Franciszek BALIKPolitechnika Wrocławska, Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki I Akustyki

Nowa metoda komputerowej analizy układów elektronicznych w dziedzinie częstotliwości wykorzystująca pojęcie wieloparametrycznych wrażliwości wielkoprzyrostowychStreszczenie. W pracy podano podstawy teoretyczne i algorytm nowej metody analizy układów elektronicznych i elektrycznych w dziedzinie częstotliwości opartej na koncepcji wieloparametrycznych wrażliwości wielkoprzyrostowych. Metoda polega na wyznaczaniu przyrostów wartości funkcji układowych spowodowanych zmianami susceptancji elementów reaktancyjnych wynikającymi ze zmian częstotliwości. Pokazano, że jej efektywność jest większa w stosunku do metod tradycyjnych, zwłaszcza w przypadku układów, w których liczba węzłów sieci przewyższa liczbę elementów reaktancyjnych.Abstract. At work the theoretical bases and the algorithm of the new method of analysis of the electronic and electric circuits in the frequency domain based on the multiparameter, large-change sensitivities conception were given. The method consists in determination increments in value of system functions caused by changes susceptances of reactance elements resulting from the frequency changes. It is shown that its effectiveness is greater than traditional methods, especially in the case of circuits, in which the number of nodes of the network exceeds the number of the reactive elements. (A new method of AC analysis of electronic circuits by using multiparameter large-change sensitivity conception).Słowa kluczowe: projektowanie komputerowe, sieci elektroniczne, analiza częstotliwościowa, wrażliwości wielkoprzyrostowe.Keywords: CAD, electronic networks, AC analysis, large – change sensitivities.

Andrzej Ł. CHOJNACKIPolitechnika Świętokrzyska w Kielcach, Katedra Podstaw Energetyki

Analiza awarii izolatorów średniego napięcia w sieci energetyki zawodowejStreszczenie. W referacie przedstawiono analizę zawodności izolatorów średniego napięcia, wykonaną na podstawie danych uzyskanych z energetyki zawodowej. Przedstawiono statystyki awaryjności izolatorów z 10 lat pracy sieci, zarówno w ujęciu ilościowym, jak i czasowym. Dokonano analizy czasu trwania odnowy, czasu trwania wyłączeń awaryjnych, czasu trwania przerw w zasilaniu odbiorców energii oraz wartości energii elektrycznej niedostarczonej do odbiorców w wyniku awarii. Podjęto próbę identyfikacji modelu probabilistycznego, a także obliczenia niezawodnościowych wskaźników eksploatacyjnych izolatorów. Przeprowadzono również analizę przyczyn awarii oraz sezonowej zmienności częstości uszkodzeń. Wyznaczenia parametrów oraz weryfikacji parametrycznej i nieparametrycznej dokonano przy pomocy pakietu Statistica.Abstract. The paper shows an analysis of mortality of medium voltage insulators, carried out on the basis of data obtained from professional power engineering. It presents insulator mortality statistics in the period of 10 years of operation of a network, both in terms of quantities and time. It provides an analysis of recovery periods, emergency stop periods, power supply down time as well as the value of electric power not supplied to clients due to failure. It attempts to identify a probability model as well as to calculate reliability indicators of operation of insulators. There was also carried out an analysis of causes of failures and a seasonal variability of failure frequency. Reliability parameters and parametric and non-parametric verification have been carried out by means of Statistica package. (Analysis of failure of MV insulators in professional power engineering). Słowa kluczowe: niezawodność, izolatory, stacje elektroenergetyczne.Keywords: reliability, insulators, transformer stations.

Andrzej Ł. CHOJNACKI, Jan C. STĘPIEŃPolitechnika Świętokrzyska w Kielcach, Katedra Podstaw Energetyki

Metoda analizy niezawodności stacji transformatorowo – rozdzielczych SN oparta na skończonych procesach MarkowaStreszczenie. W referacie przedstawiono nową metodę badawczą oceny niezawodności złożonych obiektów elektroenergetycznych, jakimi są stacje transformatorowo-rozdzielcze SN, opartą na skończonych procesach Markowa. Zaproponowano, aby do oceny niezawodności stacji wykorzystać macierze przyczyn awarii. Przeprowadzono weryfikację proponowanej metody na podstawie analizy czasu trwania awarii stacji transformatorowych typu słupowego. Stacje takie są dość charakterystyczne dla terenów wiejskich. W celu zmniejszenia nakładów czasowych, do przeprowadzenia koniecznych obliczeń wykorzystano pakiety Statistica oraz Matlab.Abstract. The paper presents a proposal of introducing a new research method, based on Markov’s terminated processes, in the evaluation of reliability of complex power engineering facilities i.e. MV substations. It has been suggested that the evaluation of reliability of substations should employ matrixes of causes of the failures. The proposed method has been verified on the basis of the analysis of duration of failures of pole substations. This type of substations is common for the rural areas. To minimise the amount of time, Statistica and Matlab packages were used to carry out indispensable calculations. (Method of analysing MV substations reliability on the basis of Markov’s terminated processes). Słowa kluczowe: skończone Procesy Markowa, niezawodność, stacje elektroenergetyczne.Keywords: Markov’s terminated processes, reliability, power distribution stations.

Marek CIURYS, Ignacy DUDZIKOWSKI, Dariusz GIERAKPolitechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych

Obwodowo-polowe modelowanie silnika komutatorowego o magnesach trwałych pracującego przy zmiennym obciążeniuStreszczenie. Omówiono zjawiska elektromechaniczne występujące w układzie: akumulator – rozrusznik samochodowy z silnikiem komutatorowym o magnesach trwałych – silnik spalinowy. Przedstawiono opracowany obwodowo-polowy sposób modelowania silnika komutatorowego o magnesach trwałych pracującego w takim układzie. Przedstawiono procedurę obliczeń przebiegów czasowych wielkości elektrycznych i mechanicznych w układzie.Abstract. Electromechanical phenomena, occurring in the system: accumulator – car starter with permanent magnet commutator motor – combustion engine, were analysed. A circuit-field modelling method of a permanent magnet commutator motor working in such a system was developed. The procedure of mechanical and electrical transients computation was presented. (Circuit-field modelling of a permanent magnet commutator motor working with variable load).Słowa kluczowe: maszyny elektryczne, rozruszniki samochodowe, magnesy trwałe, modelowanie.Keywords: electrical machines, car starters, permanent magnets, circuit-field modeling.

1

Mateusz DYBKOWSKI, Teresa ORŁOWSKA-KOWALSKAPolitechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50 372 Wrocław

Analiza dynamiki prądowego estymatora MRAS strumienia i prędkości wirnika silnika indukcyjnego Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki analizy stabilności estymatora strumienia i prędkości kątowej silnika indukcyjnego opartego na idei układów adaptacyjnych MRAS. Zbadano wpływ zmian parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego oraz współczynników algorytmu adaptacji prędkości na rozmieszczenie biegunów równania charakterystycznego transmitancji estymatora prędkości oraz na stabilność pracy układu napędowego z estymatorem MRAS w pętli sprzężenia zwrotnego. Przedstawiono zakres możliwych zmian parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego, gwarantujący stabilną pracę bezczujnikowego układu napędowego ze sterowaniem polowo zorientowanym.Abstract. The paper deals with the stability analysis of the novel MRAS type estimator of the rotor flux and speed of the induction motor. The influence of equivalent circuit parameter changes of the induction motor as well as coefficients of the adaptation algorithm of the MRAS estimator to the pole placement of the estimator transfer function and stability of the whole drive system was analyzed and tested. The allowable range of motor parameter changes, which guarantees the stable operation of the sensorless field oriented drive system with the classical MRAS estimator was determined. (Dynamical performance analysis of the current-type MRAS estimator of the induction motor flux and speed)Słowa kluczowe: Silnik indukcyjny, sterowanie polowo-zorientowane, symulator strumienia, estymator prędkości, MRAS, analiza stabilnościKeywords: induction motor, direct field-oriented control, flux simulator, speed estimator, MRAS, stability analysis

Sylwester FILIPIAKPolitechnika Świętokrzyska, Katedra Podstaw Energetyki

Koncepcja systemu wspomagającego operatorów systemów dystrybucyjnych energii elektrycznej w sytuacjach awarii Streszczenie. W referacie przedstawiono metodę obliczeniową opierającą się na podstawach teoretycznych genetycznych systemów uczących się, której celem jest wspomaganie operatorów systemów dystrybucyjnych energii elektrycznej w sytuacjach awarii, przez wskazywanie najlepszych zmian łączeniowych w sieci. Opracowana metoda pozwala na wyznaczanie zastępczych konfiguracji sieci przy uwzględnieniu własności niezawodnościowych elementów sieci oraz minimalizacji kosztów eksploatacyjnych sieci dystrybucyjnej.Abstract. This paper describes application of classifier system for optimization configuration distribution network after breakdown. The method enables to find substitute most advantageous traces of users supply in case of failure, taking into account the reliability, network structure and the load. Calculations carried out for the medium voltage power electric municipal network system have been presented in the paper. (Conception classifier system for to help operator distribution network after breakdown). Słowa kluczowe: sieci dystrybucyjne, algorytm ewolucyjny, przywracanie pracy.Keywords: distribution network, ewolutionary algorithm, service restoration.

Jakub FURGAŁ, Marcin IBRAGIMOWAkademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Elektroenergetyki, Kraków (1), Centrum Badawcze ABB, Kraków (2)

Analiza przepięć piorunowych w liniach kablowo-napowietrznych wysokiego napięciaStreszczenie: Linie kablowe wysokiego napięcia są coraz szerzej stosowane w systemach elektroenergetycznych. Przy zastosowaniu takich linii głownie są zasilane rozdzielnie elektroenergetyczne zlokalizowane w centrach miast. Są to zwykle linie o niewielkich długościach połączone z liniami napowietrznymi. W artykule przedstawiono analizę przepięć piorunowych w liniach kablowych wysokiego napięcia wykonaną na podstawie wyników symulacji komputerowych przepięć. Abstract: High voltage cable lines more frequently work in electric power systems. Such lines are used mainly for supplying the electric power substations localized in city centres. These lines are usually of small lengths and are connected to overhead lines. Analysis of lightning overvoltages in high voltage cable lines made on the base of results of computer simulations are presented in the paper (Analysis of lightning overvoltages in high voltage cable-overhead lines). Słowa kluczowe: linie kablowowo-napowietrzne wysokiego napięcia, przepięcia piorunowe, symulacje komputeroweKeywords: high voltage cable-overhead lines, lightning overvoltages, computer simulations

Zbigniew GORYCA1, Artur PAKOSZ2

Politechnika Radomska, Instytut Automatyki i Telematyki Transportu (1), Zespół Szkół Elektronicznych w Radomiu (2)

Bezczujnikowe sterowanie bezszczotkowego silnika prądu stałegoStreszczenie. W artykule przedstawiono układ napędowy z bezszczotkowym silnikiem prądu stałego. W układzie tym zastosowano bezczujnikowe sterowanie oparte na pomiarach napięcia rotacji w niezasilanej fazie uzwojenia silnika. Podano podstawy teoretyczne stosowane do sterowania i przebiegi uzyskane w trakcie badań rzeczywistego napędu. Podano także zakres prędkości napędu, w którym można stosować tego typu sterowanie. Abstract. DC brushless motor’s driving system has been presented in this paper. This solution exploits sensorless control basing on the measurement of BEMF voltage in not supplying winding. The theoretical foundation of sensorless control and waveforms obtained during the investigation of actual driver have been given. The ranges in which this control can be used has also been given.(Sensorless control of DC brushless motor). Słowa kluczowe: napęd elektryczny, bezszczotkowy silnik prądu stałego, sterowanie bezczujnikowe.Keywords: electric drive, brushless DC motor, sensoeless control.

2

Zbigniew GORYCA, Marcin ZIÓŁEKPolitechnika Radomska, Instytut Automatyki i Telematyki Transportu

Moment zaczepowy w silniku z cylindrycznym uzwojeniemStreszczenie. W pracy przedstawiono wyniki modelowania pola elektromagnetycznego silnika z cylindrycznym uzwojeniem. Przeprowadzono symulację wybranego modelu silnika metodą elementów skończonych. Wyznaczono rozkład indukcji pola magnetycznego w obwodzie magnetycznym silnika przy różnym położeniu wirnika. Zbadano wartość momentu zaczepowego dla wybranej konstrukcji silnika. Porównano wyniki badań z symulacją komputerową.Abstract. At this paper were presented results of modeling the electromagnetic field for engine with cylindrical winding. It was carried out simulation of the chosen engine model by finite elements method. It was fixed a schedule of the induction of the magnetic field in the magnetic circuit of the engine at different putting the rotor. It was examined value of cogging torque for chosen structure of the engine. It was compared results of research with simulation.Słowa kluczowe: bezszczotkowy silnik prądu stałego, moment zaczepowy, metoda elementów skończonych.Keywords: brushless DC motor, cogging torque, finite elements method.

Janusz HALAWAPolitechnika Wrocławska, Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki

Metoda identyfikacji i komputerowe obliczanie parametrów regulatorów z wykorzystaniem modeli uproszczonychStreszczenie. W pracy przedstawiono metodę identyfikacji obiektów, których odpowiedzi skokowe są funkcjami inercyjnymi z wyrównaniem na podstawie dwóch momentów obliczonych z wykresu odpowiedzi skokowej. Metoda pozwala na wyznaczanie modeli uproszczonych drugiego i trzeciego rzędu. Podano przykład identyfikacji i obliczenia parametrów regulatora typu PI.Abstract. The paper provides identification methods for controlled systems, which step responses are functions without overshood, basing on two moments calculated numerically from step response graph. These methods allow to determine simplified models of the second-and-third-order. An example is given for identifying and calculating the settings of PI controller using the simplified third-order model.

Krzysztof HALAWAPolitechnika Wrocławska, Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki

Fourierowskie sieci neuronoweStreszczenie. W artykule zaproponowano metody pozwalających zmniejszyć liczbę obliczeń wykonywanych podczas nauki fourierowskich sieci neuronowych algorytmem najszybszego spadku. Nauka tych sieci za pomocą tego algorytmu przebiega bardzo szybko. Przedstawiono sposób określania współczynnika uczenia zapewniający stabilność procesu uczenia. Podano maksymalne jego wartości dla kilku popularnych funkcji celu. Abstract. Methods are proposed in this paper to reduce the number of calculations carried out during learning Fourier series neural networks with the gradient descent algorithm. These networks learn with this algorithm very quickly. The way of determining such learning rate so as to ensure learning process stability is presented. Maximum values of the learning rate for several common cost functions are also given.Słowa kluczowe: Fourierowskie Sieci Neuronowe, Ortogonalne sieci neuronowe, Algorytm najszybszego spadku, Uczenie MaszynoweKeywords: Fourier Series Neural Network, Orthogonal Neural Network, Gradient Descent Algorithm, .

Andrzej JABŁOŃSKIPolitechnika Wrocławska, Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki

Zadania integracji systemów w budynkach inteligentnych.Streszczenie. W artykule dokonano przeglądu i analizy struktur funkcjonalnych i komunikacyjnych stosowanych w budynkach inteligentnych. Zaprezentowano podstawowe podsystemy funkcjonalne i przedstawiono model integracji systemowej. Poruszono zagadnienia metodologii przetwarzania informacji w budynkach inteligentnych. Omówiono cele, struktury i zadania integracji elementów automatyki budynków.Abstrakt. Review and the analysis of functional and communication structures applied in intelligent buildings were executed in the article. Present basic functional subsystems and introduce the model of system integration. The questions of the methodology of the processing of information in intelligent buildings were moved. Aims, structures and the tasks of the integration of the elements of the buildings automation talked over. (The tasks of the integration of systems in intelligent buildings).Słowa kluczowe: budynek inteligentny, integracja systemów, system nadrzędny, rozproszone przetwarzanie danych.Keywords: intelligent building, the integration of systems, supervisory system, data distributed processing.

Tadeusz JANOWSKI1, Grzegorz WOJTASIEWICZ2

Politechnika Lubelska, Instytut Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii (1), Instytut Elektrotechniki w Warszawie, Pracownia Technologii Nadprzewodnikowych w Lublinie (2)

Nadprzewodnikowe maszyny elektryczneStreszczenie. Jednym z interesujących zastosowań nadprzewodnictwa są maszyny elektryczne z uzwojeniami, wykonanymi z nadprzewodników wysokotemperaturowych HTS. Zaletą stosowania silników i generatorów nadprzewodnikowych jest mniejsza masa i gabaryty urządzeń oraz mniejsze straty , w porównaniu maszynami konwencjonalnym. Nadprzewodnikowe maszyny znalazły zastosowanie przede wszystkim na statkach, okrętach i samolotach, gdzie zmniejszone wymiary i masa urządzeń powiększa ich ładowność i udźwig.Abstract (Superconducting electric devices). One of the most interesting field of superconductors application are superconducting windings of synchronous motors and generators, made by high-Tc superconductors. The advantages of using this kind of superconducting devices, in comparison with conventional ones, are lover mass and overall dimension, which allow to use them in dimensional limiting places, such as ships and aircrafts decks.Słowa kluczowe: nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe, nadprzewodnikowe maszyny synchroniczne, generatory nadprzewodnikoweKeywords: high temperature superconductors, superconducting synchronous motors, superconducting generators

3

Włodzimierz KAŁATPolitechnika Warszawska, Katedra Wysokich Napięć i Aparatów Elektrycznych

Modelowania i obliczenia cieplno-wentylacyjne wielokomorowych obudów urządzeń elektroenergetycznychStreszczenie. Referat przedstawia podejście obwodowe do analizy i obliczeń cieplno-wentylacyjnych w komorach z przegrodami (jak np. stacje transformatorowe, szafy rozdzielnic z przedziałami, itp.). Umożliwia to analogia praw fizycznych opisujących wędrówkę mas powietrza, straty na przegrodach i przyczyny owej wędrówki (różnice ciśnienia, wiatr) z tymi, które leżą u podstaw teorii obwodów elektrycznych. Zaprezentowane zostaną równania wynikające z praw mechaniki gazów tworzące układ nieliniowy oraz metoda Newtona-Raphsona jego iteracyjnego rozwiązania. Abstract. The paper deals with ventilation problems that occur in a multi-zone enclosure with openings of many electrical apparatus, and the modelling of airflow paths by means of electrical networks. Large concentration of different heat sources spread within multi-zone enclosure results in air circulation and heat transportation by flowing air. An elementary knowledge about the heat conveyed by flowing air would be very useful for better utilization of enclosure space and discharging from overheated zones. (Modelling and calculations of thermal ventilation in power engineering multi-zone enclosures)Słowa kluczowe: wnętrze obudowy, masowe natężenie przepływu, wentylacja, transport mocy cieplnej Keywords: multi-zone enclosure, mass airflow, ventilation, heat power transport

Barbara KOPEĆPolitechnika Rzeszowska Zakład Energoelektroniki i Elektroenergetyki

Efektywne wykorzystanie energii do oświetlania drógStreszczenie. Przedstawiono wymagania oświetleniowe nowej normy europejskiej PN-EN 13201: 2005‘Oświetlenie dróg. Mają one decydujące znaczenia dla poprawy bezpieczeństwa i wygody widzenia użytkowników. Możliwy dzięki zawartym wskazówkom, precyzyjny dobór odpowiedniej sytuacji oświetleniowej umożliwia efektywne wykorzystanie energii. Przykłady modernizacji oświetlenia ukazują możliwości znacznego obniżenia zużycia energii elektrycznej. Abstract. The lighting requirements of new standard PN-EN 13201: 2005 ‘Road lighting’ were presented. They have decisive mining on improvement of safety and vision comfort of road users. On the basis of the guidelines, precise selection of lighting situations make possible the effective use of energy. The examples of lighting modernization display the possibility of considerable reduction of electric energy consumption. (The Effective Use of Energy to Road Lighting). Słowa kluczowe: oświetlenie dróg, klasy oświetlenia, modernizacja oświetlenia.Keywords: road lighting, lighting classes, lighting modernization.

Stanisław KOSIOROWSKI, Andrzej STOBIECKIAkademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych

Stany przejściowe w obwodach z energetycznymi filtrami aktywnymiStreszczenie. W artykule dokonano analizy stanów przejściowych i warunków stabilnej pracy energetycznych filtrów aktywnych, których sterowanie bazuje na dwóch sposobach kształtowania prądu linii zasilającej nieliniowy odbiornik wraz z filtrem. Podano zależności dotyczące zakresu stabilnej pracy i zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych.Abstract. The analysis of transient states and stable operation conditions of power active filters was carried out in the paper. The control of these filters is based on two methods of shaping the current in the line supplying the nonlinear load with the filter. The relationships concerning the range of stable operation are announced (given) and the results of simulation tests were shown. (Transient States in Circuits with Active Power Filters).Słowa kluczowe: jakość energii elektrycznej, filtry aktywne, współczynnik mocy, stabilność.Keywords: power quality, active filters, power factor, stability.

Czesław T. KOWALSKI, Marcin WOLKIEWICZPolitechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, Zakład Napędów Elektrycznych

Diagnostyka uszkodzeń wirników silników indukcyjnych przy wykorzystaniu sygnałów chwilowej mocy czynnej i biernejStreszczenie. W artykule przedstawiono metodę wykrywania uszkodzeń wirników klatkowych trójfazowych silników indukcyjnych opartą na analizie widmowej sygnałów chwilowej mocy czynnej i biernej. Zaprezentowano sposób obliczania chwilowej mocy czynnej i biernej przy wykorzystaniu tzw. teorii mocy „p-q”, wprowadzonej przez Akagiego. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych umożliwiających generowanie wzorców diagnostycznych w postaci częstotliwości charakteryzujących uszkodzenia. Wyniki analiz widmowych sygnałów mocy chwilowej czynnej i biernej zarejestrowane dla różnych przypadków i stopni uszkodzeń rzeczywistego silnika wykazały dużą przydatność tych sygnałów w diagnostyce.Abstract. In this paper the detection method of rotor cage faults in three-phase induction motors, based on the instantaneous active and reactive

power signature analysis, is proposed. The method of active and reactive power calculation, based on the generalized power theory “p-q”, introduced by Akagi, was presented. The simulation and experimental results are demonstrated, which enable the generation of diagnostic symptoms like higher harmonics with frequencies representing the respective faults. Spectral analysis of the active and reactive power signals registered for various fault levels has shown the effectiveness of the proposed approach in the rotor fault detection. (Rotor cage fault diagnostics of induction motors using the instantaneous active and reactive power). Słowa kluczowe: silnik indukcyjny, diagnostyka uszkodzeń, moc chwilowa czynna i bierna, analiza FFTKeywords: induction motor, fault diagnosis, instantaneous active and reactive power, Fast Fourier Transform

4

Damian KRAWCZYK, Krzysztof KLUSZCZYŃSKIPolitechnika Śląska, Wydział Elektryczny, Katedra Mechatroniki

Modelowanie właściwości dynamicznych silnika indukcyjnego synchronizowanego momentem reluktancyjnymStreszczenie. W artykule przedstawiono podsumowanie wyników analizy jakościowej właściwości dynamicznych silnika indukcyjnego synchronizowanego momentem reluktancyjnym. Analizę przeprowadzono w oparciu o dekompozycję rzeczywistego wirnika takiego silnika na dwa wirniki: wirnik o klatce symetrycznej i wirnik o klatce niesymetrycznej. Przedstawiono kierunki dalszej analizy w oparciu o model obwodowy z obwodami prądów wirowych w wirniku.Abstract. There is the summary of the results of dynamic properties analysis of the induction motor synchronized by reluctance torque presented in the paper. The analysis was based on the decomposition of the actual rotor into two independent cage rotors: with symmetrical cage and with asymmetrical cage. There are also presented some measurements results and a direction of future investigations. (Dynamic performance modeling of the induction motor synchronized by reluctance torque). Słowa kluczowe: Maszyny elektryczne, silnik indukcyjny, moment reluktancyjny, modelowanie.Keywords: Electric machines, induction motor, reluctance torque, modeling.

Stanisław KULAS, Łukasz KOLIMASPolitechnika Warszawska, Katedra Wysokich Napięć i Aparatów Elektrycznych

Analiza natężenia pola elektrycznego w wielkoprądowych układach stykowych na przykładzie uziemnika szybkiegoStreszczenie. Celem pracy było wyznaczenie wartości natężenia pola elektrycznego w układzie stykowym uziemnika szybkiego przy danym odstępie izolacyjnym. Ocena wpływu wartości promieni zaokrąglenia końcówek styków ruchomych i nieruchomych oraz ich kształtu, na wartość natężenia pola elektrycznego. Analiza obejmowała również analizę korelacji wartości natężeń w obszarze styków głównych i opalnych oraz ocena stopnia niejednorodności pola elektrycznego w przestrzeni międzystykowej.Abstract. Main aim of this paper is electric field intensity value determination in earthing switch contact system whereas insulation gap is given. Impact estimation of the rounding radius value of the steady and unsteady terminal contacts and their shape on electric field intensity value. The analysis included intensity value examination too in the main and welding contact area and estimation of electric field non-homogeneity in area between contacts.( Electric Field Intensity analysis in heavy current contact systems of fast earthing switch as an example). Słowa kluczowe: uziemnik szybki, analiza natężenia pola elektrycznego.Keywords: Fast earthing switch, electric field intensity

Krzysztof MAKOWSKIPolitechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych

Wyznaczanie strat mocy w rdzeniu ferromagnetycznym mikrosilników indukcyjnych w stanie ustalonym pracyStreszczenie. W referacie przedstawiono metodę oszacowania strat mocy w żelazie silników indukcyjnych ułamkowej mocy przy zastosowaniu statycznego modelu polowego silnika indukcyjnego w połączeniu z harmonicznym modelem obwodowym. Przedstawiono wyniki obliczeń symulacyjnych strat mocy w rdzeniu jednofazowego silnika indukcyjnego z pomocniczym uzwojeniem zwartym w stanie ustalonym pracy przy rozruchu i prędkości znamionowej.Abstract. In the paper a method for evaluation of iron losses in ferromagnetic core of induction small-power motors is presented using 2D computation of quasi-static magnetic field by finite elements coupled with harmonic circuit model of induction motor. Simulation results of iron losses computation for a tested shaded pole induction motor at starting and rated speed conditions are presented. (Determination of iron losses in ferromagnetic core of small-power induction motors at steady-state conditions)Słowa kluczowe: mikrosilniki, indukcyjne, model polowy, straty mocy w żelazieKeywords: small-power motors, induction motors, field model, iron losses

Olgierd MAŁYSZKOPolitechnika Szczecińska, Instytut Elektrotechniki

Możliwości wykorzystania elementów teorii bifurkacji do analizy pracy systemu elektroenergetycznegoStreszczenie. W artykule zasygnalizowano możliwość wykorzystania elementów teorii bifurkacji do kontroli pracy systemu elektroenergetycznego. Pokazano to na dwóch przykładach. W pierwszym przedstawiono metodę kontroli stabilności systemu poprzez pomiar największego wykładnika Lapunowa natomiast w drugim przykładzie opisano metodę wyznaczania on-line impedancji zwarciowej systemu również z wykorzystaniem wykładników Lapunowa. Abstract. The paper presents a method of control of power system stability and a method of estimation on-line of power system impedance. These methods are shown as an example of possibility of bifurcation theory elements utilization for analysis of power system. Both methods based on using Lyapunov exponents. (Possibility of utilization of bifurcation theory elements for analysis of power system). Słowa kluczowe: bifurkacja, wykładniki Lapunowa, system elektroenergetyczny, stabilność.Keywords: bifurcation, Lyapunov exponents, power system, stability.

5

Zdzisław NAWROCKI, Grzegorz KOSOBUDZKIPolitechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych

Przekładnik napięciowy z konwerterem ujemnej rezystancjiStreszczenie. W artykule przedstawiono sposób zmniejszania błędów przekładnika napięciowego polegającego na włączaniu w obwód uzwojenia pierwotnego przekładnika konwertera ujemnej rezystancji. Wykazano, że p włączeniu konwertera błędy przekładnika, w warunkach normalnych zmalały 30 razy, a gdy temperatura uzwojeń przekładnika wzrasta o 20oC to błędy zmniejszyły się dziesięciokrotnie. Abstract. The method of decreasing error of voltage measurement transformer is shown. Method consists in adding negative resistance converter. The error of voltage measuring transformer decreased 30 times in normal operation condition, 10 times in temperature 20oC higher then normal condition as results of add the negative resistance converter.Słowa kluczowe: Przekładnik napięciowy, konwerter ujemnej rezystancji, układ do sprawdzania przekładników

Wiesław NOWAK, Rafał TARKO, Barbara FLORKOWSKAAkademia Górniczo Hutnicza, Katedra Elektroenergetyki

Modelowanie impulsowego ulotu elektrycznego dla oceny efektów tłumienia fal przepięciowych w wysokonapięciowych układach elektroenergetycznychStreszczenie. Ulot elektryczny w otoczeniu przewodów linii przesyłowych wysokich napięć wpływa na poziom przepięć docierających do stacji elektroenergetycznych. W artykule przedstawiono model ulotu elektrycznego dla analizy propagacji fal przepięciowych w liniach elektro-energetycznych oraz wyniki badań przepięć w stacji elektroenergetycznej, otrzymane przy zastosowaniu programu symulacyjnego EMTP – ATP.Abstract. Corona discharges occurring in the vicinity of conductors of high voltage power lines influence the level of the overvoltage waves arriving to the power substation. The corona model was applied to analyze the propagation of overvoltage waves in high voltage power lines. The paper also comprises results of calculations of overvoltages in the substation, performed using software package a EMTP – ATP simulation software. (Impulse Corona Modelling for Estimation of Overvoltages Attenuation in High Voltage Electrical Power Systems). Słowa kluczowe: układy elektroenergetyczne, przepięcia atmosferyczne, ulot elektryczny, modelowanie.Keywords: electrical power systems, lightning surges, corona, modelling.

Artur OPALIŃSKI1, Andrzej GRONO2

Politechnika Gdańska, Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki (1)Politechnika Gdańska, Katedra Robotyki i Systemów Mechatroniki (2)

Nowe podejście do zagadnień automatycznej synchronizacji prądnicStreszczenie. W referacie przedstawiono nowe podejście do automatycznej synchronizacji prądnic, polegające na pomiarze wartości chwilowych napięć w obu obiektach elektroenergetycznych w określonych, jednakowych przedziałach czasu. Wyniki tych pomiarów, przedstawione w postaci dwóch macierzy, przetwarza się z wykorzystaniem sztucznej sieci neuronowej. Wymagało to opracowania odpowiednich algorytmów pomiarów i obliczeń, odmiennych od stosowanych uprzednio prób określania momentu przejścia napięcia przez wartość zerową.Abstract. A new approach to automatic power generator synchronization has been proposed and tested. The approach is based on sampling voltage levels in both systems at predefined instants of time. The sampling results represented by specifically crafted matrices are then processed by means of artificial neural network. Abandoning the conventional way of finding the time instant when voltage crosses zero resulted in creating new measurement and processing procedures. (New approach to the automatic power generator synchronization). Słowa kluczowe: automatyczna synchronizacja prądnic, technika informatyczna, nowe algorytmy, sztuczna sieć neuronowaKeywords: automatic power generator synchronization, information technology, new algorithms, artificial neural network

Teresa ORŁOWSKA-KOWALSKA, Marcin KAMIŃSKIPolitechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50 372 Wrocław

Sieci neuronowe MLP i RBF w estymacji sygnałów sprzężeń zwrotnych w napędzie z połączeniem sprężystymStreszczenie. W artykule zaprezentowano możliwości zastosowania estymatorów neuronowych opartych na sieciach MLP i RBF do odtwarzania zmiennych stanu układu napędowego z połączeniem sprężystym. Uzyskiwane informacje o przebiegach momentu skrętnego oraz prędkości obciążenia wykorzystywane są w układzie sterowania napędem dwumasowym. W przyjętym modelu napędu uwzględniono występowanie zjawisk nieliniowych, takich jak tarcie oraz luz na wale łączącym silnik z maszyną roboczą. Zaprezentowane zostały kolejne etapy projektowania układów odtwarzających mechaniczne zmienne stanu napędu. Przedstawiono różnice w realizacji, a także efektach stosowania estymatorów wykorzystujących sieci typu MLP oraz RBF, zarówno w otwartej jak i zamkniętej strukturze sterowania.Abstract. In the paper the application of neural state estimators based on MLP and RBF networks for the drive system with elastic coupling is presented. The estimated signals of torsional torque and load machine speed are used then in the control structure of two-mass system. In the applied mathematical model of the drive system nonlinear phenomena, like friction and backlash are taken into account. The following design stages of neural estimators of the mechanical state variables of the drive system are presented. The differences in realization as well as in the obtained estimation accuracy are demonstrated, in the open and closed-loop control structure. (MLP and RBF neural networks for the estimation of feedback signals In the two-mass system). Słowa kluczowe: perceptronowe sieci neuronowe, sieci neuronowe radialne, estymatory neuronowe, układ dwumasowy.Keywords: perceptron neural networks, radial basis neural networks, neural estimators, two-mass system.

6

Marian PASKO, Marcin MACIĄŻEK, Dawid BUŁAPolitechnika Śląska

Rola filtrów sygnałowych w układach sterowania energetycznych filtrów aktywnychStreszczenie. W artykule przedstawione zostały zagadnienia związane z dynamiką energetycznych filtrów aktywnych (EFA). Ścisły związek z reakcją układów EFA na zmiany obciążenia mają filtry cyfrowe stosowane w algorytmie sterowania służące do dekompozycji składowych mocy chwilowej. W pracy przedstawione zostały wyniki symulacji i badań laboratoryjnych z porównaniem dynamiki układu EFA dla wybranych filtrów cyfrowych. Abstract. Some problems of dynamics of Active Power Filters (APF) has been analyzed in this paper. The response of APF systems to load variation depends on digital signal filters used in the control algorithm for decomposition of instantaneous power components. The paper includes results of simulation and laboratory tests aimed at comparison of APF dynamics for selected digital filters. (Significance of signal filters in control system of Active Power Filters) Słowa kluczowe: przebiegi odkształcone, wyższe harmoniczne, filtry cyfrowe, energetyczne filtry aktywneKeywords: nonsinusoidal waveforms, higher harmonics, digital filters, active power filters

Leszek PAWLACZYKPolitechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych

Optymalizacja sterowania trójpoziomowym falownikiem napięcia z modulacjąStreszczenie. W artykule przedstawiono wyniki modelowania matematycznego trójpoziomowego falownika napięcia z modulacją MSI, pracującego w stanach silnego obciążenia. Do sterowania prądem wyjściowym falownika zastosowano układ ze zmienną strukturą pracujący w trybie ruchu ślizgowego. Celem układu jest optymalizacja wartości częstotliwość asynchronicznej modulacji nadążnej.Abstract. In the paper are present results of mathematical modeling three – level voltage inverter with PWM, operating with high load. Output current is controlled by multivariable system control with sliding mode. The aim of the systems is optimization of value frequency of asynchronous follow –up of modulation.

Andrzej SIKORSKI, Marek KORZENIEWSKIPolitechnika Białostocka, Katedra Energoelektroniki i Napędów Elektrycznych

Porównanie właściwości trójpoziomowego przekształtnika DC/AC sterowanego metodami DTC-ST i DTC-SVMStreszczenie. W artykule przeprowadzono porównanie dwóch klas metod z bezpośrednią regulacją momentu i strumienia: z regulatorami liniowym (DTC-SVM) i nieliniowym (DTC-ST). Zaproponowano kryteria porównania w stanach statycznych i dynamicznych przy takiej samej średniej częstotliwości przełączeń. Porównania dokonano na podstawie badań laboratoryjnych układów napędowych zasilanego z falownika 3-poziomowego.Abstract. — In the paper comparison of two classes of direct torque and flux control methods with linear (DTC-SVM) and nonlinear (DTC-ST) controllers was carried out. Criteria of comparisons in both steady and transient states in similar conditions i.e. at the same average switching frequency, were proposed. The comparisons were made using the results of laboratory tests of AC drive systems cooperating with 3-level inverter.Słowa kluczowe: bezpośrednia regulacja strumienia i momentu, kryteria porównania, przekształtnik trójpoziomowy.Keywords: direct torque and flux control, criteria of comparison, three-level inverter.

Dorota STACHOWIAK, Andrzej DEMENKO, Lech NOWAKPolitechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej

Siatkowa reprezentacja polowych form opisu momentu elektromagnetycznego Streszczenie. W pracy przedstawiono równoważne metody sieci magnetycznych (reluktancyjnych i permeancyjnych) stosowanych do analizy maszyn elektrycznych. Szczególną uwagę zwrócono na procedury obliczania momentu elektromagnetycznego. Wyjściowe postacie wzorów opisujących moment elektromagnetyczny wyznaczono na podstawie zmian energii (koenergii) magnetycznej. Uzyskane wzory są numeryczną reprezentacją całki z tensora naprężeń. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń momentu zaczepowego.Abstract. The paper considers the methods of equivalent magnetic networks that are used in the analysis of electrical machine performance. Both the permeance and reluctance networks are discussed. Attention is paid to the algorithms of electromagnetic torque calculation. The virtual work principle is applied. The principle is adapted to the discrete network models. As a result the network representations of Maxwell’s stress formula are proposed. The formulas are applied in the calculations of cogging torque. (Electromagnetic torque calculation using permeance and reluctance network methods). Słowa kluczowe: metoda elementów skończonych, moment elektromagnetyczny, siatka permeancyjna, siatka reluktancyjna.Keywords: Finite element analysis, Magnetic fields, Electromagnetic torque, Permeance network, Reluctance network.

7

Jan C. STĘPIEŃPolitechnika Świętokrzyska, Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki, Katedra Podstaw Energetyki

Charakterystyka planowych prac eksploatacyjnych elektroenergetycznych sieci rozdzielczych i ich skutków Streszczenie: W celu zapewnienia właściwej eksploatacji elektroenergetycznych sieci rozdzielczych niezbędne jest wykonanie na nich szeregu prac, w czasie prowadzenia których konieczne jest wyłączenie odbiorców. Problemy te nie były dotychczas rozpatrywane w krajowej literaturze z punktu widzenia ilościowego określenia skutków takich wyłączeń. W pracy dokonano analizy rodzajów prowadzonych prac oraz podstawowych parametrów charakteryzujących wyłączenia planowe energii elektrycznej.Abstract: (Characteristics of the planned maintenance of the power electric distribution networks and its consequences). To assure the proper maintenance of the power electric distribution networks it is necessary to carry out a series of works, during which the users have to de disconnected. Such problems have not been considered in Polish literature, from the point of view of the quantitative consequences of such disconnection. Analysis of the types of the works carried out and of basic parameters describing the planned electric power disconnection has been presented in the paper. Słowa kluczowe: sieci elektroenergetyczne, eksploatacja, wyłączenia planowe energii elektrycznej, skutki wyłączeń.Key words: power electric networks, maintenance, planned electric power disconnection, consequences of disconnection

Andrzej STOBIECKIPolitechnika Świętokrzyska, Katedra Podstaw Energetyki

Analiza czasu trwania awarii transformatorów SN/nn oraz ocena czasu przerwy w dostawie energii elektrycznej do odbiorcówStreszczenie. Referat przedstawia wyniki badań niezawodnościowych związanych ze skutkami awarii transformatorów rozdzielczych SN/nn. Zamieszczono analizy czasu trwania awarii ta oraz analizę czasu przerwy w dostawie energii elektrycznej tp. Dane do analiz zamieszczonych w niniejszym referacie pochodziły od krajowych dystrybutorów energii elektrycznej, u których w ciągu 5 lat zarejestrowano 468 przypadków awarii transformatorów.Abstract. The paper present results of investigations reliability connected with results of average of distributive transformers medium voltage. Presents analysis of time of duration of average ta and analysis of time of break in delivery of electric energy tp. The data to put in present report analysis come from national distributors of electric energy it at which in draught 5 years was registered 468 cases of average transformers. (The analysis of time of damage transformers medium voltage and estimation of time of break in delivery of electric energy to recipient).Słowa kluczowe: transformator, awaria, czas trwania awarii, czas przerwyKeywords: transformer, damage, time of duration average, time of break

Andrzej STOBIECKI, Jan C. STĘPIEŃPolitechnika Świętokrzyska, Katedra Podstaw Energetyki

Skutki zawodności transformatorów rozdzielczych w spółce dystrybucyjnej Streszczenie. Referat przedstawia analizę parametrów związanych z awariami transformatorów rozdzielczych średniego napięcia na podstawie rzeczywistych przypadków zakłóceń, które wystąpiły w sieciach rozdzielczych. Przy ocenie skutków awarii transformatorów rozdzielczych analizuje się przede wszystkim ilość energii elektrycznej nie dostarczonej do odbiorców oraz koszty usuwania awarii.Abstract. The paper present the analysis parameters connected with failure of distributive transformers of medium voltage on basis real cases of disturbances, which stepped out in distributive nets. The quantity of electric energy near opinion of results of failure distributive transformers was analysed first of all not delivered to recipient as well as costs the removing the damage. (Results of failure of distributive transformers at distribution company).Słowa kluczowe: transformator, zawodność, koszty, energia elektrycznaKeywords: transformer, unreliability, costs, electric energy

Henryka Danuta STRYCZEWSKA, Grzegorz KOMARZYNIEC, Jarosław DIATCZYKLublin University of Technology, Faculty of Electrical Engineering and Computer Science, Institute of Electrical Engineering and Electrotechnologies

Technological features of gliding arc discharges plasma Streszczenie. Przedstawione w pracy badania pokazują, że rodzaj, skład i prędkość przepływu gazu istotnie wpływają na charakterystyki pracy oraz przebiegi napięć i mocy reaktora plazmowego ze ślizgającym się wyładowaniem łukowym. Wyniki badań posłużą do projektowania i budowy przemysłowych instalacji wieloelektrodowych reaktorów plazmowych ze ślizgającym się wyładowaniem łukowym, jako technologicznych źródeł plazmy. (Technologiczne charakterystyki ślizgającego się wyładowania łukowego). Abstract Investigations presented in the paper show that the kind of plasma gas, its composition and flow rate strongly influence operational characteristics of the power supply system and courses of voltage and instantaneous power. On the basis of researches presented in the paper the direction how to design industrial installations of multielectrode gliding arc reactor power systems accordingly to the requirements of the plasma-chemical process can be formulated. Słowa kluczowe: plazma nietermiczna przy ciśnieniu atmosferycznym, ślizgający się łuk elektryczny, układy zasilaniaKeywords: atmospheric pressure non-thermal plasma, gliding arc, power systems

8

Krzysztof SZABATPolitechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50 372 Wrocław

Optymalizacja właściwości dynamicznych układu napędowego z połączeniem sprężystymStreszczenie. W pracy przedstawiono zagadnienia optymalizacji właściwości dynamicznych układu napędowego z połączeniem sprężystym. Do badań wybrano kaskadową strukturę sterowania z dwoma dodatkowymi sprzężeniami zwrotnymi: od momentu skrętnego i różnicy prędkości. Wymagane właściwości układu dwumasowego przy zmianie prędkości zadanej osiągnięto przez odpowiednie rozłożenie biegunów układu zamkniętego. Eliminację wpływu momentu obciążenia na przebieg prędkości maszyny roboczej uzyskano poprzez kompensację zer transmitancji układu zamkniętego. Rozważania teoretyczne i badania symulacyjne potwierdzono eksperymentalnie na stanowisku laboratoryjnym.Abstract. The issues connected with the optimization of the dynamic characteristics of the drive system with elastic joint are presented in the paper. The cascade control structure with the additional feedbacks from the shaft torque and the load speed is analyzed. The desired response to the changes of the reference signal is ensured by the suitable location of the system closed-loop poles. The load torque effect is removed from the load speed by compensation of the system zeros. The theoretical considerations are confirmed by the simulation and experimental tests. (Optimization of dynamical performance of the drive system with elastic coupling)) Słowa kluczowe: układ dwumasowy, tłumienie oscylacji, optymalizacja, eliminacja zakłóceńKeywords: two-mass system, oscillation suppression, optimization, disturbance rejection

Tomasz ZARĘBSKIPolitechnika Szczecińska, Instytut Elektrotechniki

Integracja alternatywnych źródeł energii z inteligentnymi instalacjami elektrycznymiStreszczenie. W referacie przedstawiono koncepcję współpracy alternatywnych źródeł energii z inteligentnymi instalacjami elektrycznymi. Przedstawione rozwiązanie pozwala na zmniejszenie zużycia energii elektrycznej.Abstract. The paper presents a conception of cooperation of alternative sources of energy with intelligent wiring systems. The presented solution allows to reduce the energy consumption. (Integration of alternative sources of energy with intelligent wiring systems). Słowa kluczowe: alternatywne źródło energii, nowoczesna instalacja elektryczna, zużycie energii.Keywords: alternative source of energy, intelligent wiring system, energy consumption.

Michał ZEŃCZAKSzczecin University of Technology

Estimation of electric and magnetic field intensities under power transmission lines in real country conditionsAbstract. Estimation of electric and magnetic field intensities under power transmission lines in real country conditions is complicated task because of many circumstances and reasons: variability of r.m.s. values of voltage and currents,variability of ground clearance and swinging of wires, hilly area, plants, class of measurer, planned buildings and rules. The paper presents analysis of above mentioned problems. Streszczenie. Wyznaczanie natężeń pól elektrycznych i magnetycznych pod liniami elektroenergetycznymi w rzeczywistych warunkach terenowych jest zadaniem dość skomplikowanym z wielu powodów: zmienność wartości skutecznej prądu i napięcia, zmienność zwisów i rozkołysanie przewodów, nierówności terenowe, roślinność, klasa miernika, planowana zabudowa, przepisy. W artykule przeanalizowano powyższe problemy. (Wyznaczanie natężeń pól elektrycznych i magnetycznych pod liniami elektroenergetycznymi w rzeczywistych warunkach terenowych).Keywords: electric field, magnetic field, power transmission line.Słowa kluczowe: pole elektryczne, pole magnetyczne, linia elektroenergetyczna.

9