The applications of electric arc plasma can be classified in two categories: electrical and thermal (chemical). In most cases plasma consists not only of inert gas but also inserted on purpose or in undesirable way metal. An additional element in electric arc plasma affects its equilibrium and thermo-chemical parameters, and in consequence the analysed process. The purpose of this work is to show influence of some selected metals on plasma composition parameters. A new way of estimating plasma properties without resorting very complex models has been developed and the results for electric arc metal plasma are presented.
PL
Zastosowania plazmy łuku elektrycznego można podzielić na: zastosowania w elektrotechnice oraz zastosowania w procesach termicznych (lub termoche-micznych). W większości przypadków w skład plazmy - poza gazem, w którym pali się łuk występuje metal wprowadzony celowo lub występujący jako składnik niepożądany. Celem niniejszej pracy jest określenie wpływu wybranych metali na skład plazmy. W pierwszej części krótko scharakteryzowano plazmę metaliczną. Następnie zaprezentowano metodykę obliczania składu plazmy. Na koniec przedstawiono zastosowany układ badawczy oraz wyniki obliczeń.
Obwody prądu stałego są stosowane do zasilania napięciem pomocniczym układów automatyki, pomiarów, sterowania i zabezpieczeń. Dla bezpiecznego tudzież i niezawodnego spełnienia postawionego zadania konieczne jest utrzymanie właściwego stanu ich izolacji doziemnej scharakteryzowanego przez jej oporność zastępczą. Znajomość aktualnej wartości tego parametru jest zatem konieczna do prawidłowej eksploatacji omawianych obwodów. W artykule opisano mniej znane w większości nie zastosowane w praktyce metody pomiaru. Stosowane w kraju monitory firm Bender, Energotest, Medcom, Elmech są dostarczane z instrukcjami obsługi i dlatego nie są przedmiotem opracowania. Artykuł recenzowany
EN
In the paper some selected methods of DC circuits insulation resistance measurement are presented. Few procedures for analytical determination of this parameter value are described. Several methods based on AC auxiliary supply source are presented.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W układach automatyki przemysłowej - np. obrabiarek, maszyn pakujących, maszyn dla przemysłu tekstylnego itd. - nierzadko zachodzi potrzeba wykonania określonej pracy mechanicznej, np. przesunięcia lub podniesienia detalu. Ostatnio przedmiotem zainteresowania konstruktorów stają się elektromagnesy, które w pewnych okolicznościach mogą śmiało konkurować ze stosowanymi dotychczas siłownikami - zespołami z pewnością bardziej od tych pierwszych uciążliwymi w eksploatacji. Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie głównych aspektów i kryteriów doboru elektromagnesów do konkretnych zadań w automatyce przemysłowej.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Silniki bezszczotkowe prądu stałego (Brushless Direct Current) są typem silników, który gwałtownie zdobywa popularność. Są one używane w sprzęcie gospodarstwa domowego, w przemyśle samochodowym, przemyśle lotniczym, sprzęcie medycznym, w automatyce przemysłowej - elementy wykonawcze. Nazwa BLDC sugeruje, iż nie są to napędy, w których do komutacji zastosowano szczotki. Są one komutowane elektronicznie. Napędy tego typu mają wiele właściwości, dzięki którym przewyższają silniki komutatorowe i indukcyjne.
Od dawna wiadomo, że napięcie zasilania elektromagnesu ma decydujący wpływ na czas oraz przebieg rozruchu i ruchu roboczego napędzanego mechanizmu. Zagadnieniom tym poświęcono w przeszłości szereg opracowań. Na szczególną uwagę zasługują prace E. Kallenbacha, w których podano granice możliwości zmian charakterystycznych czasów działania układu elektromechanicznego w funkcji napięcia zasilania, a wśród nich czasu rozruchu i czasu ruchu roboczego mechanizmu. Zmian możliwych do uzyskania na drodze doboru parametrów zasilania elektromagnesu w przypadkach zasilania ze źródła napięciowego i prądowego. W artykule opisano istotny wpływ napięcia zasilania na sprawność układu elektromechanicznego z elektromagnesem prądu stałego. Wykazano również, że wartość napięcia powinna być w każdym przypadku optymalizowana, a funkcja sprawności ma jedno ekstremum w postaci maksimum w zakresie średnich dopuszczalnych napięć.
EN
The article describes significant impact of the supply voltage on the efficiency of electromechanical system with DC electromagnet. It demonstrates that in any case the voltage value should be optimized and there is only one extremal point on the efficiency curve representing a maximum value within the average allowable voltage range.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Współcześnie dąży się do jak najlepszego wykorzystania energii. Jedną z podstawowych technik jest poprawa sprawności przesyłu i rozdziału energii oraz efektywność jej wykorzystania. Poprawa współczynników mocy jest tu podstawowym sposobem redukcji strat. Przykładem układu, który łączy problemy dystrybucji i wykorzystania energii jest oświetlenie uliczne. W artykule przedstawiono koncepcję zasilania oświetlenia ulicznego za pomocą linii prądu stałego. Przedstawione zostało oszacowanie zmniejszenia strat w linii i poprawa współczynnika mocy.
EN
Nowadays people should pursue reduction of power consumption. One of the ways to reach that aim is improvement of power transmission and distribution. Power factor increase is the basic way to power losses reduction. Street lighting is a good example of the system which integrates problems of power consumption and distribution. The paper describes concept of powering street lighting with DC voltage line. The estimation of losses decrease and power factor increase is presented.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The two-dimensional transient analysis of permanent magnet commutator motor is discussed in this paper. The impact of the load torque variations, winding type (chorded or full-pitch), the brushes displacement angle and commutation type (linear commutation, retarded commutation, accelerated commutation) on the electrical and mechanical quantities transient was investigated.
PL
Przeprowadzono polowo-obwodową dwuwymiarową analizę silnika komutatorowego wzbudzanego magnesami trwałymi. Przeanalizowano wpływ: zmiany momentu obciążenia, rodzaju uzwojenia (średnicowe, cięciwowe), kąta wysunięcia szczotek i rodzaju komutacji (prostoliniowa, opóźniona, przyśpieszona) na przebiegi czasowe wielkości elektrycznych i mechanicznych w silniku.
Rozprawa jest pierwszym w dostępnej literaturze światowej kompleksowym opracowaniem problematyki ultraszybkiego wyłączania silnych prądów stałych, zaprezentowanym na tle krytycznej analizy dotychczasowych metod wyłączania takich prądów za pomocą klasycznych wyłączników wykorzystujących zjawisko wydmuchu elektromagnetycznego. Ta nowa technika wyłączania prądów stałych została opracowana w Katedrze Aparatów Elektrycznych Politechniki Łódzkiej w wyniku wieloetapowego cyklu badawczego, realizowanego z udziałem Autora, w formie serii projektów badawczych i celowych oraz innych prac współfinansowanych przez Ministra właściwego ds. nauki. Należy podkreślić, że tą nowatorską, interdyscyplinarną i bardzo trudną problematyką zajmowały się dotychczas nieliczne zespoły badawcze na świecie. Opracowane w KAE PŁ podstawy teoretyczne ultraszybkiego wyłączania prądu legły u podstaw obszernych badań stosowanych i prac wdrożeniowych, umożliwiających wdrożenie do produkcji i wprowadzenie na rynek nowej generacji ultraszybkich wyłączników przeznaczonych szczególnie dla pojazdów i podstacji trakcji elektrycznej zasilanej napięciem stałym. W rozprawie została przedstawiona zarówno analiza, jak i synteza dotychczasowej wiedzy dotyczącej wyłączania silnych prądów stałych ultraszybkimi wyłącznikami działającymi na zasadzie komutacji wymuszonej, w porównaniu z klasycznymi wyłącznikami magnetowydmuchowymi. Została podana pełna klasyfikacja wyłączników prądu stałego, ze szczególnym uwzględnieniem nowej generacji wyłączników ultraszybkich. Na podstawie analizy rozwiązań konstrukcyjnych wyłączników ultraszybkich działających na zasadzie wymuszonej komutacji prądu, została wyselekcjonowana najlepsza do celów aplikacyjnych struktura wyłącznika, wykorzystującego zasadę bezprzechyłowej współpracy komór próżniowych z impulsowymi napędami indukcyjno-dynamicznymi wielkiej mocy. Zostały opracowane autorskie algorytmy i programy komputerowe do symulacji zjawisk łączeniowych podczas ultraszybkiego wyłączania silnych prądów stałych, a także podczas wyłączania zwarć przez wyłączniki klasyczne. Na podstawie wyników komputerowej symulacji tych zjawisk w warunkach zwarciowych, przeciążeniowych oraz roboczych, została przeprowadzona analiza napięciowych, prądowych i energetycznych warunków pracy głównych podzespołów wyłączników ultraszybkich, ze szczególnym uwzględnieniem wybranych wariantów konstrukcyjnych tych wyłączników oraz dynamiki ich działania. Wyniki symulacji zostały wykorzystane do określenia zasadniczych wymagań, jakie powinny być spełnione przez główne podzespoły ultraszybkich wyłączników próżniowych działających na zasadzie komutacji wymuszonej, ze szczególnym uwzględnieniem metody wyłączania prądów stałych za pomocą przeciwprądu. Na podstawie odrębnej symulacji komputerowej, zostały wyjaśnione i uzasadnione przyczyny zbliżania się wyłączników magnetowydmuchowych do kresu możliwości łączeniowych wynikających z zasady ich działania. Wskazane zostały zarazem ograniczone możliwości poprawy parametrów łączeniowych takich wyłączników. Wyniki rozprawy stanowią zasób wiedzy przydatny do celów konstruktorskich i projektowych w zakresie ultraszybkich wyłączników prądu stałego.
EN
The habilitation thesis presents the analysis and synthesis of existing knowledge on breaking of DC high currents with classical magnetic blow-out circuit breakers and ultra-high-speed circuit breakers operating on the principle of forced commutation. On the basis of a computer simulation using the author's calculation algorithms, the causes have been explained and motivated why the magnetic blow-out circuit breakers reached their limit of switching capabilities, and the directions of activities have been pointed out aimed at an improvement in the performance of those circuit breakers. The complete classification of DC circuit breakers has been given, especially taking the new generation of ultra-high-speed circuit breakers into consideration. By the analysis of constructional solutions of ultra-high-speed circuit breakers operating on the principle of forced commutation, the circuit breaker's structure has been selected, which is the best for application purposes. That structure uses the principle of tilt-free cooperation between vacuum chambers and impulse inductive dynamic high-power operating mechanisms. Computer programs have been developed for the simulation of switching phenomena during the ultra-high-speed breaking of DC high currents. Based on the results of simulation for those phenomena under short-circuit, overload and normal service conditions, the analysis of voltage, current and energy operating conditions for the main subassemblies of ultra-high-speed circuit breakers was carried out where especially the selected constructional versions of those circuit breakers and the dynamics of operation were taken into account. The simulation results were applied for determining basic requirements, which should be satisfied by the main subassemblies of ultra-high-speed vacuum circuit breakers operating on the principle of forced commutation. The method for breaking direct currents by means of a countercurrent was especially taken into account. The results of the presented work constitute the knowledge usable for constructional and design purposes.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wydaje się dziś oczywiste, że generacja rozproszona jest przyszłością i kolejnym etapem rozwoju systemów elektroenergetycznych. Być może, że każdy będzie mógł mieć swoją własną elektrownię. Praktyczna realizacja tej idei napotyka jednak na wiele problemów. Szczególnie w obecnych systemach prądu przemiennego. Z drugiej strony większość współczesnych odbiorów to urządzenia stałoprądowe. W mniemaniu autorów należy powrócić do dystrybucji energii prądem stałym. Wtedy niektóre obecne problemy, jak jakość energii, sprawność i synchronizacja małych źródeł, nie będą zagrożeniem. W artykule przedstawiono proponowany przez autorów system dystrybucji energii prądem stałym. Przedstawiono strukturę systemu. Opisano korzyści jakie może dać wprowadzenie dystrybucji prądem stały.
EN
It is obvious that distributed generation will be the next step in development of power systems. So, it will become possible that everybody will have his own power plant at home. But practical realization of the idea is not so simple, particularly in contemporary AC current distribution systems. From the other hand more and more loads became DC current loads. So author’s opinion is that DC current low voltage distribution systems need to be developed. Hence some present problems, such as power quality, efficiency and problems with power sources synchronisation can be avoided. Author’s proposition of low voltage distribution system is presented in the paper. System structure is described. Power sources synchronisation in AC systems is described and benefits of introducing DC current power system – losses reduction and simple power flow control.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu biegunowości napięcia stałego na wartość energii łuku palącego się w przerwie międzystykowej łącznika w zależności od rozwiązań konstrukcyjnych styków.
EN
The article presents results of investigations the effect of direct voltage polarity on the value of electric arc burning in an inter-contact gap of a switch depending on the switch design solutions.