikiem. Biorąc powyższe pod uwagę, w trakcie procesu odtwarzania określonych zmiennych stanu silnika indukcyjnego, nie jest wymagana równoczesna estymacja chwilowych wartości parametrów elektromagnetycznych wirnika. Przebiegi prędkości kątowej oraz modułu wektora przestrzennego strumienia wirnika odtworzone przy użyciu proponowanych algorytmów estymacji zostały porównane z przebiegami odpowiednich wielkości odtworzonymi za pomocą klasycznego estymatora typu MRAS.

3

Estymacja prędkości z wykorzystaniem charakterystyki częstotliwościowej silnika indukcyjnego w warunkach odkształconego napięcia zasilającego

Rolek J., Utrata G., Kapłon A.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2015

|

Nr 4 (108)

137--142

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu odkształceń napięć zasilających rozpatrywany silnik indukcyjny na poprawność procesu estymacji prędkości kątowej, którego algorytm działania oparty jest o znajomość charakterystyki częstotliwościowej indukcyjności tego silnika. Charakterystyka ta stanowi odwzorowanie pewnego rodzaju transmitancji widmowej silnika, z tego względu, analiza pracy maszyny, realizowana przy wykorzystaniu modelu matematycznego bazującego na tej charakterystyce, może zostać przeprowadzona przy zmiennych parametrach wymuszenia napięciowego, a także przy szybkozmiennych stanach elektromechanicznych. Prezentowane eksperymenty wskazują również na fakt jednoznacznego odwzorowywania zmienność parametrów elektromagnetycznych wirnika, wynikającej ze zjawiska wypierania prądu w jego przewodzących litych elementach, przez charakterystykę częstotliwościową indukcyjności maszyny przy dowolnych częstotliwościach napięć zasilających. Przeprowadzona analiza ma na celu oszacowanie możliwości wykorzystania proponowanego algorytmu estymacji prędkości kątowej silnika indukcyjnego w układach częstotliwościowej regulacji prędkości tego typu maszyn. Badaniom został poddany silnik indukcyjny z wirnikiem wykonanym z litego materiału magnetycznego, tj. maszyna z silnie zaznaczonym zjawiskiem wypierania prądów.

EN

The analysis of an impact of higher harmonics in induction motor supply voltages on the correctness of an angular speed estimation process, which operation algorithm is based on the knowledge of a motor inductance frequency characteristic is presented in the paper. The characteristic can be considered as motor spectral transmittance of some kind, therefore a machine operation analysis, realized with the use of a mathematical model based on that characteristic, can be carried out at varied supply voltage parameters as well as at fastchanging electromechanical transients. The presented experiments also indicate the fact of an unequivocal representation of rotor electromagnetic parameters variability, resulting from the skin effect in rotor solid conductive elements, by the machine inductance frequency characteristic at any frequency of supply voltages. The conducted analysis aims at evaluating the possibility of using the proposed induction motor speed estimation algorithm in variable-frequency speed control systems. The study has been subjected to an induction motor with a solid rotor manufactured from the magnetic material, i.e. a machine characterized by a significant skin effect occurring in rotor solid conductive elements.

4

Eksperymentala identyfikacja parametrów wieloobwodowego po stronie wtórnej schematu zastępczego silnika indukcyjnego

Utrata G., Rolek J., Kapłon A

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2014

|

Nr 4(104)

155--159

PL

Zmienność parametrów elektromagnetycznych maszyn indukcyjnych z litymi elementami strony wtórnej wywołana głównie zjawiskiem wypierania prądów powoduje, że zarówno poślizgowe charakterystyki impedancji strony pierwotnej jak i częstotliwościowa charakterystyka admitancji strony wtórnej odbiegają od kołowego kształtu. Fakt ten komplikuje zarówno analizę stanów elektrodynamicznych maszyny, jak również utrudnia konstruowanie relatywnie prostych i skutecznych estymatorów wielkości elektromechanicznych. Zmienność parametrów wirnika, wynikająca z wyżej wskazanych zjawisk, jest odwzorowywana, z dobrym przybliżeniem, przez wieloobwodowy po stronie wtórnej schemat zastępczy o stałych parametrach skupionych. W pracy została przedstawiona procedura identyfikacji parametrów tego typu schematu zastępczego w oparciu o zarejestrowane doświadczalnie charakterystyki poślizgowe impedancji silnika indukcyjnego, charakteryzującego się intensywnym zjawiskiem wypierania prądu w stronie wtórnej. Wybrane charakterystyki impedancyjne rozpatrywanego silnika obliczone na podstawie modelu matematycznego wynikającego z proponowanego schematu zastępczego maszyny zostały porównane z odpowiednimi charakterystykami wyznaczonymi pomiarowo.

EN

Variability of electromagnetic parameters of induction machines with deep bar cage or solid rotors, mainly induced by the skin effect, causes slip dependent stator impedance characteristics as well as rotor admittance frequency characteristics deviate from the circular shape. This fact complicates machine electrodynamic states analysis and hinders the construction of relatively simple and effective estimators of electromechanical quantities. The variability of rotor parameters, resulting from the above-mentioned phenomenon, is modelled, with a good approximation, by the machine secondary multi-loop equivalent circuit with constant lumped parameters. This work presents the procedure of equivalent circuit parameters identification based on experimentally registered slip dependent stator impedance characteristics of an induction motor characterized by the intense skin effect in its rotor. The selected impedance characteristics of the considered motor calculated on the basis of the mathematical model resulting from the proposed machine equivalent circuit are compared with corresponding characteristics obtained from measurement.

5

Estimators of induction motor electromechanical quantities built on the basis of a machine secondary multi-loop equivalent circuit

Kaplon A., Utrata G., Rolek J.

Archives of Electrical Engineering

|

2014

|

Vol. 63, nr 2

149--160

EN

Contemporary sensorless AC drives require the use of electromechanical quantities estimation. The skin effect occurring in AC machines with solid secondary or with solid secondary elements causes machines of this type to be represented by equivalent circuits containing distributed elements, which makes the analysis of machine electrodynamic states more complicated and hinders the construction of relatively simple and effective estimators of electromechanical quantities. The variability of rotor parameters is modelled, with a good approximation, by the machine secondary multi-loop equivalent circuit with lumped elements. In this paper the construction procedure of electromechanical state variable estimators basing on this type of equivalent circuit will be presented. The simulation investigations of the created electromechanical quantities estimators, performed for the selected states of solid iron rotor AC machine operation will be shown as well.

6

Badania symulacyjne obserwatorów wielkości elektromechanicznych silnika indukcyjnego zbudowanych w oparciu o wieloobwodowy po stronie wtórnej schemat zastępczy maszyny

Utrata G., Rolek J., Kapłon A.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2013

|

Nr 4(100), cz. 2

137--142

PL

Współczesne bezczujnikowe napędy prądu przemiennego wymagają stosowania estymatorów wielkości elektromechanicznych. Zjawisko wypierania prądu w maszynie prądu przemiennego z litym wirnikiem lub litymi elementami w wirniku powoduje, że są one opisywane przez schematy zastępcze o parametrach rozłożonych. Komplikuje to zarówno analizę stanów elektrodynamicznych maszyny, jak i utrudnia budowanie relatywnie prostych i skutecznych estymatorów wielkości elektromechanicznych. Zmienność parametrów wirnika maszyny z dobrym przybliżeniem odwzorowuje wieloobwodowy po stronie wtórnej schemat zastępczy o parametrach skupionych. W niniejszej pracy zostanie przedstawiona procedura tworzenia obserwatorów elektromechanicznych zmiennych stanu w oparciu o tego typu schemat zastępczy maszyny. Zostaną przedstawione wyniki badań symulacyjnych zbudowanych obserwatorów wielkości elektromechanicznych wybranego modelu maszyny prądu przemiennego.

EN

Contemporary sensorless AC drives require the use of electromechanical quantities estimation. The skin effect occurring in AC machines with solid secondary or with solid secondary elements causes machines of this type to be represented by equivalent circuits containing distributed elements, what makes the analysis of machine electrodynamic states more complicated and hinders the construction of relatively simple and effective estimators of electromechanical quantities. Variability of rotor parameters is modeled, with a good approximation, by the machine secondary multi-loop equivalent circuit with lumped elements. In this paper the construction procedure of electromechanical state variable observers basing on this type of equivalent circuit will be presented. The simulation results of the created electromechanical quantities observers for the selected type of AC machine will be shown as well.

7

Badania laboratoryjne układu prostownika multipulsowego

Rolek J., Kapłon A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2011

|

R. 57, nr 1

116-118

PL

Zmniejszenie udziału wyższych harmonicznych w prądach fazowych przekształtników AC/DC uzyskuje się między innymi poprzez stosowanie równolegle połączonych układów prostowników mostkowych z modulatorem w obwodzie prądu stałego [4, 5]. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych tego typu układu przekształtnikowego podczas pracy multipulsowej.

EN

AC/DC converters, as non-linear electrical loads, generate high harmonic currents and voltages. This causes deformation of the power system current and voltage shapes and increases active power losses. Reduction of harmonics in supply currents of AC/DC converters can be obtained, among others, by use of parallel connected 6-pulse bridges with modulation in the DC current circuit [4, 5]. The paper deals with analysis of multipulse rectifiers with use of the space vector method in relation to supply currents of the m-phase power system. Asymmetry in loads of the bridges, when assuming the constant total rectifier load, changes the phase angle and, subsequently, generates the intermediate position of the supply current space vector on a complex plane. Increase in the number of intermediate positions brings the space vector close to the case of the rotating one and, in consequence, the rectifier to the multipulse one. The experi-mental results of laboratory investigations of such an AC/DC mul-tipulse rectifier with modulation in the DC current circuit are presented.

8

Analiza pracy niesterowanych prostowników multipulsowych z wykorzystaniem metody wektora przestrzennego

Kapłon A., Rolek J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 4

205-208

PL

Prostowniki w postaci dwóch równolegle połączonych mostków 6-pulsowych z modulacją w obwodzie prądu stałego wykazują własności prostowników multipulsowych. Dodatkowe obciążenie prostownika, pracującego z asymetrią obciążania mostków składowych, generuje wirujący wektor przestrzenny prądu zasilającego prostownik, a w konsekwencji sinusoidalne przebiegi prądów fazowych. Przedstawiono topologie multipulsowego prostownika z modulacją i dodatkowym obciążeniem w obwodzie prądu stałego. Przedstawiono także wyniki badań symulacyjnych.

EN

Rectifiers consisting of parallel connected 6-pulse bridges with modulation in DC current circuit show properties of multipulse rectifiers. An additional load of the rectifier, working with load unbalance of the component bridges, generates a rotating current space vector and in consequence a sinusoidal plots of the supply phase currents. Topologies of multipulse rectifiers with modulation and additional loading in DC current circuit are presented. The simulation results of investigations were also presented.

9

Układy prostowników wielopulsowych z modulacją w obwodzie prądu stałego

Rolek J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 5

53-57

PL

Przekształtniki AC/DC są nieliniowymi odbiornikami energii elektrycznej. Generują one wyższe harmoniczne prądów, które powodują odkształcenie przebiegów napięć i prądów w sieci zasilającej prądu przemiennego oraz dodatkowe straty mocy czynnej. Zmniejszenie współczynników odkształcenia prądów i napięć do wartości dopuszczanych przez normy międzynarodowe uzyskuje się przez stosowanie układów wielopulsowych. W artykule przedstawiono układy prostowników 12-, 24- i 36-pulsowych z zastosowaniem modulatora w obwodzie prądu stałego. Zaprezentowano wybrane wyniki badań symulacyjnych tego typu układów pod kątem redukcji wyższych harmonicznych prądu pobieranego z sieci zasilającej.

EN

AC/DC converters are the non-linear electrical loads. They generate into the power system high harmonic currents and voltages, which causes a deformation of their shapes and increases active power losses. Applying multi-pulse rectifiers one occurs the decrease of current and voltage THD coefficients to values established by international standards. In this paper there are topologies of 12-, 24- and 36-pulse rectifiers with modulation in DC current circuit presented. The selected simulations results of investigations from the point of view of eliminated of the high harmonic supply currents are also presented.

10

Wyższe harmoniczne w prostownikach wielopulsowych - symulacja i eksperyment

Rolek J., Kapłon A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Elektryka

|

2005

|

Z. 43

131-136

PL

W artykule przedstawiono i omówiono wyniki badań symulacyjnych i laboratoryjnych 6- i 12-pulsowych prostowników niesterowanych. Prostowniki takie są odbiornikami nieliniowymi. Podstawowym problemem w eksploatacji jest negatywne oddziaływanie wyższych harmonicznych prądu generowanych przez te prostowniki na sieć zasilającą. Dla poszczególnych układów prostowników przeprowadzono analizę harmoniczną prądów fazowych.

EN

In the paper are presented and discussed simulation and experimental results of investigations of 6- and 12-pulse uncontrolled rectifiers. The rectifiers are un-linear loads. The general problem in exploitation is negative influence of high harmonics generated by those rectifiers on supply network. There were the harmonic analysis of the phase current of this rectifiers performed.

11

Electrospark alloying process with respect to the measurement of electrical quantities

Antoszewski B., Kapłon A., Rolek J.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2005

|

R. 51, nr 6

9-11

EN

The work is concerned with a physical model of the electrospark alloying process. It discusses the complexity of measurement of electrical quantities describing an electrospark discharge. The aim of the investigation is to determine the relationship between pulse energy and the amount of a deposit constituting a coating.

PL

W opracowaniu na tle modelu fizycznego procesu stopowania elektroiskrowego przedstawiono złożoność problemów pomiarowych wielkości elektrycznych opisujących wyładowanie elektroiskrowe. Celem tych badań jest w dalszej perspektywie określenie relacji pomiędzy energią impulsu a masą materiału tworzącą powłokę.

12

Komputerowe wspomaganie służby utrzymania ruchu pieców łukowych

Wciślik M., Rolek J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Elektryka

|

2000

|

Z. 36

119-126

PL

W pracy przedstawiono schemat zastępczy toru elektrycznego pieca łukowego w postaci uwzględniającej pomiar napięcia po stronie pierwotnej i wtórnej transformatora piecowego oraz schemat zastepczy wyładowania łukowego. Omówiono linearyzowane charakterystyki quasi-statyczne obwodu trójfazowego urządzenia łukowego. Powyższe podstawy teoretyczne wykorzystano w budowie komputerowego systemu wspomagania służb utrzymania ruchu urządzeń łukowych. W pracy przedstawiono sprzęt i oprogramowanie tego systemu. System ten umożliwia automatyczny pomiar parametrów, obserwację charakterystyk roboczych obwodu urządzenia łukowego oraz monitorowanie pracy toru elektrycznego w czasie przebiegu wytopu. Wyniki pracy systemu mogą być zapisywane na dysku oraz drukowane.

EN

In paper equivalent diagram of electric arc instalation and schema of arc discharge in three phase circuit are represented taking into account measurement of voltages on primary and secondary side of furnace transfomer. Quasistatic linearized characteristics of three-phase arc funace circuit are introduced. Above theoretical bases were used in computer system of aid of services of maintenance of arc appliance. The paper deals with hardware and software of the system. The system makes possible automatic measurement of equivalent diagram parameters, observation of working characteristics of arc furnace circuit and monitoring of work of arc furnace circuit during the melting process. Results may be recorded on disc and printed.