Konferencja Naukowa Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym SENE 2025 - Instytut Automatyki

Na przykładzie sterowania manipulatorem przedstawiono koncepcję modyfikacji algorytmu adaptive backstepping pozwalającą na jego stosowanie w przypadku ograniczenia sygnału sterującego. Wykorzystano koncepcję filtru różnicy między sygnałem na wejściu i wyjściu elementu ograniczającego. Wszystkie parametry obiektu, łącznie ze wzmocnieniem sygnału sterującego mogą być nieznane.

Using nonlinear manipulator as an example we propose modification of adaptive backstepping control, which allows to use it in case of actuator saturation. We apply an idea of filtering the difference between saturation input and output. All plant parameters, also the control gain may be unknown.

Analizowano problemy sterowania falownikowym napędem pompy hydraulicznej w układzie sterowania objętościowego z zastosowaniem typowych silników, tj. indukcyjnego, bezszczotkowego prądu stałego oraz synchronicznego ze wzbudzeniem od magnesów trwałych. Wyniki badań sterowania objętościowego porównano z wynikami sterowania dławieniowego. W układach regulacji prędkości i przepływu zastosowano klasyczne regulatory. Badania laboratoryjne przeprowadzono dla napędów z silnikami o mocy ok. 2,5 kW.

The problems of inverter-fed drive control of hydraulic pump in volumetric control system with use typical motors, i.e.: induction, brushless dc and synchronous permanent magnet have been analysed. Laboratory results of volumetric control have been compared with results of throttling control. In the speed and flow control systems the conventional type controllers were used. The tests were carried out for the drives with motors of 2,5 kW.

W artykule przedstawiono wyniki badan porównawczych trzech układów estymacji prędkości i strumienia wirnika silnika indukcyjnego, charakteryzujących się stosunkowo niewielką wrażliwością na zmiany parametrów schematu zastępczego oraz możliwością pracy w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej. Estymatory te zostały sprawdzone i porównane zarówno pod względem możliwości estymacji prędkości, jak też pod względem stopnia skomplikowania algorytmu i jego stabilności numerycznej. Wykonane zostały badania symulacyjne i eksperymentalne umożliwiające ocenę sterowanego wektorowo bezczujnikowego napędu indukcyjnego współpracującego z analizowanymi estymatorami.

The paper presents the comparative study of three types of the speed and flux estimators based on the mathematical model of the induction motor. These estimators are characterized by relatively low sensitivity to motor parameter changes and proper operation in a wide reference speed range. Proposed solutions are tested and compared in the speed estimation task as well as from the point of view of computational complexity and numerical stability. Simulation tests of all analyzed estimators are verified experimentally in the sensorless vector controlled induction motor drive.

W artykule została zaprezentowana metoda obliczania stanów ustalonych w trójfazowym matrycowo-reaktancyjnym przekształtniku częstotliwosci prądu przemiennego (MRPC), w którym napięcia i prądy są przekształcane za pomocą sygnału sterującego z dwoma pulsacjami. Rozwiązanie niestacjonarnych równań różniczkowych z okresowymi współczynnikami opisującymi ten układ jest otrzymane przy wykorzystaniu metody Galerkina i rozszerzeniu przestrzeni jednej zmiennej czasu do dwóch zmiennych czasu. Rezultaty obliczeń przedstawione są na przykładzie trójfazowego przekształtnika MRPC o topologii typu buck-boost i porównane z metodą numeryczną wbudowaną w programie Mathematica.

The paper is presented method of calculation of steady states in three-phases matrix-reactance frequency converters (MRFC), in which voltages and currents are transformed by the control signal with two pulsations. A solution of non-stationary differential equations with periodic coefficients that describe this system is obtained using by Galerkin’s method and an extension of equations of one variable of time to equations of two variables of time. The results of calculations are shown in a example three-phases MRFC with buck-boost topology and compared with the numerical method embedded in the program Mathematica.

W referacie przedstawiono analizę bezczujnikowego układu wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym z estymatorem MRAS^CC, w którym klasyczny regulator PI w torze adaptacji prędkości kątowej estymatora, zastąpiono siecią neuronowa uczoną on-line. Zastosowany został model typu ADALINE. Estymator MRAS^CC wykorzystano do odtwarzania strumienia oraz prędkości kątowej wirnika. Sprawdzone zostały właściwości nowego estymatora w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej oraz w przypadku błędnego oszacowania parametrów elektrycznych i mechanicznych układu napędowego.

This paper presents analysis of the sensorless vector control structure of the induction motor with MRAS^CC estimator, where classical PI controller in adaptation loop of the speed calculation is replaced by the neural model trained on-line. The ADALINE model was implemented. Estimated state variables are: the rotor flux and angular speed. Developed estimator was tested in a wide range of angular speed changes and in case of changes of electrical and mechanical parameters of the drive system.

W referacie przedstawiono porównanie wybranych metod sterowania pozycją napędów z połączeniem sprężystym. W badaniach wykorzystano pełny predykcyjny regulator położenia, zmodyfikowany kaskadowy regulator położenia bazujący na predykcyjnym regulatorze prędkości, oraz regulator oparty na prawie sterowania FDC. We wstępie przedstawiono metody wykorzystywane do pozycjonowania napędów z połączeniem sprężystym. W kolejnych rozdziałach przedstawiono model napędu oraz opisano proponowane metody. Rozważania teoretyczne zostały zweryfikowane w badaniach symulacyjnych oraz eksperymentalnych. Na podstawie przeprowadzonych badań dokonano krytycznej analizy porównawczej.

This paper presents a comparison of selected methods in position control of drives with elastic coupling. The study used a full predictive position controller, modified cascade position controller based on predictive speed control loop, and the structure based on the FDC method. In the introduction present the methods used for positioning drives with elastic coupling and using of the FDC method. The next chapters present model of issue drive and describes the proposed control structure. Theoretical considerations have been verified in simulation and experimental studies. Based on the survey was carried out a critical comparative analysis.

W pracy przedstawiono praktyczną realizację regulatora niecałkowitego rzędu w sterowniku National Instruments sbRIO-9631 programowanym w środowisku LabView. W celu wyznaczenia dyskretnej transmitancji aproksymującej transmitancję ciągłą regulatora niecałkowitego rzędu wykorzystano rozwinięcie transmitancji niewymiernej w ułamek łańcuchowy i przyjęcie skończonej liczby elementów tego rozwinięcia. Obiektem regulacji jest model zespołu silnik - generator z silnikiem prądu stałego. Wielkością regulowaną jest prędkość obrotowa wału silnika.

The paper presents the realization of fractional order controller implemented in National Instruments sbRIO-9631 controller programmed in LabView. In order to digitally realize the fractional order controller transfer function, operator-based continuous fraction expansion (CFE) scheme is applied. DC motor – generator plant model is used as the controlled system. The controlled variable is the speed of the rotor.

W obecnie spotykanych rozwiązaniach w napędach małej mocy stosuje się silniki wysokoobrotowe komutatorowe. Są to jednak układy o małej sprawności energetycznej i dużym koszcie produkcji (wykonanie komutatora). Przyszłość przedmiotowych napędów, zwłaszcza w sprzęcie gospodarstwa domowego, elektronarzędziach a także lotnictwie to układy napędowe z silnikami wysokoobrotowymi bezkomutatorowymi. Do grupy tej można zaliczyć m.in. silniki indukcyjne, silniki z magnesami trwałymi, silniki bezszczotkowe prądu stałego, itp. W artykule opisano układ napędowy oraz przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych silnika indukcyjnego wysokoobrotowego małej mocy, zasilanego napięciem o częstotliwości 667Hz z przemiennika częstotliwości.

At the present common solutions in low-power drives high-speed brush motors are used. However, these are systems of low energy efficiency and high cost of production. Future in question drives, especially in household appliances, power tools as well as aviation are drive systems with high-speed brushless motors. This group may include, among others induction motors, permanent magnet motors, BLDC motors etc. The article describes the drive system and presents the results of laboratory research of low-power, high-speed induction motor, supplied with a voltage frequency of 667Hz from frequency converter.

W artykule przedstawiono metody pomiarowe służące do wyznaczenia właściwości elektrycznych i magnetycznych szyn kolejowych (szyna 60E1) używanych do budowy rozjazdów kolejowych. Znajomość własności elektrycznych i magnetycznych szyny jest niezbędna do analizy zjawisk zachodzących w strukturze wewnętrznej szyny podczas oddziaływania na nią silnego pola elektromagnetycznego. Własności elektryczne i magnetyczne posłużą również do opracowania modelu symulacyjnego grzania indukcyjnego rozjazdów kolejowych w przestrzeni 2D, 3D.

The article presents measurement methods serving to determine electric and magnetic properties of rails (60E1) used to construct railroad turnouts. Knowledge of a rail’s electric and magnetic properties is necessary to analyse the phenomena in the rail’s internal structure when under impact of a powerful electromagnetic field. The electric and magnetic properties will also help to develop a simulation model of turnout induction heating in 2D and 3D space.

W referacie przedstawiono układ sterowania silnikiem z magnesami trwałymi PMSM zasilanym z falownika prądu. Przedstawiono sterowanie adaptacyjne z krokiem wstecz oraz obserwator adaptacyjny. Struktury układów regulacji są oparte na sterowaniu multiskalarnym. Wyprowadzono zależności określające zmienne sterujące maszyną. Przeprowadzono badania symulacyjne i eksperymentalne zaproponowanych układów regulacji.

The control system of permanent magnet synchronous motor PMSM fed by current source inverter are presented in this paper. The adaptive backstepping control system and the backstepping speed observer are presented. The control systems based on multiscalar control. The mathematical equation was introduced. The simulation and experimental test was showed

W pracy zostały przedstawione wyniki badań symulacyjnych napędu bezczujnikowego z silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych (SSMT). Prezentowany model napędu wyposażony jest w histerezowy regulator prądów fazowych. Zmienna częstotliwość załączania się kluczy falownika utrudnia przygotowanie sygnałów wejściowych obserwatora. Dodatkowym utrudnieniem jest wprowadzenie niezerowej rezystancji przewodów zasilających, której nie uwzględnia struktura obserwatora, co dodatkowo wpływa niekorzystnie na jakość odtwarzania położenia wału silnika.

The paper presented the results of simulation studies sensorless drive with permanent magnets synchronous motor (PMSM). This model is equipped with a hysteresis band current controller. Variable frequency of the inverters switchings results in difficulty prepare the input signals of the observer. An additional difficulty is the introduction of non-zero resistance of power cables, which are not taken into account in the structure of the observer, which further adversely affects the quality of the position estimation of the motor shaft.

Artykuł opisuje układ napędowy z silnikiem z magnesami trwałymi o polu osiowym. Układ napędowy zawiera prostownik aktywny oraz falownik silnikowy. Struktura sterowania falownikiem wykorzystuje do identyfikacji położenia biegunów wirnika metody bezczujnikowe. Dla niskich prędkości wirnika zastosowano metodę HPI, natomiast dla wyższych metodę estymacji strumienia skojarzonego. Układ sterowania prostownikiem oparto o sterowanie zorientowane względem wektora napięcia sieci. Sterowanie to zostało rozszerzone o możliwość regulacji napięcia UDC w funkcji prędkości silnika z magnesami trwałymi. Ponadto układ umożliwia pracę ze zwrotem energii do sieci zasilającej.

The paper describes a drive system with an axial flux permanent magnet motor. The control scheme of the inverter uses sensorless methods for detecting of the rotor position of the axial flux motor. There is the sensorless HPI method used at standstill and at low speed. At high speed, the fundamental methods are used. The paper shows the drive system with sensorless controlled inverter and active rectifier. Therefore the drive system is able to return energy to the grid. Moreover, paper describes a DC voltage control as function of the speed of the motor. The active rectifier is controlled using the VOC strategy extended with dc voltage adjustment.

W artykule przestawiono propozycję oraz badania symulacyjne eksperymentalnej bezinwazyjnej metody diagnozowania uszkodzenia wirnika silnika indukcyjnego klatkowego przy założeniu zasilania przekształtnikowego. W porównaniu do dotychczas stosowanych metod diagnozowania uszkodzeń wirnika zaproponowana metoda nie wymaga obciążenia silnika, zablokowania wirnika, wymuszenia poślizgu, modyfikacji połączenia układu zasilania ani demontażu wirnika i może być stosowana niezależnie od sposobu pomiaru lub estymacji prędkości kątowej wału.

This article presents a proposal, simulation and experimental results of noninvasive rotor fault diagnosis method for the inverter fed squirrel cage induction motor drive. Comparing to actual methods the proposed method does not require motor load, rotor brake, slip induction, supply system connection change or rotor disassembly and can be applied regardless the rotor speed measurement or estimation method.

W artykule zaprezentowano sterowanie wymuszające dynamikę (FDC) oparte na metodzie bezpośredniego sterowania momentu (DTC) w zastosowaniu do silnika asynchronicznego klatkowego i maszyny asynchronicznej dwustronnie zasilanej (MDZ). Przedstawiono ideę sterowania FDC, ideę metody DTC oraz specyficzne właściwości połączenia obu metod sterowania. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych oraz laboratoryjnych układów napędowych.

Application of the forced dynamics control (FDC) based on the direct torque control method for the control of the squirrel-cage induction motor (IM) and doubly fed induction machine (DFIM) is presented in the paper. Idea of FDC and DTC method and specific properties of hybrid DTCFDC control system were described. Paper contains simulation and laboratory tests results of IM and DFIM working in three example dynamic modes and influence of moment of inertia on speed regulation.

W referacie przedstawiono wybrane zagadnienia związane z cyfrową modulacją szerokości impulsów. Opisano wybrane metody cyfrowej generacji sygnału PWM zarówno z wykorzystaniem układów programowalnych FPGA jak i sprzętowych bloków funkcjonalnych mikrokontrolerów AVR.

A high-frequency, high-resolution DPWM circuit is one of the critical blocks for successful practical realization of digital PWM control for power converters. Some methods of digital PWM generation using FPGA and AVR microcontrollers are discussed in the article. In order to validate one of the discussed DPWM architecture, it was simulated using Quartus software and tested experimentally.

W artykule zaprezentowano przegląd rozwiązań oraz proponowaną klasyfikację systemów diagnostycznych układów napędowych. Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych z zastosowaniem rozszerzonego filtru Kalmana i rozszerzonego obserwatora Luenbergera do diagnostyki uszkodzeń stojana i wirnika silnika indukcyjnego zasilanego z przemiennika częstotliwości PWM, pracującego w zamkniętej wektorowej strukturze sterowania. Uzyskane wyniki eksperymentalne potwierdzają przydatność metody estymacji rezystancji uzwojenia stojana i wirnika do wykrywania i oceny stopnia uszkodzenia silnika indukcyjnego.

In this paper the classification of diagnostic method for electric drives are proposed. Possibilities of application the extended Kalman filter and extended Luenberger observer to stator and rotor fault detection of induction motor fed by PWM inverter are presented. Rotor and stator resistance as additional electromagnetic state variables are selected. The estimated stator resistance is used for an evaluation of the stator winding condition and short-circuits detection. The estimated rotor resistance is used for an evaluation of the rotor broken bars detection. Detailed analyses of experimental results for induction motor working in direct field oriented closed loop control are presented. The experimental proved theoretical assumption and demonstrated extended observers suitability to inverter fed induction motor faults detection.

W artykule przedstawiono elektroniczny statecznik o mocy 400 W do zasilania lamp metalohalogenkowych. W układzie zastosowano diody z węglika krzemu, które umożliwiają zmniejszenie strat mocy w układzie przekształtnika pracującego z częstotliwością 60 kHz

In the article author describes a 400 W electronic ballast for halide lamps. In this application a SiC diodes has been used and reduces power loses in the converter circuit which operate at frequency of 60 kHz.

W artykule przedstawiona została analiza pracy bezczujnikowego układu wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym z estymatorem strumienia i prędkości typu MRAS oraz dodatkowymi estymatorami wybranych parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego. Wykonane zostały badania wpływu zmian parametrów silnika na pracę napędu bezczujnikowego bez dodatkowych estymatorów i z estymatorami parametrów w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej i momentu obciążenia. Zaproponowane zostało oryginalne rozwiązanie pozwalające na równoczesną estymację prędkości i strumienia wirnika, rezystancji stojana i wirnika oraz reaktancji magnesującej, umożliwiające pracę bezczujnikowej struktury sterowania w układach, w których dochodzi do stosunkowo dużych zmian parametrów schematu zastępczego. Wyniki badań symulacyjnych zostały zweryfikowane na stanowisku laboratoryjnym.

The paper deals with the speed sensorless induction motor drive with MRAS type speed and flux estimator. The proposed control structure has been equipped with additional estimators of the induction motor parameters. Dynamical performance of the vector controlled system under motor parameter changes, with and without additional parameter estimators have been tested in a wide speed and load torque range. The original solution for the simultaneous estimation of the rotor speed and flux, stator and rotor resistance as well as magnetizing reactance was proposed. It enables the sensorless operation of the drive system in a wide range of the motor parameter changes. The simulation tests have been verified in the laboratory set-up.

W artykule przedstawiono wyniki badań falownika klasy DE sterowanego metodą AM. Wyznaczono teoretyczne charakterystyki sterowania mocy wyjściowej uwzględniające wpływ nieliniowej pojemności wyjściowej tranzystora. Opisano elementy falownika: układ sterowania, półmostek tranzystorów Mosfet oraz odbiornik rezonansowy z opornikiem 50 Ω. Przedstawiono oscylogramy dla kilku napięć zasilania, zmierzone charakterystyki sterowania mocy oraz wyniki obliczeń sprawności (71-81%). Podano wytyczne projektowe dla falownika sterowanego metodą AM.

Results of study of AM controlled Class DE inverter have been presented in the paper. The output power control theoretical characteristics with influence of nonlinear Mosfet output capacitance have been determined. Modules of the inverter were described: control circuit, half-bridge Mosfet power board and resonant load with 50 Ω resistor. Oscillograms, measurements of output power characteristics and inverter efficiency calculation (71-81%) were presented.

Zaproponowano ogólną strukturę obserwatora prędkości maszyny indukcyjnej. Przeanalizowano funkcję Lapunowa dla błędów odtwarzanych zmiennych i wskazano sposób doboru współczynników wzmocnienia prowadzący do uproszczenia struktury obserwatora. Podano algorytmy identyfikacji parametrów maszyny indukcyjnej z wykorzystaniem właściwości układu regulacji zmiennych modelu multiskalarnego maszyny indukcyjnej.

An universal structure of the speed observer is proposed for the induction machines. Lapunov function for errors of estimated variables has been analyzed a method of pointing out the observer gains leading to simplification of the observer structure has been proposed. Algorithms has been shown for identification of induction machine parameters with application of properties of control system for variables of multiscalar model of the induction motor.

Analizowano problem modelowania matematycznego i identyfikacji parametrycznej silników ze wzbudzeniem od magnesów trwałych, tj. silnika bezszczotkowego prądu stałego z komutatorem elektronicznym (BLDC) oraz silnika synchronicznego (PMSM). Silniki zasilano z falownika napięcia. Do identyfikacji parametrycznej modeli matematycznych silników zastosowano numeryczną metodę optymalizacji statycznej Box’a (metoda complex). Badania laboratoryjne przeprowadzono w układzie napędowym z silnikami o mocy 3 kW.

The problem of mathematical modelling and parametric identification of brushless dc (BLDC) and permanent magnet synchronous (PMSM) motors was analysed. Identified parameters were determined on the base of the appropriate measurements of the motor quantities in transient and steady state. The numerical Box’s method of static optimisation has been applied in parametric identification of the motor mathematical models (complex method). The experimental verification was carried out for the laboratory model of the inverter-fed motor drives (3 kW).

Przedmiotem artykułu jest układ kaskadowego matrycowo-reaktancyjnego przemiennika częstotliwości (KMRPC) o bezpośredniej modulacji wektorowej i czterostopniowej strategii komutacji. Prezentowany bezpośredni przekształtnik AC/AC pozwala na uzyskanie napięcia wyjściowego o zadanej częstotliwości oraz wzmocnieniu napięciowym typu buck-boost dodatkowo poprawa wejściowego współczynnika mocy jest możliwa. W artykule przedstawiono opis topologii oraz sterowania KMRPC. W celu potwierdzenia właściwości układu zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych.

In this paper Cascade Matrix Reactance Frequency Converter (CMRFC) with direct space vector modulation and four step commutation strategy is analyzed. Presented direct AC/AC converter allows to create output voltages with desired frequency and buck-boost voltage transfer ratio, furthermore input power factor improvement is possible. Description of CMRFC structure and control is presented. In order to confirm its features some simulation and experimental results are presented.

W artykule przedstawiono zastosowanie sterowania ślizgowego w sterowaniu momentem, prędkością i położeniem wału silnika indukcyjnego. Pokazane i porównane zostały zarówno metody sterowania klasycznego, bezpośredniego, jak i metody wykorzystujące kaskadowe połączenia kilku regulatorów ślizgowych.

In the paper the Sliding-Mode theory application in control of torque, speed and position of the induction motor is presented. The classical, direct control methods, as well as the cascade sliding-mode control methods are shown and compared.

Poprawna kompensacja wpływu czasów martwych na napięcie wyjściowe falownika wymaga określenia potencjałów podanych za pośrednictwem diod zwrotnych do zacisków maszyny w czasie, gdy tranzystory falownika pozostają wyłączone. Algorytmy kompensacji wpływu czasów martwych wykorzystują informację o kierunkach przepływu prądów fazowych, zmierzonych na początku okresu impulsowania za pośrednictwem przetworników analogowo-cyfrowych. Opóźnienia pomiędzy chwilą pomiaru prądów fazowych a czasem, w którym generowany jest wektor napięcia wyjściowego są najczęstszą przyczyną powstawania błędów przetwarzania energii elektrycznej. W artykule zaproponowano metodę kompensacji wpływu czasów martwych, w której wykorzystano dodatkowe wyniki pomiarów prądów fazowych falownika celem określenia napięć podanych do zacisków maszyny podczas trwania czasu martwego.

Proper dead-time effect compensation requires determination of DC-link potential, connected to motor clamps when inverter transistors are switched-off. Dead-time effect compensation algorithms base on information of phase current directions, measured at the beginning of an impulse period. The delay between the moment of current measurement and the moment of transistor commutation has an influence on correctness of inverter output vector generation. In this paper, the dead-time effect compensation strategy is proposed. Proposed solution bases on application of additional current measurement in order to determine the changes of inverter output voltage vector, caused by dead-time.

W artykule przedstawiono zagadnienia kompensacji mocy biernej w małych elektrowniach wodnych z generatorem indukcyjnym. Omówiono kompensację kondensatorową oraz zaproponowano zastąpienie jej przekształtnikowym układem kompensacji mocy biernej. W artykule przedstawiono metodę sterowania aktywnym kompensatorem oraz pokazano wyniki badań komputerowych. Opracowana metoda sterowania została zweryfikowana na stanowisku laboratoryjnym z silnikiem indukcyjnym o mocy 7.5 kW.

The paper presents a reactive power compensation for small hydropower plants with an induction generator. The classic compensation with capacitors is discussed. The paper proposes improvement of such compensation. Instead capacitors, the power converter can be used to reactive power compensation. The control structure and simulation results are presented. The laboratory tests has been done on 7.5 kW induction generator.

W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych ukazujące korzyści hybrydyzacji źródła energii dla miejskiego samochodu elektrycznego. Podstawowy magazyn energii oparty na ogniwach LiFePO₄ eksploatowany w niskich temperaturach znacząco pogarsza swoją wydajność, obniżając zasięg i możliwości dynamiczne pojazdu. Poprawę właściwości można uzyskać wspierając podstawowy magazyn superkondensatorowym magazynem energii. Na podstawie stworzonego modelu hybrydowego źródła energii pokazano zalety stosowania dodatkowego źródła.

In this article simulation results of hybrid energy source performance for a small urban electric car are presented. The main energy storage based on LiFePO₄ cells exploited at low temperatures deteriorates significantly performance reducing range and dynamics of the vehicle. An improvement of properties can be achieved through supporting the main storage by an ultracapacitor energy storage. Based on the developed hybrid energy source model the advantages of usage of an additional source are presented.

W układach sterowania maszyn numerycznych CNC istnieje możliwość zmniejszenia błędów odzwierciedlenia zadanej trajektorii ruchu oraz poprawienia dokładności wykonania elementów obrabianych poprzez wykorzystanie sterowania optymalnego. W proponowanym algorytmie sterowania użyto neuronowego modelu obiektu regulacji oraz sterowania predykcyjnego. Błędy obróbki są kompensowane poprzez modyfikację zadanej trajektorii ruchu.

In CNC multi axis machine control systems it is possible to decrease motion trajectory errors and increase manufacturing precision by using optimal control. The proposed algorithm uses a neural network plant model and predictive control. Machining errors are compensated by modification of the reference trajectory.

Krótkookresowe (z horyzontem 24-48 h) prognozowanie mocy farmy wiatrowej wymaga adekwatnego modelu uwzględniającego nie tylko wiatr (prędkość i kierunek) jako wymuszenie, ale także inne czynniki jak m.in.: właściwości i układ sterowania elektrowni wiatrowej, przesłonięcie, temperatura, profil pionowy, dynamika wiatru. Modele można podzielić na: fizykalne, statystyczne i behawioralne. W artykule przedstawiono wybrane modele mocy parku wiatrowego: AR, fizykalny i oparty na sieci neuronowej. Skuteczność modeli sprawdzono wykorzystując dane z rzeczywistej farmy wiatrowej.

Prediction (24-48 h ahead) of the wind farm power is done on the basis of the model that takes into account wind generator characteristics, wind speed and direction and also disturbances (like shadow, wind profile, temperature, wind dynamics). Physical, statistical and behavioral models are used to solve the problem. In the paper selected models are presented: regression based, physical and neural network based. Model validation is done on the basis of the real wind farm data.

Przedstawiono dwie metody analizy silnika indukcyjnego klatkowego z dwoma uzwojeniami stojana. Dla każdej metody analizy sformułowano równania wektorowe modeli matematycznych silnika i podano interpretacje obwodowe równań silnika dla tych modeli. Przedstawiono i omówiono wybrane układy sterowania polowo-zorientowanego (IFOC i DFOC) oraz bezpośredniego sterowania momentem (DTC) silnika indukcyjnego z dwoma uzwojeniami stojana.

The two types of analysis methods of dual star squirrel-cage induction motor are presented. The mathematical vector equations of the motor for each method of analysis are formulated the circuit interpretations of equations are given. The chosen control systems of field-oriented control (IFOC and DFOC) and direct torque control (DTC) of the motor have been presented and discussed.

W artykule opisano stanowisko badawcze do modelowania i weryfikacji w czasie rzeczywistym systemów pozyskiwania energii elektrycznej z paneli fotowoltaicznych. Do implementacji modeli wykorzystano, specjalnie w tym celu zaprojektowane, karty z układami FPGA (rodzina Cyclone III) wyposażone w interfejs cyfrowy oraz 4 kanały z szybkimi przetwornikami C/A. W artykule przedstawiono wyniki uzyskane w efekcie symulacji oraz porównano je z wynikami pomiarów układu rzeczywistego.

The article presents a test bench for modelling and real-time verification of photovoltaic systems. For the model implementation, specially designed card with FPGAs IC (Cyclone III family), digital interface and 4 channel fast DAC converters were used. The article presents simulation results in comparison with experiment results.

Artykuł dotyczy modelowania matrycowo-reaktancyjnych przemienników częstotliwości (MRFC) o modulacji wektorowej. W artykule przedstawiono opis modelowania układu MRPC o topologii buck-boost I, za pomocą metody uśrednionych zmiennych stanu i dwuczęstotliwościowej transformacji dq. Ponadto przedstawiono wyniki analizy teoretycznej i badań eksperymentalnych modelu laboratoryjnego.

This paper deals with modeling of matrix-reactance frequency converters (MRFC) using space vector modulation (SVM). In this paper the description of the modeling process of MRFC based on buck-boost I topology are presented. Furthermore the results of theoretical analysis and experimental investigation of the laboratory model are shown.

Przedstawiono wpływ pojemności pasożytniczych na zniekształcenia napięcia wyjściowego wielopoziomowych falowników typu NPC spowodowane wprowadzeniem czasu martwego. Opracowany model pozwala na dokładny opis zniekształceń napięcia oraz jego precyzyjną kompensację, znacząco poprawiając jakość formowanego napięcia w szczególności w porównaniu z metodami kompensacji nie uwzględniającymi wpływu pojemności pasożytniczych. Pojemność pasożytnicza została zamodelowana jako szeregowo – równoległe połączenia pojemności pasożytniczych tranzystora oraz pojemności kabla i obciążenia.

A simple model is derived and verified for evaluating the effect of parasitic capacitances on the dead-time related voltage distortion in multilevel NPC voltage source inverters. The model permits well-defined and precise compensation of dead-time distortion, exhibiting meaningful improvement on compensation methods neglecting the effects of parasitic capacitances. A simple formula is given for evaluating the capacitances as serial / parallel connections of transistor capacitances and external capacitances (introduced by the cables and load).

W artykule zwięźle opisano metody bezpośredniej regulacji mocy DPC (direct power control) dwu- i trójpoziomowego przekształtnika AC/DC, ich modyfikowane algorytmy DPC 3x2-δ i DPC 5x2-δ oraz metody DPC-3Am (direct power control 3 areas) i DPC-3L-3A 3Am (direct power control 3 levels 3 areas). Wyniki badań wymienionych metod posłużyły do ich porównania na podstawie średniej częstotliwości przełączeń i odkształceń prądu pobieranego z sieci.

The paper briefly describes direct power control methods for two- and three-level AC/DC converters, their modified algorithms the DPC 3x2-δ and the DPC 5x2-δ as well as the DPC-3Am control method (direct power control 3 areas) and the DPC-3L-3Am (direct power control 3 levels 3 areas). Results of researches where used for compare described methods. Comparison of those methods based on an average value of switching frequency and the current distortion coefficient.

W artykule przedstawiono koncepcję trakcyjnego napędu z silnikiem asynchronicznym zasilanym z falownika napięciowego, pracującego z obniżoną częstotliwością przełączeń kluczy, zasilanego z sieci trakcyjnej wysokiego napięcia. Dla takich warunków pracy napędu zaprojektowano nowy, prądowo - napięciowy układ sterowania. Algorytm sterowania napędu ma charakter prądowy (wektorowy) przy niskich prędkościach obrotowych silnika, a napięciowy (skalarny) - przy wysokich prędkościach. Zmiana rodzaju sterowania odbywa się płynnie i polega na bezuderzeniowym przełączaniu regulatorów prądu stojana przy przejściach między obiema strefami pracy napędu. W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych napędu asynchronicznego testowanego z silnikiem indukcyjnym o mocy znamionowej 250 kW.

The article presents the concept of the traction drive with an asynchronous motor powered from a voltage inverter, working with a reduced frequency of switching keys, supplied with high voltage overhead line. For such drive work conditions a new current - voltage control system were designed. The drive steering algorithm has a current (vector) control property at low motor shaft speed, and voltage (scalar) control property - at high speed. Changing of the control type is fluent and depends on bumpless transfer of stator-current regulators between the two zones of drive working area. The article presents the results of simulation and experimental tests of an asynchronous drive with induction motor of rated power 250 kW.

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z estymacją zmiennych stanu układu dwumasowego. Po krótkim wprowadzeniu zamieszczono model matematyczny obiektu badań wraz z rozważaną strukturą sterowania. Kolejno opisano system neuronowo-rozmyty typu TSK oraz użytą metodę klasteringu. Badania symulacyjne estymatorów przeprowadzono w otwartej i zamkniętej strukturze sterowania. Uzyskano wysoką dokładność odtwarzania zmiennych stanu układu dwumasowego (momentu skrętnego i prędkości obciążenia). Zaprojektowane estymatory przetestowano również dla danych rzeczywistych zarejestrowanych na stanowisku laboratoryjnym.

In the paper the issues related to the estimation of the state variables of the two-mass system are presented. After short introduction the mathematical model of the drive and the control structure are introduced. The neuro-fuzzy system and used clustering method is described. The tests in open and closed loops are investigated. Very good estimation quality of the two-mass system state variable are obtained. The designed estimators has been tested for the real samples registered in laboratory set-up.

W artykule przedstawiono możliwość zastosowania detektorów neuronowych do wykrywania oraz identyfikowania uszkodzeń poszczególnych elementów konstrukcyjnych łożysk tocznych silnika indukcyjnego zasilanego z przemiennika częstotliwości. Do trenowania i testowania sieci neuronowej wykorzystano dane uzyskane z badań eksperymentalnych zrealizowanych na zestawie specjalnie przygotowanych łożysk z zamodelowanymi uszkodzeniami. Do uczenia i testowania zastosowano amplitudy charakterystycznych częstotliwości uzyskanych z analizy widmowej drgań mechanicznych oraz z analizy obwiedni.

In the paper possibility of neural networks application for the detection of bearing faults (such as: balls, outer and inner races damages) in the induction motor supplied from the frequency converter is presented. The training and testing data of neural networks were obtained from the experiments carried out with a set of specially prepared bearings (with different damages). Magnitudes of the characteristic harmonics obtained from the spectral analysis of the mechanical vibrations and the envelope analysis were used for training and testing of the developed neural detectors.

W artykule przedstawiono obserwację zmiennych stanu silnika synchronicznego o magnesach trwałych zasilanego z przekształtnika z modulacją szerokości impulsów wyposażonym w wyjściowy filtr LC. Model dynamiczny filtru wyjściowego został w pełni uwzględniony podczas konstrukcji obserwatora. Sposób estymacji zakłada, że nie wykorzystywane są dodatkowe pomiary poza dostępnymi w przekształtniku. Sygnały prędkości i położenia wału silnika otrzymane na drodze estymacji poprzez bezśladowy filtr Kalmana. Przedstawiona weryfikacja symulacyjna pokazuje dobre zachowanie obserwatora wraz z układem sterowania.

The paper describes an observer for a permanent magnet synchronous motor when the output voltage of the PWM inverter is filtered by an LC filter. The dynamics of the output filter are taken into account in the design of the observer. The use of the output filter does not require additional motor currents or voltages measurements. The speed and position are based on the estimation and are used for cascade control. Simulation results show the functionality of the proposed estimation and control method.

W referacie przedstawiono ideę zintegrowanego obwodu LCL, mającego zastosowanie w kompensatorach aktywnych dużej mocy kompensujących prąd zasilający, złożonych z kilku modułów pracujących równolegle. Podano metodę doboru parametrów obwodu LCL dla kompensatorów równoległych, ze szczególnym uwzględnieniem współpracy z predykcyjnym regulatorem prądu opartym na modelu obiektu. Przedstawiono wyniki badań teoretycznych oraz wybrane pomiary uzyskane dla jednego z wdrożonych systemów kompensacji dużej mocy.

The paper presents a concept of unified LCL circuit for a high power, active shunt compensation system with power modules operating in parallel. The method of LCL circuit design for active shunt compensators is given, which takes into account operation with model based predictive current controller. The results of analysis, as well as the exemplary measurements of selected, industry applied high power shunt compensation system are given.

W artykule została przedstawiona koncepcja sterowania tolerującego uszkodzenia falowników i wielofazowych silników prądu przemiennego oparta na odpornym regulatorze wektora prądu stojana. Syntezę przykładowego regulatora odpornego przeprowadzono z wykorzystaniem trójpołożeniowych regulatorów prądów fazowych silnika, realizowanych przez niezależne mostki H falownika napięciowego. W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i laboratoryjnych sterowania trójfazowym silnikiem indukcyjnym klatkowym z przerwaną fazą.

In this article a fault tolerant control method of inverters and multi-phase AC motors was presented. A proposed approach is based on robust control of stator current vector. A sample robust controller using three-level regulators to independent control of each phase current was shown. The results of simulation research and laboratory tests for three-phase squirrel-cage induction motor with open phase was included.

W artykule przedstawiono system sterowania maszynami CNC zbudowany z: komputera PC z systemem operacyjnym czasu rzeczywistego Linux RTAI oraz serwonapędów komunikujących się poprzez magistralę Ethernet Powerlink. Zaprezentowano strukturę systemu sterowania oraz metodę implementacji stosu Ethernet Powerlink w systemie czasu rzeczywistego. Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych weryfikujących poprawność działania komunikacji z serwonapędami.

In the article a CNC machine control system is presented comprising a PC based controller with Linux RTAI real-time operating system and servo drives communicating via Ethernet Powerlink protocol. Structure of the system and method of implementing the Ethernet Powerlink stack in the real-time system are presented. Experimental results are given that verify correct communication with the servo drives.

Zaprezentowano prace badawcze mające na celu rozwinięcie metod pomiaru łączeniowych strat mocy w szybkich łącznikach półprzewodnikowych typu MOSFET lub IGBT. Przy projektowaniu przekształtników pracujących z dużą częstotliwością łączeń określenie strat łączeniowych na podstawie rejestrowanych przebiegów napięcia i prądu jest trudne i nie daje jednoznacznych wyników. W pracy przedstawiono metodę ilościowego wyznaczania strat energii przy załączaniu i wyłączaniu tranzystorów z wykorzystaniem obrazu pola temperaturowego, zarejestrowanego za pomocą kamery termograficznej.

In the paper investigations dedicated to development of measurement methods of power loss in fast semiconductor switches such as MOSFET or IGBT are presented. During the design of converters with high switching frequencies the estimation of switching power losses based on recorded switch current and voltage waveforms is difficult and does not provide adequate results. The method of quantitative measurement of semi-conductor switch power losses with the use of thermal steady state picture registration is described and illustrated with laboratory result examples.

W artykule opisano zagadnienia związane z odtwarzaniem prędkości kątowej silnika indukcyjnego przy wykorzystaniu estymatora typu MRAS. W celu poprawienia jakości działania, model przestrajany estymatora zastąpiono proporcjonalnym obserwatorem Luenbergera. Porównano dwie metody doboru wzmocnień obserwatora, analityczną i bazującą na algorytmie genetycznym. Dla obydwu przypadków przedstawiono również wyniki badań laboratoryjnych.

The paper discusses problems connected with reconstruction of angular speed of the induction motor with use of a MRAS-type estimator. In order to improve estimator’s operation, its adjustable model has been replaced with proportional Luenberger observer. Two methods for selection of observer’s gains have been compared, analytical one and based on genetic algorithm. Experimental results for both cases have been presented as well.

Niniejsze opracowanie opisuje metodę pomiaru najważniejszych parametrów związanych ze stratami mocy w układach z tranzystorami IGBT, MOSFET i JFET pracującymi z obciążeniem rezystancyjno – indukcyjnym. Zaprezentowanych zostanie osiem konfiguracji, w których każdy z czterech tranzystorów pracuje ze zwrotną diodą z węglika krzemu (SiC) lub z diodą krzemową (Si). Układ pomiarowy testowany był przy różnych częstotliwościach pracy od 20 kHz do 150 kHz, jak też przy różnych wypełnieniach od 5% do 80% przy trzech poziomach napięcia zasilającego: 100V, 200V i 300V. Praca ta pokazuje, że użycie elementów SiC umożliwia poprawę wydajności oraz sprawności układu.

This paper describes developed method for measuring the key power loss characteristics of an IGBT, MOSFET and JFET transistors with resistive-inductive load. The system will be presented in eight configurations for each transistor type: with freewheeling diode made of silicon carbide (SiC) and fast silicon diode (Si). The system has been tested across the frequency in the range of 20 kHz to 150 kHz and duty cycle of 5% to 80% at three supply voltage levels of 100V, 200V and 300V. The paper concludes that the use of SiC devices can further improve performance characteristics and efficiency of the circuit.

W artykule opisano nową predykcyjną metodę sterowania przekształtnika DC/AC zasilającego silnik indukcyjny DTFC-P (Direct Torque and Flux Control - Prediction). Bezpośrednią regulację momentu i strumienia zrealizowano przez wybór wektora napięcia przekształtnika zapewniającego najmniejsze błędy sterowanych wielkości. Właściwości zaproponowanego układu sterowania potwierdzono wynikami badań laboratoryjnych w stanach statycznych i dynamicznych (rozruch, nawrót).

In the article a new predictive control method of DC/AC inverter fed induction motor is described DTFC-P (Direct Torque and Flux Control - Prediction). Direct torque and flux control were executed by choice the voltage vector of the inverter assuring the lowest errors controlled quantities. The properties of the proposed control system were confirmed by the results of laboratory investigations in steady and transient states (start-up, reverse).

W referacie przedstawiono zagadnienia związane z zastosowaniem sterowania predykcyjnego w układzie dwumasowym. Omówiono budowę oraz działanie predykcyjnego regulatora prędkości, w którym poziom ograniczeń nakładanych na zmienne stanu podlega adaptacji w zależności od bieżącej wartości momentu obciążenia. Omówiono stosowane metody sterowania napędami z połączeniem sprężystym. W kolejnych sekcjach opisano zasadę sterowania predykcyjnego oraz proponowaną strukturę sterowania z rozmytym systemem adaptacji ograniczeń. Rozważania teoretyczne i symulacyjne zostały poparte badaniami eksperymentalnymi.

In the paper issues related to the application of the model predictive control (MPC) are presented. The structure of the MPC controller in which the level of constraints on state variables is subject to the current operation work is described. The commonly-used method for the drive system with elastic joint are shortly discussed. In the following sections the idea of the MPC and the proposed control structure with fuzzy adaptation mechanism are introduced. The theoretical consideration are confirmed by the simulation and experimental tests.

W artykule przedstawiono sposób projektowania mostkowego przekształtnika DC/AC klasy E, którego tranzystory przełączane są z zachowaniem ZVS oraz ZCS. Sterowanie przesyłem energii odbywa się poprzez zmianę częstotliwości przy stałym czasie wyłączenia. Dokonano analizy teoretycznej popartej odpowiednimi zależnościami oraz potwierdzono słuszność obliczeń poprzez symulację przekształtnika w środowisku PSPICE.

In this article the way of designing DC/AC E-Class converter, whose transistors are switched at ZVS and ZCS. The control of energy transmission takes place by has been shown changing the frequency with constant off-time. Theoretical analysis supported by appropriate relations has been made and the correctness of calculations has been confirmed by the simulation of the converter in PSPICE environment.

Artykuł prezentuje zagadnienia analizy i realizacji konstrukcji przekształtnika dla silnika reluktancyjnego przełączalnego. Przedstawiono uzasadnienie wyboru topologii mostka, układów stowarzyszonych oraz rozwiązań z zakresu bezpieczeństwa. Zwieńczeniem publikacji jest opis projektu wykonawczego z uwzględnieniem najważniejszych aspektów konstrukcyjnych wraz z przykładowymi oscylogramami.

In the article analysis and practical implementation of switched reluctance motor drive were presented. Validation of asymmetric bridge topology was shown as peripherals and safety solutions were. In the end, executive inverter PCB projects were described with the most important construction aspects included. Assumptions were confirmed with several examples of oscilloscope courses.

W artykule przedstawiono dwie wersje układu przekształtnikowego umożliwiającego transmisję energii pomiędzy źródłem prądu DC o niskim poziomie napięcia do sieci energetycznej Przesył energii i przełączanie łączników obu przekształtników wspomagane jest przez zastosowany szeregowo-równoległy obwód rezonansowy. Sterowanie transmisją energii odbywa się przez zmianę częstotliwości, przy zachowaniu stałego czasu wyłączenia łączników. Własności i różnice zaprezentowanych układów zostaną udokumentowane wynikami badań symulacyjnych i laboratoryjnych.

The energy transfer from the low voltage DC source to power grid using alternatively two versions of the DC-DC converters is discussed in the paper. The both versions of the converter are controlled by frequency changes with constancy of the transistor switch off time and both have a series parallel resonance circuit included. The properties and differences of the both presented propositions are documented by simulations and laboratory investigations results.

W artykule opisano modulację szerokości impulsów bazującą na koncepcji wektorów wirtualnych z wykorzystaniem funkcji kształtu. Algorytmy modulacji PWM bazujące na funkcji kształtu są realizowane bez funkcji trygonometrycznych. Nieskomplikowana formuła wyznaczania wartości funkcji kształtu oraz jej właściwości pozwalają na efektywniejszą realizację obliczeń w procesorze oraz łatwiejszą implementację różnych algorytmów sterowania przekształtnikiem.

An implementation of Virtual Space Vector PWM based on simple shape functions is presented. Proposed algorithms are calculated without trigonometric functions. A simple formula of duty cycle calculation as a shape function of finite element is an efficient new calculating method in PWM algorithms. New approach allows realizing faster variety of modulation technique.

W artykule przedstawiono zagadnienia związane ze sterowaniem układu napędowego o zmiennym momencie bezwładności. W celu zapewnienia powtarzalnych przebiegów prędkości zastosowano adaptacyjną strukturę typu MRAS z przestrajalnym regulatorem neuronowo-rozmytym. Omówiono zbiory rozmyte wraz z podaniem ich cech charakterystycznych oraz przedstawiono analizowany typ rekurencyjnych regulatorów neuronowo-rozmytych. Głównym celem pracy była analiza wpływu rekurencji bloku rozmywania regulatora na właściwości dynamiczne układu. Otrzymane wyniki porównano do układu bez rekurencji. Przedstawiono wybrane badania symulacyjne pokazujące odporność układu sterowania na zmianę parametrów obiektu. Rozważania teoretyczne zweryfikowano na stanowisku laboratoryjnym.

In the paper issues related to the control of the drive system with changeable parameters are presented. The adaptive MRAS-base control structure with a re-tunable euro-fuzzy controller is applied. The properties of the fuzzy sets and recurrent feedback is described. The main point of the work is a comparative analysis of the influence of the recurrent feedback on the properties of the control structure. The obtained results have been compared with the classical neuro-fuzzy structure. Selected simulation results are included in the paper as well as some experimental tests that confirm the theoretical investigations.

W artykule zostały zaprezentowane metody analityczna i analityczno- numeryczna do rozwiązywania stanów ustalonych w trójfazowym matrycowo-reaktancyjnym przekształtniku częstotliwości prądu przemiennego (MRPC). Rozwiązanie niestacjonarnych równań rózniczkowych jest przedstawione na przykładzie MRPC o topologii typu boost. Otrzymane zostały rezultaty i porównane za pomocą metody analitycznej z przekształceniem d-q, analityczno-numerycznej metody Galerkina z rozszerzoną przestrzenią zmiennych czasu oraz metody numerycznej wbudowanej w programie Mathematica.

In this paper there are presented analytical and analytical- numerical methods of calculation of steady states in three-phase matrixreactance frequency converters (MRFC). A solution of non-stationary differential equations is presented on an example of MRFC with boost topology. The results are developed and compared using the analytical method based on d-q transformation, analytical- numerical Galerkin’s method with an extension space of time variable and numerical methods embedded in the Mathematica program.

Stosunkowo niedawno zaproponowano metodę numeryczną iloczynu tensorowego transformacji modelu nieliniowego do postaci kombinacji model liniowych z odpowiednimi wagami. W artykule metoda ta została wykorzystana do zaprojektowania regulatora z ruchem ślizgowym dla napędu bezpośredniego z tarciem spoczynkowym. Wykorzystanie transformacji iloczynu tensorowego umożliwiło efektywne zastosowanie sektorów w przestrzeni stanu do redukcji zjawiska chatteringu. Zaprezentowane zostały wyniki badań symulacyjnych napędu bezpośredniego z silnikiem PMSM.

The Tensor Product model transformation is a recently proposed technique for transforming nonlinear systems into combination of Linear Time Invariant systems. In paper this techniques is used to design the sliding mode controller for direct drive with static friction. This method allows sector design to reduce the chattering phenomena. Simulations results of a direct drive control with PMSM are presented

W artykule przedstawiono sposób realizacji symulacji czasu rzeczywistego charakterystyk paneli fotowoltaicznych na podstawie procedury zawartej w standardzie IEC 60891. Zastosowana metoda umożliwia sprzętową symulację w czasie rzeczywistym dużych systemów fotowoltaicznych, ze względu na znaczną efektywność obliczeniową i niewielkie wykorzystanie zasobów sprzętowych jednostki obliczeniowej w stosunku do wielu przedstawianych w literaturze metod. Artykuł przedstawia przykładową sprzętową implementację, w układzie FPGA, metody opartej na korekcji zmierzonej charakterystyki paneli fotowoltaicznych, prezentując wykorzystanie zasobów FPGA.

The paper presents realization of real-time simulation of characteristics of photovoltaic (PV) arrays on the basis of procedure included in IEC 60891. The presented method enables hardware simulation of large PV arrays systems, due to high effectiveness of computing and utilization of hardware resources. The paper presents example of FPGA-based implementation of the method of correction of the measured characteristic of PV array with results of utilization of FPGA resources.

Artykuł przedstawia metodę sterowania autonomicznej prądnicy dwustronnie zasilanej z wykorzystaniem sprzężenia w przód od prądu obciążenia. Regulacja prądu wirnika opiera się na współrzędnych kartezjańskich, podczas gdy sterowanie napięciem stojana odbywa się we współrzędnych biegunowych. Opisano modele prądnicy autonomicznej wyposażonej w kondensator filtrujący we współrzędnych kartezjańskich i we współrzędnych biegunowych. Opisano sposób odtwarzania kąta położenia wektora prądu wirnika względem układu wirującego zgodnie z wektorem napięcia stojana. Przestawiono wyniki symulacji komputerowych oraz wyniki weryfikacji laboratoryjnej na modelu małej mocy.

The paper presents the method of control of the standalone power generation system with a double fed induction generator improved by the load current feedforward. The rotor current control is realized in Cartesian coordinates frame, whereas the stator voltage control is made in polar coordinates. Cartesian and polar coordinates models of standalone doubly fed induction generator, equipped with stator connected filtering capacitors, are described. Determination of the rotor current vector angle related to the d axis of synchronously rotated frame connected with the stator voltage vector are shown. Simulation of mathematical models and control methods as well as results of the tests of small power laboratory unit are presented.

W pracy rozpatrzono problem badania stabilności liniowych ciągłych układów opisanych równaniem stanu o różnych współmiernych niecałkowitych rzędach pochodnych zmiennych stanu. Podano nową metodę badania stabilności. Jest to metoda częstotliwościowa bazująca na kryterium stabilności Michajłowa, znanym z teorii stabilności układów naturalnego rzędu. Rozważania zilustrowano przykładem.

The stability problem of continuous-time linear systems described by the state equation with different fractional commensurate orders of derivatives of state variables has been considered. The new method for stability analysis has been given. The method proposed is based on the Mikhailov stability criterion known from the stability theory of natural order systems. The considerations are illustrated by numerical example.

W artykule omówiono problem przyłączenia generatora indukcyjnego do sieci elektroenergetycznej oraz zalety wynikające z zastosowania aktywnego kompensatora mocy biernej. Omówiono metodę aktualnie stosowaną podczas przyłączania generatora do sieci oraz zaproponowano wykorzystanie kompensatora aktywnego do ograniczenia mocy biernej pobieranej z sieci, która jest niezbędna do wstępnego namagnesowania obwodu magnetycznego maszyny indukcyjnej.

The paper presents three phase NPC converter which operates as parallel active compensator of reactive power of cage induction generator. The three level converter is used to reduce transient starting current of the generator connected to grid and in steady state operation. Simulation of the generating system with active compensator are confirmed by laboratory tests of the 7,5 kW induction generator.

W artykule opisano stanowisko badawcze elektromechanicznego magazynu energii. Układ został zwymiarowany i wykonany na moc 100kW. Przedstawiono metodę doboru masy wirującej, zasadę sterowania oraz opis poszczególnych modułów układu. Zamieszczono przykładowe wyniki badań całego systemu.

This paper describes the laboratory model of 100kW electromechanical energy storage system. In the article, idea of energy storage in rotating mass and its practical application was described. Experimental results for power electronics part of the system were presented.

W artykule przedstawione zostało kompletne stanowisko laboratoryjne do testowania algorytmów sterowania silnikiem z magnesami trwałymi. Wszystkie bloki funkcjonalne napisane zostały w języku VHDL. Jako platforma sprzętowa wykorzystana została karta z układem FPGA (NI7853R) w środowisku LabView. Głównym celem zrealizowanych prac było zapoznanie się z możliwościami FPGA w środowisku LabView oraz przygotowanie odpowiednich interfejsów umożliwiających dalsze badania silników PMSM bez konieczności powtarzania czasochłonnych rekompilacji podstawowego algorytmu. Praca zawiera rezultaty przykładowych badań eksperymentalnych z silnikami PMSM na wykonanym stanowisku.

This paper presents a laboratory stand for real-time control of permanent magnet synchronous motors, using high-speed signal processing technology (FPGA and real time system). All functional blocks were written in VHDL language. The laboratory workstation was designed using FPGA card (NI7853R) in LabView environment. The high-level goal of the work done was to learn more about possibility of FPGA in LabView environment and to prepare appropriate interfaces for further research PMSM motors without repeating time-consuming recompilation of the basic algorithm. The selected oscillograms illustrate results of control algorithms with PMSM drive.

Praca przedstawia statyczną i dynamiczną konfigurację parametrów układu regulacji zrealizowanego w warstwie sprzętowej programowanego analogowego sterownika przemysłowego. Bezpośrednie wykonywanie formuły regulatora jest realizowane przez procesor analogowy stanowiący element sterownika. Uruchomienie i rekonfiguracja regulatora zostały przedstawione dla systemu aktywnego magnetycznego zawieszenia.

This elaboration present the static and dynamic configuration of the controller embedded into hardware layer of the programmable analog industrial controller. Signal processing is realized in the hardware layer by the analog signal processor, which constitutes the basic component of the developed controller. The static and dynamic configuration is illustrated for the active magnetic levitations system.

W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań napędu elektrycznego hybrydowej, bezzałogowej platformy latającej (BAL). Z racji wymagań stawianych platformom latającym, istnieje konieczność stosowania rozwiązań z ograniczoną liczbą czujników. W tym celu przeprowadzono badania dwóch wersji napędu elektrycznego z silnikiem BLDC bez sprzężenia od mierzonej prędkości obrotowej. Uzyskane wyniki badań porównano ze sobą i sformułowano wnioski dotyczące realizacji praktycznej sterownika napędu. Przedstawione w artykule badania odnoszą się wyłącznie do zaproponowanych metod odtwarzania prędkości na podstawie pomiaru prądu.

In the paper, there were presented the results of investigations on electrical drive of the hibrid flying platform (BAL). Due to the restrictions on the flying platforms it is necessary to use the solutions with limited number of sensors. For that purpose the investigation of two versions of electrical drives with BLDC motor without speed feedback were conducted. The obtained results were compared and conclusions regarding practical use of motor drive were made. The investigations depicted in the paper concern only the proposed methods of speed estimation based on current measurement.

Celem publikacji jest przedstawienie praktycznego zastosowania wniosków z badań nad stycznikami elektromagnesowymi przeprowadzonymi w KAE PŁ. Testy laboratoryjne poparte symulacjami komputerowymi dały podstawy do stwierdzenia, że kontrolując sposób zasilania cewki napędowej elektromagnesu, można wpłynąć korzystnie na jego wybrane parametry dynamiczne załączania. Jako praktyczne wykorzystanie przeprowadzonych badań przedstawiono sterownik dedykowany dla elektromagnesów pracujących z dużą częstotliwością łączeń.

The main goal of this paper is to present implementation in practice research performed at DEA-LUT at selected types of electromagnetic contactors. Laboratory measurements supported by computer simulations has brought conclusions that controlling the electromagnet coil feeding method, it is possible to optimize contactors selected making dynamic parameters. Implementation in practice proposal of circuit for controlling the contactor’s feeding method is presented in this paper additionally. Circuit is specially dedicated for contactors operating with large switching rate.

Przedstawiono proces projektowania regulatora stanu odpowiedzialnego za kształtowanie napięcia wyjściowego filtra LC oraz regulatora stanu realizującego zadanie pozycjonowania serwonapędu. Dobór współczynników wzmocnień pracujących w strukturze kaskadowej regulatorów stanu przeprowadzono za pomocą optymalizacji liniowo-kwadratowej. Właściwości zaproponowanego układu regulacji zostały zweryfikowane w badaniach symulacyjnych.

Designing process of the state feedback controller that shapes the LC filter output voltage and the state feedback controller that realizes servo-drive positioning was presented. Linear-quadratic optimization method was used to determine working with cascade structure feedback controllers coefficients. Properties of the proposed control system were verified in the simulation studies.

W artykule przedstawiono skonturowany na Politechnice Poznańskiej prototyp pojazdu typu „dicykl” z napędem elektrycznym oraz omówiono problemy związane ze sterowaniem tego typu pojazdami. Pojazd ten posiada dwa boczne koła napędzane indywidualnie. Zaprezentowano aktualnie wykonywane prace oraz przedstawiono dalszy rozwój projektu.

This paper describes a prototype of an electric diwheel that was constructed on Poznan University of Technology and presents troubles associated with control of that type of a vehicle. A dicycle is a novel vehicle consisting of two large outer wheels which are driven independently. Practical realization of the system and future projects ideas were presented.

W artykule przedstawiono algorytm sterowania pracą pełnowymiarowego przekształtnika AC-DC-AC elektrowni wiatrowej. W trybie współpracy z siecią elektroenergetyczną zaimplementowano algorytm śledzenia mocy maksymalnej turbiny, nie wymagający zastosowania czujnika prędkości wiatru. W trybie pracy autonomicznej algorytm zapewnia zbalansowane zasilanie zarówno symetrycznych, jak i niesymetrycznych odbiorników trójfazowych dzięki zastosowaniu transformatora Dy. Aby ustabilizować napięcie w obwodzie pośredniczącym w stanach dynamicznych zastosowano dodatnie sprzężenie od mocy. Algorytm zweryfikowano na stanowisku laboratoryjnym o mocy 3kW. W celu poprawy parametrów pracy układu zaproponowano dodanie magazynu energii. Związane z tym modyfikacje w układzie sterowania zostały poparte wynikami symulacyjnymi.

Paper presents control algorithm for a wind turbine full-scale AC-DC-AC converter. In grid-connected operation mode a maximum power point tracking algorithm is implemented, which does not require wind speed measurement. In islanding mode algorithm assures balanced threephase voltage during symmetrical and asymmetrical load conditions, thanks to Dy transformer. To stabilize DC voltage a power feedforward is applied. Algorithm has been verified on 3kW experimental setup. To improve system operation an energy storage system has been proposed. Suggested modifications of control algorithm are supported by simulation results.

W referacie omówiono wybrane zagadnienia sterowania rozdziałem energii zintegrowanych zasobników energii, zawierających akumulatory i superkondensatory, stosowanych w układach przekształtnikowych małej mocy. Przedstawiono charakterystyki statyczne współczynnika kd rozdziału energii zasobnika małego pojazdu elektrycznego zapewniającego minimalizacją strat energii w obwodzie DC oraz charakterystyki dynamiczne rozdziału energii w układach przekształtnikowych stosowanych do przekształcania energii źródeł odnawialnych. Pokazano badania symulacyjne i eksperymentalne przekształtnika typu LCCT-Z współpracującego z superkondensatorowym zasobnikiem energii.

The paper discusses the energy management in power electronics systems containing energy storages. The example of the drive system of the small electric vehicle and the renewable generation system are considered. Simulation and experimental results of LCCT-Z source inverter are presented.

W artykule przedstawiono predykcyjną metodę sterowania trójfazowym przekształtnikiem AC/DC. Opisany algorytm bazuje na pryncypiach metody DPC (Direct Power Control). Dzięki zastosowaniu dodatkowej modulacji wektorowej możliwe jest całkowite zredukowanie uchybu wektora prądu w pojedynczym okresie próbkowania procesora, zmniejszenie tętnień prądu sieciowego i zapewnienie stałej częstotliwości przełączeń bez pogorszenia właściwości dynamicznych charakterystycznych dla metod nieliniowych. Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych, potwierdzające poprawność przeprowadzonej analizy.

In this article the predictive control method of the AC/DC inverter is presented. Presented method is based on the Direct Power Control algorithm and the current error vector minimization criteria. The main assumption of the predictive algorithm is presented. The analysis correctness is acknowledged by the laboratory tests.

W artykule przeanalizowano wpływ zmiany parametrów maszyny dwustronnie zasilanej na poprawność działania metod sterowania wykorzystujących wymuszanie dynamiki. Wyznaczono symulacyjnie odchylenia prędkości, mocy biernej, momentu, amplitud prądów i strumieni skojarzonych stojana i wirnika od wartości odpowiadających nominalnym parametrom maszyny. W celu ilościowego porównania badanych metod wykorzystano wskaźnik wartości bezwzględnej błędu (IAE).

Impact of changes of machine parameters on the properly operation of the doubly-fed induction machine with forced dynamics control system has been analyzed. Differences between actual and ideal values of speed, reactive power, torque and magnitudes of stator and rotor fluxes and currents have been computed. Integral value of error (IAE) has been used to allow direct compare of analyzed methods.

Artykuł przedstawia przegląd rozwiązań sterowników bramkowych tranzystorów mocy z węglika krzemu. Omówiono kolejno przypadki tranzystorów złączowych (JFET) normalnie załączonych a także normalnie wyłączonych oraz sterowniki prądu bazy dla tranzystorów bipolarnych (BJT). Przedstawiono także wyniki badań eksperymentalnych – przebiegi prądów i napięć zarejestrowane w trakcie testów dwupulsowych, obrazujące procesy łączeniowe dla każdego z omawianych tranzystorów.

The paper presents an overview of the gate drive units for Silicon Carbide power transistors. Solutions for two types of Junction Field Effect Transistors: normally-on and normally-off as well as base drive units for bipolar transistors (BJTs) are described. Experimental results – waveforms of the currents and voltages recorded during double-pulse tests are presented in order to illustrate switching behavior of discussed transistors.

W artykule są badane straty mocy w falownikach PWM z przyrządami SiC. Straty mocy są określane poprzez modelowanie w różnych warunkach obciążenia. Do oceny strat przewodzenia używany jest uproszczony model przyrządu stanowiący szeregowe połączenie źródła napięcia i rezystora. Wyniki badań eksperymentalnych potwierdzają założenia teoretyczne.

In this paper the power losses in PWM-VSI inverters using SiC devices are investigated. The power losses are determined by simulation based on the loss models for different load conditions. For the conduction loss evaluation the device models simplified to a voltage source in series with a resistor. Theoretical models are correlated well with the experimental data.

W artykule omówiono straty mocy występujące w wysokoobrotowych bezszczotkowych silnikach prądu stałego PM BLDC. Dokonano podziału na straty w uzwojeniach, obwodzie magnetycznym, straty mechaniczne oraz straty dodatkowe. W ostatniej części artykułu zamieszczono wyniki badań laboratoryjnych, w których wykorzystano prototypowy wysokoobrotowy bezszczotkowy silnik prądu stałego własnej konstrukcji. Badania wykonano w zakresie prędkości do 50 000 obr/min.

Power losses occurring in high-speed permanent brushless DC motor were described in the paper. Power losses were divided into load losses, core losses, mechanical losses and additional losses. Results of laboratory tests presented in final part of paper were obtained, using our own design prototype high-speed motor. Power losses were determined in range of speed up to 50 000 rpm.

W pracy przedstawione zostały wyniki pomiaru zaburzeń przewodzonych generowanych przez trzy niemal identyczne asynchroniczne napędy przekształtnikowe, z modulacją deterministyczną i pseudolosową, przyłączone do wspólnego punku zasilania. Na podstawie uzyskanych wyników eksperymentalnych wykazano, że opisywana w literaturze przewaga modulacji pseudolosowej nad deterministyczną, w kontekście generowanych zaburzeń przewodzonych, jest efektem pomiarowym związanym z selektywnością odbiornika zaburzeń.

This paper addresses the problems linked with electromagnetic interferences generated by group of three adjustable speed drives fed by frequency converters with deterministic and random modulation. Based on the experimental results it has been shown that decreasing of the conducted interferences in a case of random modulation is measuring phenomenon linked with selectivity of the EMI receiver.

Celem pracy jest przedstawienie rozwiązań filtrów aktywnych stosowanych do kompensacji niesymetrycznych, nieliniowych odbiorników w systemie czteroprzewodowym oraz zbadanie właściwości wybranych konfiguracji na podstawie symulacji komputerowych przeprowadzonych w środowisku Matlab Simulink. Utworzone zostały modele symulacyjne filtrów aktywnych: trójgałęziowego z dzieloną pojemnością, czterogałęziowego, czterogałęziowego z dzieloną pojemnością oraz trójpoziomowego trójgałęziowego NPC z dzieloną pojemnością.

Active filter solutions were included in the paper. Active filters compensate the negative proprieties of asymmetrical non-linear receivers in the four-wire power network. The following simulated models of active filters were created: Three-Leg Split-Capacitor, Four-Leg Full-Bridge, Four-Leg Split-Capacitor and 3-level Shunt APF neutral-point-clamped. The article includes the results of the simulations performed in the Matlab Simulink environment.

Obecnie coraz częściej w systemie elektroenergetycznym instalowane są odnawialne źródła energii (OZE). W celu odpowiedniego przesyłu energii z OZE do systemu elektroenergetycznego niezbędne jest stosowanie odpowiednich układów sprzęgających. W artykule przedstawiono przegląd literaturowy stosowanych układów sprzęgających oraz zaprezentowano koncepcję zastosowania w tym celu układu szeregowo-równoległego kompensatora aktywnego.

Today in practice for generating electrical energy in energetic grid often are using renewable energy source (RES). For correct electrical energy transmission form the RES to energetic grid it is necessary apply interconnection system. In a paper are present conception of using series-parallel active compensator (S-PAC) as interconnection RES and energetic grid.

W referacie przedstawiono konstrukcję oraz wyniki badań trójfazowego falownika napięcia zbudowanego z wykorzystaniem diod Schottky oraz tranzystorów JFET z węglika krzemu (SiC). Znacznie krótsze czasy przełączeń tych elementów w porównaniu z tranzystorami IGBT i diodami na bazie krzemu (Si) umożliwiają pracę układu z częstotliwością 100 kHz i wyższą. Małe energie przełączeń oraz mała rezystancja drenu tranzystorów SiC JFET pozwalają na budowę przekształtników o sprawności blisko 98%. Duża stromość narastania napięcia rzędu dziesiątek kV/µs powoduje problemy EMC oraz EMI.

The paper presents the design and testing of three-phase voltage inverter built using silicon carbide (SiC) Schottky diodes and SiC JFETs. Lower switching times of these elements compared to IGBTs and diodes based on silicone (Si) allow operation with a frequency of 100 kHz and higher. Low switching energy and drain resistance allows for the construction of converters with an efficiency almost 98%. High rate of change of power devices voltages, up to hundreds of kV/µs cause EMC and EMI problems.

Przedstawiono opis rozwiązania laboratoryjnego wielopoziomowego systemu przekształtnikowego zawierającego superkondensatory wysokonapięciowe. Opracowany system może służyć jako zabezpieczenie wydzielonej sieci energetycznej przed zanikami lub zapadami napięcia. Opisano ideę działania i realizację wybranych bloków sterownika cyfrowego.

In this article the laboratory prototype of the three-phase voltage outages compensator with high voltage supercapacitor as energy store was presented. Described system could secure islanded grid from voltage interruptions or sags. An idea of control methods and implementation of digital controller working blocks was shown.

Zastosowanie technologii węglika krzemu (SiC) w falownikach napięcia pozwala na zwiększenie częstotliwości przełączeń oraz temperatury pracy przyrządów półprzewodnikowych - co z kolei prowadzi do korzystnego zmniejszenia gabarytów i kosztów filtrów pasywnych falowników oraz układów chłodzenia. W celu zapewnienia minimalizacji strat oraz odpowiednich charakterystyk statycznych i dynamicznych szybkich tranzystorów z węglika krzemu wymagane jest zastosowanie zaawansowanych układów sterowania bramkowego. W referacie przedstawiono analizę teoretyczną, wyniki badań symulacyjnych oraz laboratoryjnych dwustopniowego układu sterowania bramkowego ze sprzężeniem typu DC dla tranzystorów SiC JFET 1200V 30A typu normally-off opracowanego na Politechnice Gdańskiej. W referacie przedstawiono charakterystyki statyczne i dynamiczne tranzystorów SiC JFET współpracujących z różnymi typami diod SiC Schottky'ego mocy.

The SiC-based power inverters are expected to have lower losses and higher power density than silicon based DC-AC converters which are currently used in electrical drives and wind generation systems. The paper presents a low-cost two stage DC-coupled gate driver for normally off SiC JFETs. The prototype of above gate driver was worked out and investigated at the Gdansk University of Technology. Theoretical analysis, simulation results and static and dynamic characteristics of the 1200V normally off SiC JFETs operated with different types of SiC Schottky diodes are presented in the paper.

W artykule zaprezentowano wektorową technikę modulacji, która przyczynia się do ograniczania napięcia zaburzeń wspólnych w trójpoziomowych falownikach napięcia o topologii kaskadowej. W związku z dużą liczbą dostępnych stanów dla falowników wielopoziomowych sterowanie przy pomocy klasycznych technik wektorowych może być skomplikowane. Proponowana technika modulacji charakteryzuje się dużą prostotą przy implementacji, z uwagi na możliwość zastosowania dostępnych modulatorów wektorowych.

In the paper a low common mode voltage vector modulation technique for the three-level cascaded voltage source inverter is presented. The large number of available states for multilevel inverters can make implementation vector control strategies complicated. The proposed modulation technique is simple to implement due to ability to use available vector modulators.

W artykule została zaprezentowana zmodyfikowana metoda Air Gap Torque (AGT) do wyznaczania współczynnika sprawności silnika indukcyjnego klatkowego. Zaprezentowane również zostały wyniki badań będące kontynuacją prac nad zastosowanie metody AGT do estymacji współczynnika sprawności. W artykule dokonano weryfikacji proponowanej metody na kilku wybranych silnikach małych mocy.

The modified air gap torque method to determine the efficiency coefficient of squirrel-cage induction motor was presented. The results of a continuation of work on the application of the method to estimate the efficiency coefficient also are shown. The verification of the proposed method on a few selected motors of small power are presented in this article.

Przedstawiono zagadnienie dyskretnego modelowania napędu z elastycznym połączeniem silnika z obciążeniem, zawierającego w części sterującej regulator i obserwator stanu. Analizuje się dokładność modelowania i symulacji dla dużej i małej dynamiki napędu wyrażającej się częstotliwością rezonansową w części mechanicznej o wartości 17,53 Hz i 124,6 Hz. Dla obydwu przypadków bada się pracę modelu układu otwartego i zamkniętego oraz pracę obserwatora a także wpływ okresu próbkowania i pominięcia opóźnień przy projektowaniu układu regulacji na pracę modelu. Są rekomendacje odnoszące się do wyboru właściwego kroku próbkowania modelu dyskretnego napędu.

The problems of discrete modeling of the drive with elastic coupling the motor and load, containing the state controller and observer in the control structure. The accuracy of modeling and simulation is analyzed for high and low dynamic drive, i. e. for frequency of resonance in the mechanical part equal to 17,53 Hz and 124,6 Hz. For both cases the operation of the model of open- and close-loop system and observer is tested as well as influence of the sampling period and neglecting of the time-delay at designing the controller on the model operation is analyzed. The recommendations related to the choice of the proper sampling period for discrete-time model of the drive are given.

Artykuł prezentuje wyniki badań laboratoryjnych układów napędowych z uwzględnieniem wybranych uszkodzeń (uszkodzenia klatki wirnika, mimośród statyczny) silników klatkowych zasilanych z falowników napięcia. Zbadane zostały algorytmy umożliwiające diagnostykę maszyn w czasie normalnej eksploatacji napędu. Zbadano wpływ uszkodzeń na pracę maszyn sterowanych algorytmami bezpośredniej regulacji momentem (DTC, DTC-δ, DTC SVM), metodami skalarnymi (u/f = const) oraz orientacji wektora pola (dFOC, FOC PWM).

Voltage inverter fed squirrel-cage motors laboratory tests results including chosen motor damages is presented in the paper. Algorithms providing on-line motor diagnostics had been shown. Influence of chosen motor damages during motor run using Direct Torque Control (DTC, DTC-δ, DTC SVM), scalar (u/f=const) and Field-Oriented Control (dFOC, FOC PWM) control methods had been examined

W artykule przedstawiono wybrane problemy dotyczące współpracy przekształtnika AC/DC/AC z generatorem asynchronicznym małej mocy zainstalowanym w elektrowni wodnej. Generator asynchroniczny w połączeniu z przekształtnikiem energoelektronicznym umożliwia oddawanie energii do sieci energetycznej lub na wydzieloną grupę odbiorników nawet przy niskich prędkościach turbiny. W artykule przedstawiono wyniki badań generatora i przekształtnika AC/DC/AC w stanach ustalonych, przejściowych oraz podczas rozruchu w przypadku braku napięcia sieci.

The article discusses application of AC/DC/AC converter cooperating with an asynchronous generator in small hydroelectric power plants. The asynchronous generator works with power grid or a separated group of receivers, enabling to generate power even at low speeds of the turbine. The article provides also results of the investigation concerning the functioning of the generator coupled with AC/DC/AC converter in steady and transient states during start-up and voltage decay.

W artykule zaproponowano wykorzystanie nieciągłego, rozmytego modelu sił oporu wraz z adaptacyjnym algorytmem wstecznego całkowania. Omówiono sposób pozyskania danych uczących i strojenia modelu oraz przeprowadzono badania eksperymentalne mające na celu pokazanie skuteczności zaproponowanego rozwiązania w zadaniu sterowania położeniem silnika liniowego, w tym podczas pracy ze skokową zmianą obciążenia.

This paper describes the application of discontinuous, fuzzy model of disturbance force in adaptive backstepping algorithm. Practical experiments show benefits of using proposed method for position control in linear motor drive with variable ballast.

W artykule przedstawiono cyfrowy układ sterowania mostkowym rezonansowym przekształtnikiem dwukierunkowym. Przekształtnik wyposażony w cyfrowy układ sterowania umożliwia transmisję energii elektrycznej pomiędzy dwoma źródłami prądu stałego o różnych poziomach napięć. Sterowanie transmisją energii odbywa się przez zmianę częstotliwości, przy zachowaniu stałego czasu wyłączenia łączników. Prezentowane są wybrane wyniki badań eksperymentalnych.

Digital control of the bidirectional resonant bridge converter is presented in the paper. The converter with digital control allows for bidirectional transmission of energy between DC sources of different voltages. The bidirectional energy transmission system is controlled by frequency changes with constant transistors turn-off time. Some of the experimental results are presented.

W artykule zaprezentowano analizę możliwości wykorzystania składowych symetrycznych napięć i prądów stojana do wykrywania zwarć zwojowych w stojanie silnika indukcyjnego zasilanego z przekształtnika częstotliwości. Zaprojektowany detektor został zaimplementowany w środowisku LabVIEW, a następnie poddany testom w trakcie pracy silnika (on-line). Sprawdzono możliwości wykrywania uszkodzeń uzwojeń stojana za pomocą neuronowego detektora, w możliwie wczesnej fazie powstania uszkodzenia. Uzyskano bardzo dużą skuteczność neuronowego detektora wykrywającego zwarcia zwojowe i określającego stopień uszkodzenia (liczbę zwartych zwojów).

This paper presents analysis of the application of symmetrical components of stator voltages and currents for detection of inter-turn short circuits of induction motor supplied by power converter. Designed detector was implemented in LabVIEW and tested during work of the machine (on-line). The possibilities of damage detection (in early stage of fault) of the stator windings using neural detector is tested. Very high effectiveness of inter-turn short circuits detection is achieved. Additionally evaluation of degree of damages is precisely determined (number of inter-turn short circuits).

W artykule opisano wysokosprawny prostownik synchroniczny, znajdujący zastosowanie w układach do bezprzewodowej transmisji energii elektrycznej. Przedstawiono metodę projektowania prostownika, oraz sposób pomiaru jego parametrów energetycznych. Opracowany, miniaturowy i kompaktowy, prostownik synchroniczny ma o 40% mniejsze straty mocy czynnej od klasycznego prostownika diodowego, zbudowanego z diod Schottkiego (dla znamionowych warunków pracy: częstotliwość 800 kHz, moc wyjściowa 32 W).

A high efficiency synchronous rectifier is described in the paper. The rectifier is optimized for a usage in a wireless energy transmission systems. The rectifier's design method and its energetic parameters are shown in the paper. Presented synchronous rectifier has small and compact construction. It's total power loses are 40% smaller than in a classic Schottky-diode rectifier (under the nominal conditions: operating frequency 800 kHz, output power 32 W).

W artykule przedstawiono podstawowe właściwości i weryfikację laboratoryjną koncepcji wysokoczęstotliwościowego falownika klasy EF z dołączoną ćwierćfalową linią długą po stronie zasilania. Zaprojektowano, skonstruowano i przebadano laboratoryjne falowniki klasy E i EF o częstotliwości pracy 20 MHz, szczytowym napięciu tranzystora 400 V i mocy wyjściowej 400 W. Falownik klasy E stanowił falownik referencyjny dla falownika klasy EF.

Main characteristics and laboratory verification of the concept of the high-frequency Class EF inverter using a quarterwave transmission line on the supply side are presented in the article. The Class E and EF inverters operating at frequency of 20 MHz, transistor peak voltage of 400 V and output power of 400 W were designed, built and laboratory tested. The Class E inverter was the reference point for the Class EF inverter.

Współczesne wymogi ochrony środowiska naturalnego przyspieszyły wykorzystanie efektywnych i energooszczędnych technologii stosowanych w odnawialnych źródłach energii. W artykule omówiono problematykę strat mocy i sprawności podwyższających przekształtników DC/DC o dużej mocy, zasilanych niskim napięciem dla zastosowań w systemach fotowoltaicznych. Biorąc pod uwagę najnowsze rozwiązania, częstotliwość przełączeń takich przekształtników osiąga od 25 kHz dla elementów IGBT aż do 100 kHz dla tranzystorów mocy typu MOSFET, a sprawność osiąga nawet 98%, zależnie od warunków obciążenia.

Recent environmental issues have accelerated the use of more efficient and energy saving technologies in renewable energy source. High power high efficiency boost DC/DC converters for use in photovoltaic, fuel cell and so on will be discussed in this paper from the viewpoint of power losses and efficiency. Considering the state of the art, switching frequency of these converters is in the range from 25 kHz with IGBTs to 100 kHz with power MOSFETs, and the highest efficiency is close to 98 % depending on the load condition.

W artykule omówiono zagadnienie wyznaczania dopuszczalnego obszaru pracy trakcyjnego napędu asynchronicznego przy zmianach napięcia sieci trakcyjnej. Uwzględniono ograniczenia wynikające z zasady działania klatkowego silnika indukcyjnego i z obecności klasycznego falownika napięciowego. Rozważania przeprowadzono dla algorytmu pośredniego sterowania wektorowego z orientacją wektora prądu stojana, z sygnałami sterującymi w postaci pulsacji poślizgu i amplitudy prądu stojana. Dopuszczalne wartości momentu na wale silnika i zadane wartości modułu wektora strumienia wirnika wyznaczano w funkcji prędkości kątowej wału przy użyciu własnej procedury optymalizacyjnej opracowanej dla programu Excel. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń dla typowego silnika trakcyjnego o mocy znamionowej 50 kW.

The article discusses the problem of determining the permissible operating area of an asynchronous traction drive for voltage changes of the supply network. Constraints taken into account are resulting from the principles of operation of squirrel-cage induction motor, and the presence of classical voltage inverter. The considerations are made for an indirect vector control algorithm with the stator-current-vector orientation, with slip frequency and modulus of stator-current-vector as control variables. Permissible torque values on the motor shaft and the reference values of rotor-flux vector modulus were determined as functions of the motor shaft angular-velocity using an own optimization procedure designed in Excel. Sample results of calculations for a typical traction motor with rated power of 50 kW are demonstrated.

W artykule przedstawiono metodę wyznaczenia strat mechanicznych oraz momentu elektromagnetycznego na przykładzie wirującego zasobnika energii z bezszczotkowym silnikiem prądu stałego o magnesach trwałych. Przedstawiono opis stanowiska badawczego: topologię przekształtników zasilacza sieciowego o podwyższonym współczynniku mocy oraz falownika zasilającego silnik, układ pomiarowy. W artykule przedstawiono szczegółowe wyniki badań pomiarowych.

The article describes the method of determining mechanical losses and electromagnetic motor torque on the example of the flywheel energy storage system with the BLDCPM motor. A description of the engine test stand is included: the topology of power factor correction boost rectifier and inverter for BLDC motor, the measuring system. The detailed experimental results are presented in the paper.

Przedstawiony artykuł omawia zagadnienia dotyczące zastosowania sieci komunikacyjnych do nadzoru i kontroli układu kompensatora mocy biernej przeznaczonego dla małej elektrowni wodnej zainstalowanego na terenach odległych od aglomeracji miejskich. Wykorzystane zostały sieci Ethernet, CAN, Modbus oraz transmisja GPRS. Zastosowany został także sterownik przemysłowy.

The presented paper concerns the issues of communication networks applied to monitoring and control of reactive power compensator for small hydroelectric plants installed in areas distant from urban agglomerations. Ethernet, CAN, Modbus and GPRS transmission have been used. Industrial programmable controller have been used also.

W artykule przedstawiono zagadnienie tętnień prędkości obrotowej w napędzie bezpośrednim z silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych. W pracy przedstawiono przyczynę powstawania tętnień prędkości obrotowej, spowodowanych pasożytniczym momentem zaczepowym, pulsującym momentem elektromagnetycznym oraz błędami pomiarowymi prądu i prędkości. Niekorzystne zjawiska zostały skutecznie skompensowane za pomocą sztucznych sieci neuronowych. Przeprowadzono dokładną analizę symulacyjną.

This paper presents the problem of speed ripple in the direct drive with permanent magnets synchronous motor. The paper presents reason for speed ripple caused by cogging torque and electromagnetic torque ripple and current measurement errors and speed. The adverse events have been successfully compensated by using artificial neural networks.

Artykuł przedstawia koncepcję systemu zdalnej diagnostyki napędów elektrycznych stosowanych w pojazdach trakcyjnych. Do oceny poprawności pracy układu i rozwiązywania ewentualnych problemów wykorzystano dane przesyłane w sieci CAN. W artykule przedstawiono ogólny sposób opisu wewnętrznych sygnałów układu wraz z ich wzajemnymi powiązaniami. Przedstawiono również ujęcie zależności czasowo-zdarzeniowych zjawisk poprzedzających awarię lub stan niepożądany. W artykule zawarto również wyniki badań uzyskanych z rzeczywistego systemu diagnostycznego.

The article presents the concept of remote diagnosis system of electric drives primary used in traction vehicles. The basis for the troubleshooting and evaluating of the system status are information collected in tram CANbus network. A general description of the internal signals and their mutual coupling was also presented. The new interpretation of the time – event dependency preceding and following failure or undesirable condition was discussed. The article also includes the test results obtained from real diagnostic system.


Instytut Automatyki Politechniki Łódzkiej	Łódź, 26-28 listopada 2025 kosene @ info.p.lodz.pl
SENE 2025 Strona główna Tematyka Komitet naukowy Komitet organizacyjny Recenzenci Informacje Dla autorów Publikacje Archiwum Artykuły 2023 30 lat SENE Artykuły 2022 Artykuły 2019 Artykuły 2017 Artykuły 2015 Artykuły 2013 Artykuły 2011 SENE 2023 SENE 2022 SENE 2019 SENE 2017 SENE 2015 SENE 2013 SENE 2011	LISTA REFERATÓW X KONFERENCJI NAUKOWEJ STEROWANIE W ENERGOELEKTRONICE I NAPĘDZIE ELEKTRYCZNYM "SENE 2011" ISBN: 978-83-7283-439-3 (tytuły i streszczenia pochodzą z materiałów dostarczonych przez autorów) Jacek Kabziński Adaptacyjne sterowanie manipulatorem z ograniczeniem momentu Adaptive control of manipulator with saturated torque Na przykładzie sterowania manipulatorem przedstawiono koncepcję modyfikacji algorytmu adaptive backstepping pozwalającą na jego stosowanie w przypadku ograniczenia sygnału sterującego. Wykorzystano koncepcję filtru różnicy między sygnałem na wejściu i wyjściu elementu ograniczającego. Wszystkie parametry obiektu, łącznie ze wzmocnieniem sygnału sterującego mogą być nieznane. Using nonlinear manipulator as an example we propose modification of adaptive backstepping control, which allows to use it in case of actuator saturation. We apply an idea of filtering the difference between saturation input and output. All plant parameters, also the control gain may be unknown. Tadeusz Stefański, Łukasz Zawarczyński Analiza falownikowego napędu pompy hydraulicznej w układzie sterowania objętościowego Analysis of inverter-fed drive of hydraulic pump in volumetric control system Analizowano problemy sterowania falownikowym napędem pompy hydraulicznej w układzie sterowania objętościowego z zastosowaniem typowych silników, tj. indukcyjnego, bezszczotkowego prądu stałego oraz synchronicznego ze wzbudzeniem od magnesów trwałych. Wyniki badań sterowania objętościowego porównano z wynikami sterowania dławieniowego. W układach regulacji prędkości i przepływu zastosowano klasyczne regulatory. Badania laboratoryjne przeprowadzono dla napędów z silnikami o mocy ok. 2,5 kW. The problems of inverter-fed drive control of hydraulic pump in volumetric control system with use typical motors, i.e.: induction, brushless dc and synchronous permanent magnet have been analysed. Laboratory results of volumetric control have been compared with results of throttling control. In the speed and flow control systems the conventional type controllers were used. The tests were carried out for the drives with motors of 2,5 kW. Mateusz Dybkowski, Teresa Orłowska-Kowalska, Grzegorz Tarchała Analiza porównawcza wybranych struktur estymacji prędkości i strumienia wirnika silnika indukcyjnego w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej Comparative analysis of the chosen speed and flux estimators of the induction motor in the wide reference speed changes W artykule przedstawiono wyniki badan porównawczych trzech układów estymacji prędkości i strumienia wirnika silnika indukcyjnego, charakteryzujących się stosunkowo niewielką wrażliwością na zmiany parametrów schematu zastępczego oraz możliwością pracy w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej. Estymatory te zostały sprawdzone i porównane zarówno pod względem możliwości estymacji prędkości, jak też pod względem stopnia skomplikowania algorytmu i jego stabilności numerycznej. Wykonane zostały badania symulacyjne i eksperymentalne umożliwiające ocenę sterowanego wektorowo bezczujnikowego napędu indukcyjnego współpracującego z analizowanymi estymatorami. The paper presents the comparative study of three types of the speed and flux estimators based on the mathematical model of the induction motor. These estimators are characterized by relatively low sensitivity to motor parameter changes and proper operation in a wide reference speed range. Proposed solutions are tested and compared in the speed estimation task as well as from the point of view of computational complexity and numerical stability. Simulation tests of all analyzed estimators are verified experimentally in the sensorless vector controlled induction motor drive. Igor Korotyeyev, mgr Beata Zięba Analiza trójfazowego matrycowo-reaktancyjnego przekształtnika prądu przemiennego z dwoma pulsacjami sygnału sterującego Analysis of three - phases matrix reactance frequency converter with two pulsations control signal W artykule została zaprezentowana metoda obliczania stanów ustalonych w trójfazowym matrycowo-reaktancyjnym przekształtniku częstotliwosci prądu przemiennego (MRPC), w którym napięcia i prądy są przekształcane za pomocą sygnału sterującego z dwoma pulsacjami. Rozwiązanie niestacjonarnych równań różniczkowych z okresowymi współczynnikami opisującymi ten układ jest otrzymane przy wykorzystaniu metody Galerkina i rozszerzeniu przestrzeni jednej zmiennej czasu do dwóch zmiennych czasu. Rezultaty obliczeń przedstawione są na przykładzie trójfazowego przekształtnika MRPC o topologii typu buck-boost i porównane z metodą numeryczną wbudowaną w programie Mathematica. The paper is presented method of calculation of steady states in three-phases matrix-reactance frequency converters (MRFC), in which voltages and currents are transformed by the control signal with two pulsations. A solution of non-stationary differential equations with periodic coefficients that describe this system is obtained using by Galerkin’s method and an extension of equations of one variable of time to equations of two variables of time. The results of calculations are shown in a example three-phases MRFC with buck-boost topology and compared with the numerical method embedded in the program Mathematica. Marcin Kamiński, Mateusz Dybkowski Analiza układu bezczujnikowego wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym z estymatorem MRAS^CC z neuronowym mechanizmem wyznaczania prędkości kątowej Analysis of the sensorless vector control of induction motor with MRAS^CC estimator and neural model applied for speed calculation W referacie przedstawiono analizę bezczujnikowego układu wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym z estymatorem MRAS^CC, w którym klasyczny regulator PI w torze adaptacji prędkości kątowej estymatora, zastąpiono siecią neuronowa uczoną on-line. Zastosowany został model typu ADALINE. Estymator MRAS^CC wykorzystano do odtwarzania strumienia oraz prędkości kątowej wirnika. Sprawdzone zostały właściwości nowego estymatora w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej oraz w przypadku błędnego oszacowania parametrów elektrycznych i mechanicznych układu napędowego. This paper presents analysis of the sensorless vector control structure of the induction motor with MRAS^CC estimator, where classical PI controller in adaptation loop of the speed calculation is replaced by the neural model trained on-line. The ADALINE model was implemented. Estimated state variables are: the rotor flux and angular speed. Developed estimator was tested in a wide range of angular speed changes and in case of changes of electrical and mechanical parameters of the drive system. Piotr Serkies Analiza wybranych struktur sterowania pozycją napędów z połączeniem sprężystym Analysis of selected structures of position control drives with elastic coupling W referacie przedstawiono porównanie wybranych metod sterowania pozycją napędów z połączeniem sprężystym. W badaniach wykorzystano pełny predykcyjny regulator położenia, zmodyfikowany kaskadowy regulator położenia bazujący na predykcyjnym regulatorze prędkości, oraz regulator oparty na prawie sterowania FDC. We wstępie przedstawiono metody wykorzystywane do pozycjonowania napędów z połączeniem sprężystym. W kolejnych rozdziałach przedstawiono model napędu oraz opisano proponowane metody. Rozważania teoretyczne zostały zweryfikowane w badaniach symulacyjnych oraz eksperymentalnych. Na podstawie przeprowadzonych badań dokonano krytycznej analizy porównawczej. This paper presents a comparison of selected methods in position control of drives with elastic coupling. The study used a full predictive position controller, modified cascade position controller based on predictive speed control loop, and the structure based on the FDC method. In the introduction present the methods used for positioning drives with elastic coupling and using of the FDC method. The next chapters present model of issue drive and describes the proposed control structure. Theoretical considerations have been verified in simulation and experimental studies. Based on the survey was carried out a critical comparative analysis. Andrzej Ruszewski, Andrzej Sobolewski Badania porównawcze układów regulacji z regulatorami niecałkowitego rzędu Comparative studies of control systems with fractional controllers W pracy przedstawiono praktyczną realizację regulatora niecałkowitego rzędu w sterowniku National Instruments sbRIO-9631 programowanym w środowisku LabView. W celu wyznaczenia dyskretnej transmitancji aproksymującej transmitancję ciągłą regulatora niecałkowitego rzędu wykorzystano rozwinięcie transmitancji niewymiernej w ułamek łańcuchowy i przyjęcie skończonej liczby elementów tego rozwinięcia. Obiektem regulacji jest model zespołu silnik - generator z silnikiem prądu stałego. Wielkością regulowaną jest prędkość obrotowa wału silnika. The paper presents the realization of fractional order controller implemented in National Instruments sbRIO-9631 controller programmed in LabView. In order to digitally realize the fractional order controller transfer function, operator-based continuous fraction expansion (CFE) scheme is applied. DC motor – generator plant model is used as the controlled system. The controlled variable is the speed of the rotor. Dariusz Sobczyński, Małgorzata Łatka, Wiesława Malska Badania układu napędowego z wysokoobrotowym trójfazowym silnikiem indukcyjnym Investigation of high-speed three phase induction motor drive W obecnie spotykanych rozwiązaniach w napędach małej mocy stosuje się silniki wysokoobrotowe komutatorowe. Są to jednak układy o małej sprawności energetycznej i dużym koszcie produkcji (wykonanie komutatora). Przyszłość przedmiotowych napędów, zwłaszcza w sprzęcie gospodarstwa domowego, elektronarzędziach a także lotnictwie to układy napędowe z silnikami wysokoobrotowymi bezkomutatorowymi. Do grupy tej można zaliczyć m.in. silniki indukcyjne, silniki z magnesami trwałymi, silniki bezszczotkowe prądu stałego, itp. W artykule opisano układ napędowy oraz przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych silnika indukcyjnego wysokoobrotowego małej mocy, zasilanego napięciem o częstotliwości 667Hz z przemiennika częstotliwości. At the present common solutions in low-power drives high-speed brush motors are used. However, these are systems of low energy efficiency and high cost of production. Future in question drives, especially in household appliances, power tools as well as aviation are drive systems with high-speed brushless motors. This group may include, among others induction motors, permanent magnet motors, BLDC motors etc. The article describes the drive system and presents the results of laboratory research of low-power, high-speed induction motor, supplied with a voltage frequency of 667Hz from frequency converter. Kamil Kiraga, Elżbieta Szychta Badanie wybranych własności elektrycznych i magnetycznych szyny kolejowej Research of selected electric and magnetic properties of railway rail W artykule przedstawiono metody pomiarowe służące do wyznaczenia właściwości elektrycznych i magnetycznych szyn kolejowych (szyna 60E1) używanych do budowy rozjazdów kolejowych. Znajomość własności elektrycznych i magnetycznych szyny jest niezbędna do analizy zjawisk zachodzących w strukturze wewnętrznej szyny podczas oddziaływania na nią silnego pola elektromagnetycznego. Własności elektryczne i magnetyczne posłużą również do opracowania modelu symulacyjnego grzania indukcyjnego rozjazdów kolejowych w przestrzeni 2D, 3D. The article presents measurement methods serving to determine electric and magnetic properties of rails (60E1) used to construct railroad turnouts. Knowledge of a rail’s electric and magnetic properties is necessary to analyse the phenomena in the rail’s internal structure when under impact of a powerful electromagnetic field. The electric and magnetic properties will also help to develop a simulation model of turnout induction heating in 2D and 3D space. Marcin Morawiec Bezczujnikowe sterowanie maszyną z magnesami trwałymi zasilaną z falownika prądu Sensorless control of permanent magnet synchronous motor supplied by current source inverter W referacie przedstawiono układ sterowania silnikiem z magnesami trwałymi PMSM zasilanym z falownika prądu. Przedstawiono sterowanie adaptacyjne z krokiem wstecz oraz obserwator adaptacyjny. Struktury układów regulacji są oparte na sterowaniu multiskalarnym. Wyprowadzono zależności określające zmienne sterujące maszyną. Przeprowadzono badania symulacyjne i eksperymentalne zaproponowanych układów regulacji. The control system of permanent magnet synchronous motor PMSM fed by current source inverter are presented in this paper. The adaptive backstepping control system and the backstepping speed observer are presented. The control systems based on multiscalar control. The mathematical equation was introduced. The simulation and experimental test was showed Konrad Urbański Bezczujnikowe sterowanie napędem z SSMT wyposażonym w histerezowy regulator prądu Sensorless control of the PMSM drive equipped with a hysteresis band current controller W pracy zostały przedstawione wyniki badań symulacyjnych napędu bezczujnikowego z silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych (SSMT). Prezentowany model napędu wyposażony jest w histerezowy regulator prądów fazowych. Zmienna częstotliwość załączania się kluczy falownika utrudnia przygotowanie sygnałów wejściowych obserwatora. Dodatkowym utrudnieniem jest wprowadzenie niezerowej rezystancji przewodów zasilających, której nie uwzględnia struktura obserwatora, co dodatkowo wpływa niekorzystnie na jakość odtwarzania położenia wału silnika. The paper presented the results of simulation studies sensorless drive with permanent magnets synchronous motor (PMSM). This model is equipped with a hysteresis band current controller. Variable frequency of the inverters switchings results in difficulty prepare the input signals of the observer. An additional difficulty is the introduction of non-zero resistance of power cables, which are not taken into account in the structure of the observer, which further adversely affects the quality of the position estimation of the motor shaft. Piotr Dobroń, Janusz Wiśniewski, Włodzimierz Koczara Bezczujnikowy układ napędowy z silnikiem z magnesami trwałymi o polu osiowym Sensorless control of PMSMAF using back to back converter Artykuł opisuje układ napędowy z silnikiem z magnesami trwałymi o polu osiowym. Układ napędowy zawiera prostownik aktywny oraz falownik silnikowy. Struktura sterowania falownikiem wykorzystuje do identyfikacji położenia biegunów wirnika metody bezczujnikowe. Dla niskich prędkości wirnika zastosowano metodę HPI, natomiast dla wyższych metodę estymacji strumienia skojarzonego. Układ sterowania prostownikiem oparto o sterowanie zorientowane względem wektora napięcia sieci. Sterowanie to zostało rozszerzone o możliwość regulacji napięcia UDC w funkcji prędkości silnika z magnesami trwałymi. Ponadto układ umożliwia pracę ze zwrotem energii do sieci zasilającej. The paper describes a drive system with an axial flux permanent magnet motor. The control scheme of the inverter uses sensorless methods for detecting of the rotor position of the axial flux motor. There is the sensorless HPI method used at standstill and at low speed. At high speed, the fundamental methods are used. The paper shows the drive system with sensorless controlled inverter and active rectifier. Therefore the drive system is able to return energy to the grid. Moreover, paper describes a DC voltage control as function of the speed of the motor. The active rectifier is controlled using the VOC strategy extended with dc voltage adjustment. Piotr Kołodziejek Bezinwazyjna metoda diagnozowania uszkodzenia wirnika silnika indukcyjnego klatkowego zasilanego z przekształtnika Noninvasive rotor fault diagnosis method for an inverter fed squirrel cage induction motor drive W artykule przestawiono propozycję oraz badania symulacyjne eksperymentalnej bezinwazyjnej metody diagnozowania uszkodzenia wirnika silnika indukcyjnego klatkowego przy założeniu zasilania przekształtnikowego. W porównaniu do dotychczas stosowanych metod diagnozowania uszkodzeń wirnika zaproponowana metoda nie wymaga obciążenia silnika, zablokowania wirnika, wymuszenia poślizgu, modyfikacji połączenia układu zasilania ani demontażu wirnika i może być stosowana niezależnie od sposobu pomiaru lub estymacji prędkości kątowej wału. This article presents a proposal, simulation and experimental results of noninvasive rotor fault diagnosis method for the inverter fed squirrel cage induction motor drive. Comparing to actual methods the proposed method does not require motor load, rotor brake, slip induction, supply system connection change or rotor disassembly and can be applied regardless the rotor speed measurement or estimation method. Michał Jeleń, Grzegorz Jarek, Kazimierz Gierlotka Bezpośrednie sterowanie momentu z wymuszeniem dynamiki silnika klatkowego i maszyny dwustronnie zasilanej Direct Torque Control Based Forced Dynamics Control of the Induction Motor and Doubly Fed Induction Machine W artykule zaprezentowano sterowanie wymuszające dynamikę (FDC) oparte na metodzie bezpośredniego sterowania momentu (DTC) w zastosowaniu do silnika asynchronicznego klatkowego i maszyny asynchronicznej dwustronnie zasilanej (MDZ). Przedstawiono ideę sterowania FDC, ideę metody DTC oraz specyficzne właściwości połączenia obu metod sterowania. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych oraz laboratoryjnych układów napędowych. Application of the forced dynamics control (FDC) based on the direct torque control method for the control of the squirrel-cage induction motor (IM) and doubly fed induction machine (DFIM) is presented in the paper. Idea of FDC and DTC method and specific properties of hybrid DTCFDC control system were described. Paper contains simulation and laboratory tests results of IM and DFIM working in three example dynamic modes and influence of moment of inertia on speed regulation. Wojciech Wojtkowski Cyfrowe metody generacji sygnałów PWM Digital methods of PWM signal generation W referacie przedstawiono wybrane zagadnienia związane z cyfrową modulacją szerokości impulsów. Opisano wybrane metody cyfrowej generacji sygnału PWM zarówno z wykorzystaniem układów programowalnych FPGA jak i sprzętowych bloków funkcjonalnych mikrokontrolerów AVR. A high-frequency, high-resolution DPWM circuit is one of the critical blocks for successful practical realization of digital PWM control for power converters. Some methods of digital PWM generation using FPGA and AVR microcontrollers are discussed in the article. In order to validate one of the discussed DPWM architecture, it was simulated using Quartus software and tested experimentally. Robert Wierzbicki, Czesław Tadeusz Kowalski Diagnostyka uszkodzeń stojana i wirnika silnika indukcyjnego pracującego w zamkniętej wektorowej strukturze sterowania prędkością Stator and Rotor Faults Detection in Direct Field Oriented Closed Loop Induction Motor Drive W artykule zaprezentowano przegląd rozwiązań oraz proponowaną klasyfikację systemów diagnostycznych układów napędowych. Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych z zastosowaniem rozszerzonego filtru Kalmana i rozszerzonego obserwatora Luenbergera do diagnostyki uszkodzeń stojana i wirnika silnika indukcyjnego zasilanego z przemiennika częstotliwości PWM, pracującego w zamkniętej wektorowej strukturze sterowania. Uzyskane wyniki eksperymentalne potwierdzają przydatność metody estymacji rezystancji uzwojenia stojana i wirnika do wykrywania i oceny stopnia uszkodzenia silnika indukcyjnego. In this paper the classification of diagnostic method for electric drives are proposed. Possibilities of application the extended Kalman filter and extended Luenberger observer to stator and rotor fault detection of induction motor fed by PWM inverter are presented. Rotor and stator resistance as additional electromagnetic state variables are selected. The estimated stator resistance is used for an evaluation of the stator winding condition and short-circuits detection. The estimated rotor resistance is used for an evaluation of the rotor broken bars detection. Detailed analyses of experimental results for induction motor working in direct field oriented closed loop control are presented. The experimental proved theoretical assumption and demonstrated extended observers suitability to inverter fed induction motor faults detection. Krzysztof Tomczuk, Piotr Mazurek, Marcin Parchomiuk Elektroniczny statecznik do lamp metalohalogenkowych z zastosowanie diod z węglika krzemu Electronic ballast for halide lamps with silicone carbon (SiC) diodes W artykule przedstawiono elektroniczny statecznik o mocy 400 W do zasilania lamp metalohalogenkowych. W układzie zastosowano diody z węglika krzemu, które umożliwiają zmniejszenie strat mocy w układzie przekształtnika pracującego z częstotliwością 60 kHz In the article author describes a 400 W electronic ballast for halide lamps. In this application a SiC diodes has been used and reduces power loses in the converter circuit which operate at frequency of 60 kHz. Mateusz Dybkowski, Teresa Orłowska-Kowalska Estymacja prędkości i wybranych parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego w bezczujnikowym układzie napędowym Speed and chosen motor parameters estimation for the sensorless induction motor drive system W artykule przedstawiona została analiza pracy bezczujnikowego układu wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym z estymatorem strumienia i prędkości typu MRAS oraz dodatkowymi estymatorami wybranych parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego. Wykonane zostały badania wpływu zmian parametrów silnika na pracę napędu bezczujnikowego bez dodatkowych estymatorów i z estymatorami parametrów w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej i momentu obciążenia. Zaproponowane zostało oryginalne rozwiązanie pozwalające na równoczesną estymację prędkości i strumienia wirnika, rezystancji stojana i wirnika oraz reaktancji magnesującej, umożliwiające pracę bezczujnikowej struktury sterowania w układach, w których dochodzi do stosunkowo dużych zmian parametrów schematu zastępczego. Wyniki badań symulacyjnych zostały zweryfikowane na stanowisku laboratoryjnym. The paper deals with the speed sensorless induction motor drive with MRAS type speed and flux estimator. The proposed control structure has been equipped with additional estimators of the induction motor parameters. Dynamical performance of the vector controlled system under motor parameter changes, with and without additional parameter estimators have been tested in a wide speed and load torque range. The original solution for the simultaneous estimation of the rotor speed and flux, stator and rotor resistance as well as magnetizing reactance was proposed. It enables the sensorless operation of the drive system in a wide range of the motor parameter changes. The simulation tests have been verified in the laboratory set-up. Marcin Kasprzak Falownik klasy DE 13,56 MHz/450 W – wpływ nieliniowej pojemności wyjściowej tranzystora Mosfet na sterowanie metodą AM 13.56 MHz/450 W Class DE Inverter - Influence of Nonlinear Mosfet Output Capacitance on AM Modulation W artykule przedstawiono wyniki badań falownika klasy DE sterowanego metodą AM. Wyznaczono teoretyczne charakterystyki sterowania mocy wyjściowej uwzględniające wpływ nieliniowej pojemności wyjściowej tranzystora. Opisano elementy falownika: układ sterowania, półmostek tranzystorów Mosfet oraz odbiornik rezonansowy z opornikiem 50 Ω. Przedstawiono oscylogramy dla kilku napięć zasilania, zmierzone charakterystyki sterowania mocy oraz wyniki obliczeń sprawności (71-81%). Podano wytyczne projektowe dla falownika sterowanego metodą AM. Results of study of AM controlled Class DE inverter have been presented in the paper. The output power control theoretical characteristics with influence of nonlinear Mosfet output capacitance have been determined. Modules of the inverter were described: control circuit, half-bridge Mosfet power board and resonant load with 50 Ω resistor. Oscillograms, measurements of output power characteristics and inverter efficiency calculation (71-81%) were presented. Zbigniew Krzemiński Identyfikacja parametrów maszyny indukcyjnej z zastosowaniem obserwatorów prędkości Identification of parameters of induction machine with application of speed observers Zaproponowano ogólną strukturę obserwatora prędkości maszyny indukcyjnej. Przeanalizowano funkcję Lapunowa dla błędów odtwarzanych zmiennych i wskazano sposób doboru współczynników wzmocnienia prowadzący do uproszczenia struktury obserwatora. Podano algorytmy identyfikacji parametrów maszyny indukcyjnej z wykorzystaniem właściwości układu regulacji zmiennych modelu multiskalarnego maszyny indukcyjnej. An universal structure of the speed observer is proposed for the induction machines. Lapunov function for errors of estimated variables has been analyzed a method of pointing out the observer gains leading to simplification of the observer structure has been proposed. Algorithms has been shown for identification of induction machine parameters with application of properties of control system for variables of multiscalar model of the induction motor. Tadeusz Stefański, Łukasz Zawarczyński Identyfikacja parametryczna modeli matematycznych silników ze wzbudzeniem od magnesów trwałych Parametric identification of PM motor mathematical models Analizowano problem modelowania matematycznego i identyfikacji parametrycznej silników ze wzbudzeniem od magnesów trwałych, tj. silnika bezszczotkowego prądu stałego z komutatorem elektronicznym (BLDC) oraz silnika synchronicznego (PMSM). Silniki zasilano z falownika napięcia. Do identyfikacji parametrycznej modeli matematycznych silników zastosowano numeryczną metodę optymalizacji statycznej Box’a (metoda complex). Badania laboratoryjne przeprowadzono w układzie napędowym z silnikami o mocy 3 kW. The problem of mathematical modelling and parametric identification of brushless dc (BLDC) and permanent magnet synchronous (PMSM) motors was analysed. Identified parameters were determined on the base of the appropriate measurements of the motor quantities in transient and steady state. The numerical Box’s method of static optimisation has been applied in parametric identification of the motor mathematical models (complex method). The experimental verification was carried out for the laboratory model of the inverter-fed motor drives (3 kW). Grzegorz Tadra Implementacja kaskadowego matrycowo-reaktancyjnego przemiennika częstotliwości o modulacji wektorowej Implementation of the Cascade Matrix Reactance Frequency Converter using Space Vector Modulation method Przedmiotem artykułu jest układ kaskadowego matrycowo-reaktancyjnego przemiennika częstotliwości (KMRPC) o bezpośredniej modulacji wektorowej i czterostopniowej strategii komutacji. Prezentowany bezpośredni przekształtnik AC/AC pozwala na uzyskanie napięcia wyjściowego o zadanej częstotliwości oraz wzmocnieniu napięciowym typu buck-boost dodatkowo poprawa wejściowego współczynnika mocy jest możliwa. W artykule przedstawiono opis topologii oraz sterowania KMRPC. W celu potwierdzenia właściwości układu zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych. In this paper Cascade Matrix Reactance Frequency Converter (CMRFC) with direct space vector modulation and four step commutation strategy is analyzed. Presented direct AC/AC converter allows to create output voltages with desired frequency and buck-boost voltage transfer ratio, furthermore input power factor improvement is possible. Description of CMRFC structure and control is presented. In order to confirm its features some simulation and experimental results are presented. Grzegorz Tarchała Kaskadowe struktury sterowania ślizgowego w zastosowaniu do napędów z silnikami indukcyjnymi Cascade sliding-mode control of the induction motor drives W artykule przedstawiono zastosowanie sterowania ślizgowego w sterowaniu momentem, prędkością i położeniem wału silnika indukcyjnego. Pokazane i porównane zostały zarówno metody sterowania klasycznego, bezpośredniego, jak i metody wykorzystujące kaskadowe połączenia kilku regulatorów ślizgowych. In the paper the Sliding-Mode theory application in control of torque, speed and position of the induction motor is presented. The classical, direct control methods, as well as the cascade sliding-mode control methods are shown and compared. Arkadiusz Lewicki Kompensacja czasu martwego w wielofazowych, wielopoziomowych falownikach napięcia Compensation of dead-time effect in multiphase, multilevel Voltage-Source Inverters Poprawna kompensacja wpływu czasów martwych na napięcie wyjściowe falownika wymaga określenia potencjałów podanych za pośrednictwem diod zwrotnych do zacisków maszyny w czasie, gdy tranzystory falownika pozostają wyłączone. Algorytmy kompensacji wpływu czasów martwych wykorzystują informację o kierunkach przepływu prądów fazowych, zmierzonych na początku okresu impulsowania za pośrednictwem przetworników analogowo-cyfrowych. Opóźnienia pomiędzy chwilą pomiaru prądów fazowych a czasem, w którym generowany jest wektor napięcia wyjściowego są najczęstszą przyczyną powstawania błędów przetwarzania energii elektrycznej. W artykule zaproponowano metodę kompensacji wpływu czasów martwych, w której wykorzystano dodatkowe wyniki pomiarów prądów fazowych falownika celem określenia napięć podanych do zacisków maszyny podczas trwania czasu martwego. Proper dead-time effect compensation requires determination of DC-link potential, connected to motor clamps when inverter transistors are switched-off. Dead-time effect compensation algorithms base on information of phase current directions, measured at the beginning of an impulse period. The delay between the moment of current measurement and the moment of transistor commutation has an influence on correctness of inverter output vector generation. In this paper, the dead-time effect compensation strategy is proposed. Proposed solution bases on application of additional current measurement in order to determine the changes of inverter output voltage vector, caused by dead-time. Jarosław Tępiński, Janusz Wiśniewski, Włodzimierz Koczara Kompensator mocy biernej dla elektrowni wodnej z generatorem indukcyjnym Reactive power compensator for hydropower plant with an induction generator W artykule przedstawiono zagadnienia kompensacji mocy biernej w małych elektrowniach wodnych z generatorem indukcyjnym. Omówiono kompensację kondensatorową oraz zaproponowano zastąpienie jej przekształtnikowym układem kompensacji mocy biernej. W artykule przedstawiono metodę sterowania aktywnym kompensatorem oraz pokazano wyniki badań komputerowych. Opracowana metoda sterowania została zweryfikowana na stanowisku laboratoryjnym z silnikiem indukcyjnym o mocy 7.5 kW. The paper presents a reactive power compensation for small hydropower plants with an induction generator. The classic compensation with capacitors is discussed. The paper proposes improvement of such compensation. Instead capacitors, the power converter can be used to reactive power compensation. The control structure and simulation results are presented. The laboratory tests has been done on 7.5 kW induction generator. Marek Michalczuk, Lech Grzesiak, Bartłomiej Ufnalski Litowo-superkondensatorowe hybrydowe źródło energii dla miejskiego pojazdu elektrycznego A lithium battery and ultracapacitor hybrid energy source for an urban electric vehicle W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych ukazujące korzyści hybrydyzacji źródła energii dla miejskiego samochodu elektrycznego. Podstawowy magazyn energii oparty na ogniwach LiFePO₄ eksploatowany w niskich temperaturach znacząco pogarsza swoją wydajność, obniżając zasięg i możliwości dynamiczne pojazdu. Poprawę właściwości można uzyskać wspierając podstawowy magazyn superkondensatorowym magazynem energii. Na podstawie stworzonego modelu hybrydowego źródła energii pokazano zalety stosowania dodatkowego źródła. In this article simulation results of hybrid energy source performance for a small urban electric car are presented. The main energy storage based on LiFePO₄ cells exploited at low temperatures deteriorates significantly performance reducing range and dynamics of the vehicle. An improvement of properties can be achieved through supporting the main storage by an ultracapacitor energy storage. Based on the developed hybrid energy source model the advantages of usage of an additional source are presented. Marcin Paprocki, Krystian Erwiński, Lech Grzesiak Minimalizacja błędów nadążania w wieloosiowych maszynach CNC poprzez zastosowanie sterowania predykcyjnego z neuronowym modelem obiektu regulacji Tracking error minimization in multi axis CNC machines using predictive control with neural plant model W układach sterowania maszyn numerycznych CNC istnieje możliwość zmniejszenia błędów odzwierciedlenia zadanej trajektorii ruchu oraz poprawienia dokładności wykonania elementów obrabianych poprzez wykorzystanie sterowania optymalnego. W proponowanym algorytmie sterowania użyto neuronowego modelu obiektu regulacji oraz sterowania predykcyjnego. Błędy obróbki są kompensowane poprzez modyfikację zadanej trajektorii ruchu. In CNC multi axis machine control systems it is possible to decrease motion trajectory errors and increase manufacturing precision by using optimal control. The proposed algorithm uses a neural network plant model and predictive control. Machining errors are compensated by modification of the reference trajectory. Elżbieta Bogalecka, Tomasz Rubanowicz Modele farmy wiatrowej na potrzeby prognozowania mocy Wind farm model for the prediction purposes Krótkookresowe (z horyzontem 24-48 h) prognozowanie mocy farmy wiatrowej wymaga adekwatnego modelu uwzględniającego nie tylko wiatr (prędkość i kierunek) jako wymuszenie, ale także inne czynniki jak m.in.: właściwości i układ sterowania elektrowni wiatrowej, przesłonięcie, temperatura, profil pionowy, dynamika wiatru. Modele można podzielić na: fizykalne, statystyczne i behawioralne. W artykule przedstawiono wybrane modele mocy parku wiatrowego: AR, fizykalny i oparty na sieci neuronowej. Skuteczność modeli sprawdzono wykorzystując dane z rzeczywistej farmy wiatrowej. Prediction (24-48 h ahead) of the wind farm power is done on the basis of the model that takes into account wind generator characteristics, wind speed and direction and also disturbances (like shadow, wind profile, temperature, wind dynamics). Physical, statistical and behavioral models are used to solve the problem. In the paper selected models are presented: regression based, physical and neural network based. Model validation is done on the basis of the real wind farm data. Krzysztof Pieńkowski Modele i sterowanie silnika indukcyjnego z dwoma uzwojeniami stojana Models and control of dual star induction motor Przedstawiono dwie metody analizy silnika indukcyjnego klatkowego z dwoma uzwojeniami stojana. Dla każdej metody analizy sformułowano równania wektorowe modeli matematycznych silnika i podano interpretacje obwodowe równań silnika dla tych modeli. Przedstawiono i omówiono wybrane układy sterowania polowo-zorientowanego (IFOC i DFOC) oraz bezpośredniego sterowania momentem (DTC) silnika indukcyjnego z dwoma uzwojeniami stojana. The two types of analysis methods of dual star squirrel-cage induction motor are presented. The mathematical vector equations of the motor for each method of analysis are formulated the circuit interpretations of equations are given. The chosen control systems of field-oriented control (IFOC and DFOC) and direct torque control (DTC) of the motor have been presented and discussed. Adam Penczek, Robert Stala, Łukasz Stawiarski, Miłosz Szarek, Andrzej Mondzik Modelowanie i realizacja praktyczna symulatora sprzętowego systemów fotowoltaicznych z wykorzystaniem układów FPGA Modeling and practical realization of Hardware-in-the-Loop FPGA based photovoltaic system simulator W artykule opisano stanowisko badawcze do modelowania i weryfikacji w czasie rzeczywistym systemów pozyskiwania energii elektrycznej z paneli fotowoltaicznych. Do implementacji modeli wykorzystano, specjalnie w tym celu zaprojektowane, karty z układami FPGA (rodzina Cyclone III) wyposażone w interfejs cyfrowy oraz 4 kanały z szybkimi przetwornikami C/A. W artykule przedstawiono wyniki uzyskane w efekcie symulacji oraz porównano je z wynikami pomiarów układu rzeczywistego. The article presents a test bench for modelling and real-time verification of photovoltaic systems. For the model implementation, specially designed card with FPGAs IC (Cyclone III family), digital interface and 4 channel fast DAC converters were used. The article presents simulation results in comparison with experiment results. Paweł Szcześniak, Zbigniew Fedyczak, Grzegorz Tadra Modelowanie matrycowo-reaktancyjnych przemienników częstotliwości o modulacji wektorowej Modeling of the matrix-reactance frequency converters using SVM method Artykuł dotyczy modelowania matrycowo-reaktancyjnych przemienników częstotliwości (MRFC) o modulacji wektorowej. W artykule przedstawiono opis modelowania układu MRPC o topologii buck-boost I, za pomocą metody uśrednionych zmiennych stanu i dwuczęstotliwościowej transformacji dq. Ponadto przedstawiono wyniki analizy teoretycznej i badań eksperymentalnych modelu laboratoryjnego. This paper deals with modeling of matrix-reactance frequency converters (MRFC) using space vector modulation (SVM). In this paper the description of the modeling process of MRFC based on buck-boost I topology are presented. Furthermore the results of theoretical analysis and experimental investigation of the laboratory model are shown. Krzysztof Jakub Szwarc, Artur Cichowski, Janusz Nieznański, Paweł Szczepankowski Modelowanie wpływu pojemności pasożytniczych oraz czasu martwego na napięcia wyjściowe falowników wielopoziomowych typu NPC Modeling the Effect of Parasitic Capacitances on the Dead-Time Distortion in Multilevel NPC Inverters Przedstawiono wpływ pojemności pasożytniczych na zniekształcenia napięcia wyjściowego wielopoziomowych falowników typu NPC spowodowane wprowadzeniem czasu martwego. Opracowany model pozwala na dokładny opis zniekształceń napięcia oraz jego precyzyjną kompensację, znacząco poprawiając jakość formowanego napięcia w szczególności w porównaniu z metodami kompensacji nie uwzględniającymi wpływu pojemności pasożytniczych. Pojemność pasożytnicza została zamodelowana jako szeregowo – równoległe połączenia pojemności pasożytniczych tranzystora oraz pojemności kabla i obciążenia. A simple model is derived and verified for evaluating the effect of parasitic capacitances on the dead-time related voltage distortion in multilevel NPC voltage source inverters. The model permits well-defined and precise compensation of dead-time distortion, exhibiting meaningful improvement on compensation methods neglecting the effects of parasitic capacitances. A simple formula is given for evaluating the capacitances as serial / parallel connections of transistor capacitances and external capacitances (introduced by the cables and load). Krzysztof Kulikowski Modyfikowane algorytmy bezpośredniej regulacji mocy przekształtnika AC/DC współpracującego z siecią Modified algorithms of direct power control for AC/DC converter with the cooperation of network W artykule zwięźle opisano metody bezpośredniej regulacji mocy DPC (direct power control) dwu- i trójpoziomowego przekształtnika AC/DC, ich modyfikowane algorytmy DPC 3x2-δ i DPC 5x2-δ oraz metody DPC-3Am (direct power control 3 areas) i DPC-3L-3A 3Am (direct power control 3 levels 3 areas). Wyniki badań wymienionych metod posłużyły do ich porównania na podstawie średniej częstotliwości przełączeń i odkształceń prądu pobieranego z sieci. The paper briefly describes direct power control methods for two- and three-level AC/DC converters, their modified algorithms the DPC 3x2-δ and the DPC 5x2-δ as well as the DPC-3Am control method (direct power control 3 areas) and the DPC-3L-3Am (direct power control 3 levels 3 areas). Results of researches where used for compare described methods. Comparison of those methods based on an average value of switching frequency and the current distortion coefficient. Andrzej Dębowski, Daniel Lewandowski Napęd trakcyjny o obniżonej częstotliwości przełączeń Traction drive with reduced switching frequency W artykule przedstawiono koncepcję trakcyjnego napędu z silnikiem asynchronicznym zasilanym z falownika napięciowego, pracującego z obniżoną częstotliwością przełączeń kluczy, zasilanego z sieci trakcyjnej wysokiego napięcia. Dla takich warunków pracy napędu zaprojektowano nowy, prądowo - napięciowy układ sterowania. Algorytm sterowania napędu ma charakter prądowy (wektorowy) przy niskich prędkościach obrotowych silnika, a napięciowy (skalarny) - przy wysokich prędkościach. Zmiana rodzaju sterowania odbywa się płynnie i polega na bezuderzeniowym przełączaniu regulatorów prądu stojana przy przejściach między obiema strefami pracy napędu. W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych napędu asynchronicznego testowanego z silnikiem indukcyjnym o mocy znamionowej 250 kW. The article presents the concept of the traction drive with an asynchronous motor powered from a voltage inverter, working with a reduced frequency of switching keys, supplied with high voltage overhead line. For such drive work conditions a new current - voltage control system were designed. The drive steering algorithm has a current (vector) control property at low motor shaft speed, and voltage (scalar) control property - at high speed. Changing of the control type is fluent and depends on bumpless transfer of stator-current regulators between the two zones of drive working area. The article presents the results of simulation and experimental tests of an asynchronous drive with induction motor of rated power 250 kW. Than van Tran, Marcin Kamiński, Krzysztof Szabat Neuronowo-rozmyte estymatory zmiennych stanu układu napędowego z połączeniem sprężystym Neuro-fuzzy state estimators for the two-mass drive system W artykule przedstawiono zagadnienia związane z estymacją zmiennych stanu układu dwumasowego. Po krótkim wprowadzeniu zamieszczono model matematyczny obiektu badań wraz z rozważaną strukturą sterowania. Kolejno opisano system neuronowo-rozmyty typu TSK oraz użytą metodę klasteringu. Badania symulacyjne estymatorów przeprowadzono w otwartej i zamkniętej strukturze sterowania. Uzyskano wysoką dokładność odtwarzania zmiennych stanu układu dwumasowego (momentu skrętnego i prędkości obciążenia). Zaprojektowane estymatory przetestowano również dla danych rzeczywistych zarejestrowanych na stanowisku laboratoryjnym. In the paper the issues related to the estimation of the state variables of the two-mass system are presented. After short introduction the mathematical model of the drive and the control structure are introduced. The neuro-fuzzy system and used clustering method is described. The tests in open and closed loops are investigated. Very good estimation quality of the two-mass system state variable are obtained. The designed estimators has been tested for the real samples registered in laboratory set-up. Paweł Ewert Neuronowy detektor uszkodzeń łożysk tocznych silnika zasilanego z przemiennika częstotliwości Neural detector of rolling bearing faults in induction motors supplied from the frequency converter W artykule przedstawiono możliwość zastosowania detektorów neuronowych do wykrywania oraz identyfikowania uszkodzeń poszczególnych elementów konstrukcyjnych łożysk tocznych silnika indukcyjnego zasilanego z przemiennika częstotliwości. Do trenowania i testowania sieci neuronowej wykorzystano dane uzyskane z badań eksperymentalnych zrealizowanych na zestawie specjalnie przygotowanych łożysk z zamodelowanymi uszkodzeniami. Do uczenia i testowania zastosowano amplitudy charakterystycznych częstotliwości uzyskanych z analizy widmowej drgań mechanicznych oraz z analizy obwiedni. In the paper possibility of neural networks application for the detection of bearing faults (such as: balls, outer and inner races damages) in the induction motor supplied from the frequency converter is presented. The training and testing data of neural networks were obtained from the experiments carried out with a set of specially prepared bearings (with different damages). Magnitudes of the characteristic harmonics obtained from the spectral analysis of the mechanical vibrations and the envelope analysis were used for training and testing of the developed neural detectors. Dariusz Janiszewski Obserwator zmiennych stanu dla silnika synchronicznego o magnesach trwały zasilanego z przekształtnika z filtrem wyjściowym Observer for PMSM with output filter feed by converter W artykule przedstawiono obserwację zmiennych stanu silnika synchronicznego o magnesach trwałych zasilanego z przekształtnika z modulacją szerokości impulsów wyposażonym w wyjściowy filtr LC. Model dynamiczny filtru wyjściowego został w pełni uwzględniony podczas konstrukcji obserwatora. Sposób estymacji zakłada, że nie wykorzystywane są dodatkowe pomiary poza dostępnymi w przekształtniku. Sygnały prędkości i położenia wału silnika otrzymane na drodze estymacji poprzez bezśladowy filtr Kalmana. Przedstawiona weryfikacja symulacyjna pokazuje dobre zachowanie obserwatora wraz z układem sterowania. The paper describes an observer for a permanent magnet synchronous motor when the output voltage of the PWM inverter is filtered by an LC filter. The dynamics of the output filter are taken into account in the design of the observer. The use of the output filter does not require additional motor currents or voltages measurements. The speed and position are based on the estimation and are used for cascade control. Simulation results show the functionality of the proposed estimation and control method. Daniel Wojciechowski, Ryszard Strzelecki Obwód LCL dla systemów równoległej kompensacji aktywnej LCL Circuit for Shunt Active Power Compensation Systems W referacie przedstawiono ideę zintegrowanego obwodu LCL, mającego zastosowanie w kompensatorach aktywnych dużej mocy kompensujących prąd zasilający, złożonych z kilku modułów pracujących równolegle. Podano metodę doboru parametrów obwodu LCL dla kompensatorów równoległych, ze szczególnym uwzględnieniem współpracy z predykcyjnym regulatorem prądu opartym na modelu obiektu. Przedstawiono wyniki badań teoretycznych oraz wybrane pomiary uzyskane dla jednego z wdrożonych systemów kompensacji dużej mocy. The paper presents a concept of unified LCL circuit for a high power, active shunt compensation system with power modules operating in parallel. The method of LCL circuit design for active shunt compensators is given, which takes into account operation with model based predictive current controller. The results of analysis, as well as the exemplary measurements of selected, industry applied high power shunt compensation system are given. Andrzej Radecki Odporna regulacja wektora prądu stojana do sterowania tolerującego uszkodzenia napędów falownikowych Robust control of stator current vector for fault tolerant control of inverter drives W artykule została przedstawiona koncepcja sterowania tolerującego uszkodzenia falowników i wielofazowych silników prądu przemiennego oparta na odpornym regulatorze wektora prądu stojana. Syntezę przykładowego regulatora odpornego przeprowadzono z wykorzystaniem trójpołożeniowych regulatorów prądów fazowych silnika, realizowanych przez niezależne mostki H falownika napięciowego. W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i laboratoryjnych sterowania trójfazowym silnikiem indukcyjnym klatkowym z przerwaną fazą. In this article a fault tolerant control method of inverters and multi-phase AC motors was presented. A proposed approach is based on robust control of stator current vector. A sample robust controller using three-level regulators to independent control of each phase current was shown. The results of simulation research and laboratory tests for three-phase squirrel-cage induction motor with open phase was included. Krystian Erwiński, Lech Grzesiak, Marcin Paprocki, Kazimierz Karwowski, Andrzej Wawrzak Otwarty system sterowania maszynami CNC bazujący na komputerze PC z protokołem Ethernet Powerlink An open PC based CNC controller using the Ethernet Powerlink communication protocol W artykule przedstawiono system sterowania maszynami CNC zbudowany z: komputera PC z systemem operacyjnym czasu rzeczywistego Linux RTAI oraz serwonapędów komunikujących się poprzez magistralę Ethernet Powerlink. Zaprezentowano strukturę systemu sterowania oraz metodę implementacji stosu Ethernet Powerlink w systemie czasu rzeczywistego. Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych weryfikujących poprawność działania komunikacji z serwonapędami. In the article a CNC machine control system is presented comprising a PC based controller with Linux RTAI real-time operating system and servo drives communicating via Ethernet Powerlink protocol. Structure of the system and method of implementing the Ethernet Powerlink stack in the real-time system are presented. Experimental results are given that verify correct communication with the servo drives. Mieczysław Nowak, Piotr Grzejszczak, Mariusz Zdanowski, Roman Barlik Pomiary termiczne dla weryfikacji wartości strat łączeniowych w półprzewodnikowych przyrządach mocy Thermal measurement for verification of power losses in semiconductor switching devices Zaprezentowano prace badawcze mające na celu rozwinięcie metod pomiaru łączeniowych strat mocy w szybkich łącznikach półprzewodnikowych typu MOSFET lub IGBT. Przy projektowaniu przekształtników pracujących z dużą częstotliwością łączeń określenie strat łączeniowych na podstawie rejestrowanych przebiegów napięcia i prądu jest trudne i nie daje jednoznacznych wyników. W pracy przedstawiono metodę ilościowego wyznaczania strat energii przy załączaniu i wyłączaniu tranzystorów z wykorzystaniem obrazu pola temperaturowego, zarejestrowanego za pomocą kamery termograficznej. In the paper investigations dedicated to development of measurement methods of power loss in fast semiconductor switches such as MOSFET or IGBT are presented. During the design of converters with high switching frequencies the estimation of switching power losses based on recorded switch current and voltage waveforms is difficult and does not provide adequate results. The method of quantitative measurement of semi-conductor switch power losses with the use of thermal steady state picture registration is described and illustrated with laboratory result examples. Tadeusz Białoń, Arkadiusz Lewicki, Roman Niestrój, Marian Pasko Porównanie dwóch metod doboru parametrów proporcjonalnego obserwatora zmiennych stanu silnika indukcyjnego pracującego w roli modelu przestrajanego estymatora typu MRAS Comparison of two methods for selection of parameters of the proportional observer operating as an adaptive model of a MRAStype estimator W artykule opisano zagadnienia związane z odtwarzaniem prędkości kątowej silnika indukcyjnego przy wykorzystaniu estymatora typu MRAS. W celu poprawienia jakości działania, model przestrajany estymatora zastąpiono proporcjonalnym obserwatorem Luenbergera. Porównano dwie metody doboru wzmocnień obserwatora, analityczną i bazującą na algorytmie genetycznym. Dla obydwu przypadków przedstawiono również wyniki badań laboratoryjnych. The paper discusses problems connected with reconstruction of angular speed of the induction motor with use of a MRAS-type estimator. In order to improve estimator’s operation, its adjustable model has been replaced with proportional Luenberger observer. Two methods for selection of observer’s gains have been compared, analytical one and based on genetic algorithm. Experimental results for both cases have been presented as well. Adam Tomaszuk, Adam Krupa Porównanie tranzystorów mocy IGBT oraz MOSFET pracujących z diodami Si i SiC Comparison of Losses in Silicon and Silicon Carbide Power Transistors in Hard-Switched Applications Niniejsze opracowanie opisuje metodę pomiaru najważniejszych parametrów związanych ze stratami mocy w układach z tranzystorami IGBT, MOSFET i JFET pracującymi z obciążeniem rezystancyjno – indukcyjnym. Zaprezentowanych zostanie osiem konfiguracji, w których każdy z czterech tranzystorów pracuje ze zwrotną diodą z węglika krzemu (SiC) lub z diodą krzemową (Si). Układ pomiarowy testowany był przy różnych częstotliwościach pracy od 20 kHz do 150 kHz, jak też przy różnych wypełnieniach od 5% do 80% przy trzech poziomach napięcia zasilającego: 100V, 200V i 300V. Praca ta pokazuje, że użycie elementów SiC umożliwia poprawę wydajności oraz sprawności układu. This paper describes developed method for measuring the key power loss characteristics of an IGBT, MOSFET and JFET transistors with resistive-inductive load. The system will be presented in eight configurations for each transistor type: with freewheeling diode made of silicon carbide (SiC) and fast silicon diode (Si). The system has been tested across the frequency in the range of 20 kHz to 150 kHz and duty cycle of 5% to 80% at three supply voltage levels of 100V, 200V and 300V. The paper concludes that the use of SiC devices can further improve performance characteristics and efficiency of the circuit. Andrzej Sikorski, Marek Korzeniewski Predykcyjna regulacja momentu i strumienia silnika indukcyjnego – DTFC-P Predictive torque and flux control of induction motor – DTFC-P W artykule opisano nową predykcyjną metodę sterowania przekształtnika DC/AC zasilającego silnik indukcyjny DTFC-P (Direct Torque and Flux Control - Prediction). Bezpośrednią regulację momentu i strumienia zrealizowano przez wybór wektora napięcia przekształtnika zapewniającego najmniejsze błędy sterowanych wielkości. Właściwości zaproponowanego układu sterowania potwierdzono wynikami badań laboratoryjnych w stanach statycznych i dynamicznych (rozruch, nawrót). In the article a new predictive control method of DC/AC inverter fed induction motor is described DTFC-P (Direct Torque and Flux Control - Prediction). Direct torque and flux control were executed by choice the voltage vector of the inverter assuring the lowest errors controlled quantities. The properties of the proposed control system were confirmed by the results of laboratory investigations in steady and transient states (start-up, reverse). Piotr Serkies, Krzysztof Szabat Predykcyjny regulator prędkości napędu dwumasowego z rozmytą adaptacją ograniczeń Application of the Predictive speed controller with a fuzzy constraints adaptation to the two-mass drive system W referacie przedstawiono zagadnienia związane z zastosowaniem sterowania predykcyjnego w układzie dwumasowym. Omówiono budowę oraz działanie predykcyjnego regulatora prędkości, w którym poziom ograniczeń nakładanych na zmienne stanu podlega adaptacji w zależności od bieżącej wartości momentu obciążenia. Omówiono stosowane metody sterowania napędami z połączeniem sprężystym. W kolejnych sekcjach opisano zasadę sterowania predykcyjnego oraz proponowaną strukturę sterowania z rozmytym systemem adaptacji ograniczeń. Rozważania teoretyczne i symulacyjne zostały poparte badaniami eksperymentalnymi. In the paper issues related to the application of the model predictive control (MPC) are presented. The structure of the MPC controller in which the level of constraints on state variables is subject to the current operation work is described. The commonly-used method for the drive system with elastic joint are shortly discussed. In the following sections the idea of the MPC and the proposed control structure with fuzzy adaptation mechanism are introduced. The theoretical consideration are confirmed by the simulation and experimental tests. Paweł Bułkowski Projektowanie mostkowego przekształtnika DC/AC klasy E z rezonansem szeregowym w oparciu o optymalny punkt pracy Designing DC / AC E-Class bridge converter with a serial resonance based on the optimum operating point W artykule przedstawiono sposób projektowania mostkowego przekształtnika DC/AC klasy E, którego tranzystory przełączane są z zachowaniem ZVS oraz ZCS. Sterowanie przesyłem energii odbywa się poprzez zmianę częstotliwości przy stałym czasie wyłączenia. Dokonano analizy teoretycznej popartej odpowiednimi zależnościami oraz potwierdzono słuszność obliczeń poprzez symulację przekształtnika w środowisku PSPICE. In this article the way of designing DC/AC E-Class converter, whose transistors are switched at ZVS and ZCS. The control of energy transmission takes place by has been shown changing the frequency with constant off-time. Theoretical analysis supported by appropriate relations has been made and the correctness of calculations has been confirmed by the simulation of the converter in PSPICE environment. Bogdan Fabiański Przekształtnik napędu silnika reluktancyjnego przełączalnego Switched Reluctance Motor Drive Inverter Artykuł prezentuje zagadnienia analizy i realizacji konstrukcji przekształtnika dla silnika reluktancyjnego przełączalnego. Przedstawiono uzasadnienie wyboru topologii mostka, układów stowarzyszonych oraz rozwiązań z zakresu bezpieczeństwa. Zwieńczeniem publikacji jest opis projektu wykonawczego z uwzględnieniem najważniejszych aspektów konstrukcyjnych wraz z przykładowymi oscylogramami. In the article analysis and practical implementation of switched reluctance motor drive were presented. Validation of asymmetric bridge topology was shown as peripherals and safety solutions were. In the end, executive inverter PCB projects were described with the most important construction aspects included. Assumptions were confirmed with several examples of oscilloscope courses. Stanisław Jałbrzykowski, Tadeusz Citko Przekształtnikowy system transmisji energii ze źródła DC o niskim napięciu do sieci energetycznej A Converter Energy Transfer System from a Low Voltage DC Source to Power Grid W artykule przedstawiono dwie wersje układu przekształtnikowego umożliwiającego transmisję energii pomiędzy źródłem prądu DC o niskim poziomie napięcia do sieci energetycznej Przesył energii i przełączanie łączników obu przekształtników wspomagane jest przez zastosowany szeregowo-równoległy obwód rezonansowy. Sterowanie transmisją energii odbywa się przez zmianę częstotliwości, przy zachowaniu stałego czasu wyłączenia łączników. Własności i różnice zaprezentowanych układów zostaną udokumentowane wynikami badań symulacyjnych i laboratoryjnych. The energy transfer from the low voltage DC source to power grid using alternatively two versions of the DC-DC converters is discussed in the paper. The both versions of the converter are controlled by frequency changes with constancy of the transistor switch off time and both have a series parallel resonance circuit included. The properties and differences of the both presented propositions are documented by simulations and laboratory investigations results. Paweł Szczepankowski, Jakub Szwarc Realizacja modulacji bazującej na koncepcji wektorów wirtualnych z wykorzystaniem funkcji kształtu dla przekształtników trójpoziomowych NPC Implementation of Virtual Space Vector PWM based on shape functions W artykule opisano modulację szerokości impulsów bazującą na koncepcji wektorów wirtualnych z wykorzystaniem funkcji kształtu. Algorytmy modulacji PWM bazujące na funkcji kształtu są realizowane bez funkcji trygonometrycznych. Nieskomplikowana formuła wyznaczania wartości funkcji kształtu oraz jej właściwości pozwalają na efektywniejszą realizację obliczeń w procesorze oraz łatwiejszą implementację różnych algorytmów sterowania przekształtnikiem. An implementation of Virtual Space Vector PWM based on simple shape functions is presented. Proposed algorithms are calculated without trigonometric functions. A simple formula of duty cycle calculation as a shape function of finite element is an efficient new calculating method in PWM algorithms. New approach allows realizing faster variety of modulation technique. Sebastian Knychas Rekurencyjne regulatory neuronowo-rozmyte w adaptacyjnej strukturze sterowania prędkością układu napędowego Application of the adaptive recurrent neuro-fuzzy controllers to robust speed control of the drive system W artykule przedstawiono zagadnienia związane ze sterowaniem układu napędowego o zmiennym momencie bezwładności. W celu zapewnienia powtarzalnych przebiegów prędkości zastosowano adaptacyjną strukturę typu MRAS z przestrajalnym regulatorem neuronowo-rozmytym. Omówiono zbiory rozmyte wraz z podaniem ich cech charakterystycznych oraz przedstawiono analizowany typ rekurencyjnych regulatorów neuronowo-rozmytych. Głównym celem pracy była analiza wpływu rekurencji bloku rozmywania regulatora na właściwości dynamiczne układu. Otrzymane wyniki porównano do układu bez rekurencji. Przedstawiono wybrane badania symulacyjne pokazujące odporność układu sterowania na zmianę parametrów obiektu. Rozważania teoretyczne zweryfikowano na stanowisku laboratoryjnym. In the paper issues related to the control of the drive system with changeable parameters are presented. The adaptive MRAS-base control structure with a re-tunable euro-fuzzy controller is applied. The properties of the fuzzy sets and recurrent feedback is described. The main point of the work is a comparative analysis of the influence of the recurrent feedback on the properties of the control structure. The obtained results have been compared with the classical neuro-fuzzy structure. Selected simulation results are included in the paper as well as some experimental tests that confirm the theoretical investigations. Beata Zięba Rozwiązania stanu ustalonego w matrycowo-reaktancyjnym przekształtniku prądu przemiennego Steady-state solution of matrix reactance frequency converter W artykule zostały zaprezentowane metody analityczna i analityczno- numeryczna do rozwiązywania stanów ustalonych w trójfazowym matrycowo-reaktancyjnym przekształtniku częstotliwości prądu przemiennego (MRPC). Rozwiązanie niestacjonarnych równań rózniczkowych jest przedstawione na przykładzie MRPC o topologii typu boost. Otrzymane zostały rezultaty i porównane za pomocą metody analitycznej z przekształceniem d-q, analityczno-numerycznej metody Galerkina z rozszerzoną przestrzenią zmiennych czasu oraz metody numerycznej wbudowanej w programie Mathematica. In this paper there are presented analytical and analytical- numerical methods of calculation of steady states in three-phase matrixreactance frequency converters (MRFC). A solution of non-stationary differential equations is presented on an example of MRFC with boost topology. The results are developed and compared using the analytical method based on d-q transformation, analytical- numerical Galerkin’s method with an extension space of time variable and numerical methods embedded in the Mathematica program. Stefan Brock Sektorowe sterowanie ślizgowe dla napędu bezpośredniego z tarciem spoczynkowym Sector sliding mode for direct drive with static friction Stosunkowo niedawno zaproponowano metodę numeryczną iloczynu tensorowego transformacji modelu nieliniowego do postaci kombinacji model liniowych z odpowiednimi wagami. W artykule metoda ta została wykorzystana do zaprojektowania regulatora z ruchem ślizgowym dla napędu bezpośredniego z tarciem spoczynkowym. Wykorzystanie transformacji iloczynu tensorowego umożliwiło efektywne zastosowanie sektorów w przestrzeni stanu do redukcji zjawiska chatteringu. Zaprezentowane zostały wyniki badań symulacyjnych napędu bezpośredniego z silnikiem PMSM. The Tensor Product model transformation is a recently proposed technique for transforming nonlinear systems into combination of Linear Time Invariant systems. In paper this techniques is used to design the sliding mode controller for direct drive with static friction. This method allows sector design to reduce the chattering phenomena. Simulations results of a direct drive control with PMSM are presented Robert Stala Sprzętowa symulacja w FPGA charakterystyk paneli fotowoltaicznych na podstawie IEC 60891 FPGA-based Hardware Simulations of Photovoltaic Arrays On The Basis of IEC 60891 W artykule przedstawiono sposób realizacji symulacji czasu rzeczywistego charakterystyk paneli fotowoltaicznych na podstawie procedury zawartej w standardzie IEC 60891. Zastosowana metoda umożliwia sprzętową symulację w czasie rzeczywistym dużych systemów fotowoltaicznych, ze względu na znaczną efektywność obliczeniową i niewielkie wykorzystanie zasobów sprzętowych jednostki obliczeniowej w stosunku do wielu przedstawianych w literaturze metod. Artykuł przedstawia przykładową sprzętową implementację, w układzie FPGA, metody opartej na korekcji zmierzonej charakterystyki paneli fotowoltaicznych, prezentując wykorzystanie zasobów FPGA. The paper presents realization of real-time simulation of characteristics of photovoltaic (PV) arrays on the basis of procedure included in IEC 60891. The presented method enables hardware simulation of large PV arrays systems, due to high effectiveness of computing and utilization of hardware resources. The paper presents example of FPGA-based implementation of the method of correction of the measured characteristic of PV array with results of utilization of FPGA resources. Grzegorz Iwański Sprzężenie w przód od prądu obciążenia w układzie samodzielnej prądnicy dwustronnie zasilanej Load current feedforward in the standalone DFIG system Artykuł przedstawia metodę sterowania autonomicznej prądnicy dwustronnie zasilanej z wykorzystaniem sprzężenia w przód od prądu obciążenia. Regulacja prądu wirnika opiera się na współrzędnych kartezjańskich, podczas gdy sterowanie napięciem stojana odbywa się we współrzędnych biegunowych. Opisano modele prądnicy autonomicznej wyposażonej w kondensator filtrujący we współrzędnych kartezjańskich i we współrzędnych biegunowych. Opisano sposób odtwarzania kąta położenia wektora prądu wirnika względem układu wirującego zgodnie z wektorem napięcia stojana. Przestawiono wyniki symulacji komputerowych oraz wyniki weryfikacji laboratoryjnej na modelu małej mocy. The paper presents the method of control of the standalone power generation system with a double fed induction generator improved by the load current feedforward. The rotor current control is realized in Cartesian coordinates frame, whereas the stator voltage control is made in polar coordinates. Cartesian and polar coordinates models of standalone doubly fed induction generator, equipped with stator connected filtering capacitors, are described. Determination of the rotor current vector angle related to the d axis of synchronously rotated frame connected with the stator voltage vector are shown. Simulation of mathematical models and control methods as well as results of the tests of small power laboratory unit are presented. Mikołaj Busłowicz Stabilność ciągłych układów liniowych opisanych równaniem stanu o współmiernych niecałkowitych rzędach pochodnych Stability of continuous-time linear systems described by state equation with fractional commensurate orders of derivatives W pracy rozpatrzono problem badania stabilności liniowych ciągłych układów opisanych równaniem stanu o różnych współmiernych niecałkowitych rzędach pochodnych zmiennych stanu. Podano nową metodę badania stabilności. Jest to metoda częstotliwościowa bazująca na kryterium stabilności Michajłowa, znanym z teorii stabilności układów naturalnego rzędu. Rozważania zilustrowano przykładem. The stability problem of continuous-time linear systems described by the state equation with different fractional commensurate orders of derivatives of state variables has been considered. The new method for stability analysis has been given. The method proposed is based on the Mikhailov stability criterion known from the stability theory of natural order systems. The considerations are illustrated by numerical example. Dominik Górski, Janusz Wiśniewski, Włodzimierz Koczara Stan przejściowy przyłączenia do sieci generatora indukcyjnego z energoelektronicznym kompensatorem mocy biernej Grid connection transient of induction generator supported by electronic compensator of reactive power W artykule omówiono problem przyłączenia generatora indukcyjnego do sieci elektroenergetycznej oraz zalety wynikające z zastosowania aktywnego kompensatora mocy biernej. Omówiono metodę aktualnie stosowaną podczas przyłączania generatora do sieci oraz zaproponowano wykorzystanie kompensatora aktywnego do ograniczenia mocy biernej pobieranej z sieci, która jest niezbędna do wstępnego namagnesowania obwodu magnetycznego maszyny indukcyjnej. The paper presents three phase NPC converter which operates as parallel active compensator of reactive power of cage induction generator. The three level converter is used to reduce transient starting current of the generator connected to grid and in steady state operation. Simulation of the generating system with active compensator are confirmed by laboratory tests of the 7,5 kW induction generator. Stanisław Piróg, Marcin Baszyński, Andrzej Mondzik, Adam Penczek, Jarosław Czekoński, Stanisław Gąsiorek Stanowisko badawcze elektromechanicznego magazynu energii o mocy 100kW The Laboratory Model of 100kW Electromechanical Energy Storage System W artykule opisano stanowisko badawcze elektromechanicznego magazynu energii. Układ został zwymiarowany i wykonany na moc 100kW. Przedstawiono metodę doboru masy wirującej, zasadę sterowania oraz opis poszczególnych modułów układu. Zamieszczono przykładowe wyniki badań całego systemu. This paper describes the laboratory model of 100kW electromechanical energy storage system. In the article, idea of energy storage in rotating mass and its practical application was described. Experimental results for power electronics part of the system were presented. Tomasz Sobieraj Stanowisko do prototypowania algorytmów sterowania dla silników PMSM wyposażone w kartę FPGA Laboratory workstation for real-time control of PMSM using FPGA W artykule przedstawione zostało kompletne stanowisko laboratoryjne do testowania algorytmów sterowania silnikiem z magnesami trwałymi. Wszystkie bloki funkcjonalne napisane zostały w języku VHDL. Jako platforma sprzętowa wykorzystana została karta z układem FPGA (NI7853R) w środowisku LabView. Głównym celem zrealizowanych prac było zapoznanie się z możliwościami FPGA w środowisku LabView oraz przygotowanie odpowiednich interfejsów umożliwiających dalsze badania silników PMSM bez konieczności powtarzania czasochłonnych rekompilacji podstawowego algorytmu. Praca zawiera rezultaty przykładowych badań eksperymentalnych z silnikami PMSM na wykonanym stanowisku. This paper presents a laboratory stand for real-time control of permanent magnet synchronous motors, using high-speed signal processing technology (FPGA and real time system). All functional blocks were written in VHDL language. The laboratory workstation was designed using FPGA card (NI7853R) in LabView environment. The high-level goal of the work done was to learn more about possibility of FPGA in LabView environment and to prepare appropriate interfaces for further research PMSM motors without repeating time-consuming recompilation of the basic algorithm. The selected oscillograms illustrate results of control algorithms with PMSM drive. Adam Piłat Statyczna i dynamiczna konfiguracja programowanego sterownika analogowego na przykładzie aktywnej lewitacji magnetycznej Static and dynamic configuration of programmable analog controller exampled by active magnetic levitation Praca przedstawia statyczną i dynamiczną konfigurację parametrów układu regulacji zrealizowanego w warstwie sprzętowej programowanego analogowego sterownika przemysłowego. Bezpośrednie wykonywanie formuły regulatora jest realizowane przez procesor analogowy stanowiący element sterownika. Uruchomienie i rekonfiguracja regulatora zostały przedstawione dla systemu aktywnego magnetycznego zawieszenia. This elaboration present the static and dynamic configuration of the controller embedded into hardware layer of the programmable analog industrial controller. Signal processing is realized in the hardware layer by the analog signal processor, which constitutes the basic component of the developed controller. The static and dynamic configuration is illustrated for the active magnetic levitations system. Tomasz Binkowski Sterowanie bezczujnikowym napędem elektrycznym bezzałogowej platformy latającej Control of sensorless electrical drive in BAL W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań napędu elektrycznego hybrydowej, bezzałogowej platformy latającej (BAL). Z racji wymagań stawianych platformom latającym, istnieje konieczność stosowania rozwiązań z ograniczoną liczbą czujników. W tym celu przeprowadzono badania dwóch wersji napędu elektrycznego z silnikiem BLDC bez sprzężenia od mierzonej prędkości obrotowej. Uzyskane wyniki badań porównano ze sobą i sformułowano wnioski dotyczące realizacji praktycznej sterownika napędu. Przedstawione w artykule badania odnoszą się wyłącznie do zaproponowanych metod odtwarzania prędkości na podstawie pomiaru prądu. In the paper, there were presented the results of investigations on electrical drive of the hibrid flying platform (BAL). Due to the restrictions on the flying platforms it is necessary to use the solutions with limited number of sensors. For that purpose the investigation of two versions of electrical drives with BLDC motor without speed feedback were conducted. The obtained results were compared and conclusions regarding practical use of motor drive were made. The investigations depicted in the paper concern only the proposed methods of speed estimation based on current measurement. Dariusz Smugała, Mariusz Stosur Sterowanie elektromagnesami napędowymi dwuprzerwowych styczników elektromagnesowych prądu przemiennego Controlling of air double-break electromagnetic contactors equipped with AC driving electromagnets Celem publikacji jest przedstawienie praktycznego zastosowania wniosków z badań nad stycznikami elektromagnesowymi przeprowadzonymi w KAE PŁ. Testy laboratoryjne poparte symulacjami komputerowymi dały podstawy do stwierdzenia, że kontrolując sposób zasilania cewki napędowej elektromagnesu, można wpłynąć korzystnie na jego wybrane parametry dynamiczne załączania. Jako praktyczne wykorzystanie przeprowadzonych badań przedstawiono sterownik dedykowany dla elektromagnesów pracujących z dużą częstotliwością łączeń. The main goal of this paper is to present implementation in practice research performed at DEA-LUT at selected types of electromagnetic contactors. Laboratory measurements supported by computer simulations has brought conclusions that controlling the electromagnet coil feeding method, it is possible to optimize contactors selected making dynamic parameters. Implementation in practice proposal of circuit for controlling the contactor’s feeding method is presented in this paper additionally. Circuit is specially dedicated for contactors operating with large switching rate. Tomasz Tarczewski, Lech Grzesiak Sterowanie od stanu serwonapędu z silnikiem PMSM zasilanego z przekształtnika o sinusoidalnym napięciu wyjściowym State feedback control of the PMSM servo-drive with sinusoidal voltage source inverter Przedstawiono proces projektowania regulatora stanu odpowiedzialnego za kształtowanie napięcia wyjściowego filtra LC oraz regulatora stanu realizującego zadanie pozycjonowania serwonapędu. Dobór współczynników wzmocnień pracujących w strukturze kaskadowej regulatorów stanu przeprowadzono za pomocą optymalizacji liniowo-kwadratowej. Właściwości zaproponowanego układu regulacji zostały zweryfikowane w badaniach symulacyjnych. Designing process of the state feedback controller that shapes the LC filter output voltage and the state feedback controller that realizes servo-drive positioning was presented. Linear-quadratic optimization method was used to determine working with cascade structure feedback controllers coefficients. Properties of the proposed control system were verified in the simulation studies. Krzysztof Siembab, Krzysztof Zawirski Sterowanie pojazdem typu "dicykl" z napędem elektrycznym. Control of an electric diwheel W artykule przedstawiono skonturowany na Politechnice Poznańskiej prototyp pojazdu typu „dicykl” z napędem elektrycznym oraz omówiono problemy związane ze sterowaniem tego typu pojazdami. Pojazd ten posiada dwa boczne koła napędzane indywidualnie. Zaprezentowano aktualnie wykonywane prace oraz przedstawiono dalszy rozwój projektu. This paper describes a prototype of an electric diwheel that was constructed on Poznan University of Technology and presents troubles associated with control of that type of a vehicle. A dicycle is a novel vehicle consisting of two large outer wheels which are driven independently. Practical realization of the system and future projects ideas were presented. Krzysztof Rafał, Małgorzata Bobrowska-Rafał, Marek Jasiński Sterowanie przekształtnikiem AC-DC-AC elektrowni wiatrowej z magazynem energii w sieciowym i autonomicznym trybie pracy Control of wind turbine AC-DC-AC converter under gridconnected and islanding operation mode W artykule przedstawiono algorytm sterowania pracą pełnowymiarowego przekształtnika AC-DC-AC elektrowni wiatrowej. W trybie współpracy z siecią elektroenergetyczną zaimplementowano algorytm śledzenia mocy maksymalnej turbiny, nie wymagający zastosowania czujnika prędkości wiatru. W trybie pracy autonomicznej algorytm zapewnia zbalansowane zasilanie zarówno symetrycznych, jak i niesymetrycznych odbiorników trójfazowych dzięki zastosowaniu transformatora Dy. Aby ustabilizować napięcie w obwodzie pośredniczącym w stanach dynamicznych zastosowano dodatnie sprzężenie od mocy. Algorytm zweryfikowano na stanowisku laboratoryjnym o mocy 3kW. W celu poprawy parametrów pracy układu zaproponowano dodanie magazynu energii. Związane z tym modyfikacje w układzie sterowania zostały poparte wynikami symulacyjnymi. Paper presents control algorithm for a wind turbine full-scale AC-DC-AC converter. In grid-connected operation mode a maximum power point tracking algorithm is implemented, which does not require wind speed measurement. In islanding mode algorithm assures balanced threephase voltage during symmetrical and asymmetrical load conditions, thanks to Dy transformer. To stabilize DC voltage a power feedforward is applied. Algorithm has been verified on 3kW experimental setup. To improve system operation an energy storage system has been proposed. Suggested modifications of control algorithm are supported by simulation results. Marek Adamowicz, Jan Kamiński, Janusz Szewczyk, Zbigniew Krzemiński Sterowanie rozdziałem energii w układach przekształtnikowych pojazdów elektrycznych i źródeł odnawialnych Energy management in power electronics systems of pure electric vehicles and renewable energy generation systems W referacie omówiono wybrane zagadnienia sterowania rozdziałem energii zintegrowanych zasobników energii, zawierających akumulatory i superkondensatory, stosowanych w układach przekształtnikowych małej mocy. Przedstawiono charakterystyki statyczne współczynnika kd rozdziału energii zasobnika małego pojazdu elektrycznego zapewniającego minimalizacją strat energii w obwodzie DC oraz charakterystyki dynamiczne rozdziału energii w układach przekształtnikowych stosowanych do przekształcania energii źródeł odnawialnych. Pokazano badania symulacyjne i eksperymentalne przekształtnika typu LCCT-Z współpracującego z superkondensatorowym zasobnikiem energii. The paper discusses the energy management in power electronics systems containing energy storages. The example of the drive system of the small electric vehicle and the renewable generation system are considered. Simulation and experimental results of LCCT-Z source inverter are presented. Rafał Grodzki Sterowanie trójfazowego przekształtnika AC/DC z wykorzystaniem predykcyjnego algorytmu regulacji prądu Control of the three-phase AC/DC converter using the predictive algorithm of current control W artykule przedstawiono predykcyjną metodę sterowania trójfazowym przekształtnikiem AC/DC. Opisany algorytm bazuje na pryncypiach metody DPC (Direct Power Control). Dzięki zastosowaniu dodatkowej modulacji wektorowej możliwe jest całkowite zredukowanie uchybu wektora prądu w pojedynczym okresie próbkowania procesora, zmniejszenie tętnień prądu sieciowego i zapewnienie stałej częstotliwości przełączeń bez pogorszenia właściwości dynamicznych charakterystycznych dla metod nieliniowych. Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych, potwierdzające poprawność przeprowadzonej analizy. In this article the predictive control method of the AC/DC inverter is presented. Presented method is based on the Direct Power Control algorithm and the current error vector minimization criteria. The main assumption of the predictive algorithm is presented. The analysis correctness is acknowledged by the laboratory tests. Grzegorz Jarek Sterowanie wymuszające dynamikę maszyny dwustronnie zasilanej – analiza odporności na zmiany parametrów Forced Dynamics Control of the Doubly-fed Induction Machine – Robustness Analysis W artykule przeanalizowano wpływ zmiany parametrów maszyny dwustronnie zasilanej na poprawność działania metod sterowania wykorzystujących wymuszanie dynamiki. Wyznaczono symulacyjnie odchylenia prędkości, mocy biernej, momentu, amplitud prądów i strumieni skojarzonych stojana i wirnika od wartości odpowiadających nominalnym parametrom maszyny. W celu ilościowego porównania badanych metod wykorzystano wskaźnik wartości bezwzględnej błędu (IAE). Impact of changes of machine parameters on the properly operation of the doubly-fed induction machine with forced dynamics control system has been analyzed. Differences between actual and ideal values of speed, reactive power, torque and magnitudes of stator and rotor fluxes and currents have been computed. Integral value of error (IAE) has been used to allow direct compare of analyzed methods. Jacek Rąbkowski, Mariusz Zdanowski, Roman Barlik Sterowniki bramkowe dla tranzystorów z węglika krzemu (SiC) – przegląd rozwiązań Gate drive units for silicon carbide power transistors – an solutions overview Artykuł przedstawia przegląd rozwiązań sterowników bramkowych tranzystorów mocy z węglika krzemu. Omówiono kolejno przypadki tranzystorów złączowych (JFET) normalnie załączonych a także normalnie wyłączonych oraz sterowniki prądu bazy dla tranzystorów bipolarnych (BJT). Przedstawiono także wyniki badań eksperymentalnych – przebiegi prądów i napięć zarejestrowane w trakcie testów dwupulsowych, obrazujące procesy łączeniowe dla każdego z omawianych tranzystorów. The paper presents an overview of the gate drive units for Silicon Carbide power transistors. Solutions for two types of Junction Field Effect Transistors: normally-on and normally-off as well as base drive units for bipolar transistors (BJTs) are described. Experimental results – waveforms of the currents and voltages recorded during double-pulse tests are presented in order to illustrate switching behavior of discussed transistors. Jakub Dawidziuk Straty mocy w falowniku PWM z przyrządami półprzewodnikowymi z węglika krzemu Power Losses in PWM Inverters using Silicon Carbide Devices W artykule są badane straty mocy w falownikach PWM z przyrządami SiC. Straty mocy są określane poprzez modelowanie w różnych warunkach obciążenia. Do oceny strat przewodzenia używany jest uproszczony model przyrządu stanowiący szeregowe połączenie źródła napięcia i rezystora. Wyniki badań eksperymentalnych potwierdzają założenia teoretyczne. In this paper the power losses in PWM-VSI inverters using SiC devices are investigated. The power losses are determined by simulation based on the loss models for different load conditions. For the conduction loss evaluation the device models simplified to a voltage source in series with a resistor. Theoretical models are correlated well with the experimental data. Krzysztof Krykowski, Janusz Hetmańczyk, Zbigniew Gałuszkiewicz, Dawid Makieła Straty mocy w wysokoobrotowych silnikach PM BLDC Power losses in high-speed PM BLDC motors W artykule omówiono straty mocy występujące w wysokoobrotowych bezszczotkowych silnikach prądu stałego PM BLDC. Dokonano podziału na straty w uzwojeniach, obwodzie magnetycznym, straty mechaniczne oraz straty dodatkowe. W ostatniej części artykułu zamieszczono wyniki badań laboratoryjnych, w których wykorzystano prototypowy wysokoobrotowy bezszczotkowy silnik prądu stałego własnej konstrukcji. Badania wykonano w zakresie prędkości do 50 000 obr/min. Power losses occurring in high-speed permanent brushless DC motor were described in the paper. Power losses were divided into load losses, core losses, mechanical losses and additional losses. Results of laboratory tests presented in final part of paper were obtained, using our own design prototype high-speed motor. Power losses were determined in range of speed up to 50 000 rpm. Robert Smoleński, Jacek Bojarski, Adam Kempski, Jarosław Łuszcz Sumaryczne zaburzenia przewodzone generowane przez grupę napędów asynchronicznych z modulacją deterministyczną i pseudolosową Aggregated Conducted Interferences Generated by Group of Asynchronous Drives with Deterministic and Random Modulation W pracy przedstawione zostały wyniki pomiaru zaburzeń przewodzonych generowanych przez trzy niemal identyczne asynchroniczne napędy przekształtnikowe, z modulacją deterministyczną i pseudolosową, przyłączone do wspólnego punku zasilania. Na podstawie uzyskanych wyników eksperymentalnych wykazano, że opisywana w literaturze przewaga modulacji pseudolosowej nad deterministyczną, w kontekście generowanych zaburzeń przewodzonych, jest efektem pomiarowym związanym z selektywnością odbiornika zaburzeń. This paper addresses the problems linked with electromagnetic interferences generated by group of three adjustable speed drives fed by frequency converters with deterministic and random modulation. Based on the experimental results it has been shown that decreasing of the conducted interferences in a case of random modulation is measuring phenomenon linked with selectivity of the EMI receiver. Adam Kuźma Symulacyjne badania trójfazowych czteroprzewodowych filtrów aktywnych pracujących z niesymetrycznym odbiornikiem Simulation studies of three-phase four-wire active filters working with asymmetrical receivers Celem pracy jest przedstawienie rozwiązań filtrów aktywnych stosowanych do kompensacji niesymetrycznych, nieliniowych odbiorników w systemie czteroprzewodowym oraz zbadanie właściwości wybranych konfiguracji na podstawie symulacji komputerowych przeprowadzonych w środowisku Matlab Simulink. Utworzone zostały modele symulacyjne filtrów aktywnych: trójgałęziowego z dzieloną pojemnością, czterogałęziowego, czterogałęziowego z dzieloną pojemnością oraz trójpoziomowego trójgałęziowego NPC z dzieloną pojemnością. Active filter solutions were included in the paper. Active filters compensate the negative proprieties of asymmetrical non-linear receivers in the four-wire power network. The following simulated models of active filters were created: Three-Leg Split-Capacitor, Four-Leg Full-Bridge, Four-Leg Split-Capacitor and 3-level Shunt APF neutral-point-clamped. The article includes the results of the simulations performed in the Matlab Simulink environment. Jacek Rusiński Szeregowo-równoległy kompensator aktywny w układzie sprzęgania źródeł rozproszonych z siecią elektroenergetyczną Series-parallel active compensator as a RES and power grid interconnection Obecnie coraz częściej w systemie elektroenergetycznym instalowane są odnawialne źródła energii (OZE). W celu odpowiedniego przesyłu energii z OZE do systemu elektroenergetycznego niezbędne jest stosowanie odpowiednich układów sprzęgających. W artykule przedstawiono przegląd literaturowy stosowanych układów sprzęgających oraz zaprezentowano koncepcję zastosowania w tym celu układu szeregowo-równoległego kompensatora aktywnego. Today in practice for generating electrical energy in energetic grid often are using renewable energy source (RES). For correct electrical energy transmission form the RES to energetic grid it is necessary apply interconnection system. In a paper are present conception of using series-parallel active compensator (S-PAC) as interconnection RES and energetic grid. Sebastian Giziewski Trójfazowy falownik napięcia z tranzystorami SiC JFET. Three-phase voltage source inverter with SiC JFET transistors W referacie przedstawiono konstrukcję oraz wyniki badań trójfazowego falownika napięcia zbudowanego z wykorzystaniem diod Schottky oraz tranzystorów JFET z węglika krzemu (SiC). Znacznie krótsze czasy przełączeń tych elementów w porównaniu z tranzystorami IGBT i diodami na bazie krzemu (Si) umożliwiają pracę układu z częstotliwością 100 kHz i wyższą. Małe energie przełączeń oraz mała rezystancja drenu tranzystorów SiC JFET pozwalają na budowę przekształtników o sprawności blisko 98%. Duża stromość narastania napięcia rzędu dziesiątek kV/µs powoduje problemy EMC oraz EMI. The paper presents the design and testing of three-phase voltage inverter built using silicon carbide (SiC) Schottky diodes and SiC JFETs. Lower switching times of these elements compared to IGBTs and diodes based on silicone (Si) allow operation with a frequency of 100 kHz and higher. Low switching energy and drain resistance allows for the construction of converters with an efficiency almost 98%. High rate of change of power devices voltages, up to hundreds of kV/µs cause EMC and EMI problems. Jan Iwaszkiewicz, Piotr Bogusławski, Antoni Krahel, Eugeniusz Łowiec Trójfazowy kompensator zaników napięcia z wielopoziomowym przekształtnikiem kaskadowym Three-phase Voltage Outages Compensator with Cascaded Multilevel Converter Przedstawiono opis rozwiązania laboratoryjnego wielopoziomowego systemu przekształtnikowego zawierającego superkondensatory wysokonapięciowe. Opracowany system może służyć jako zabezpieczenie wydzielonej sieci energetycznej przed zanikami lub zapadami napięcia. Opisano ideę działania i realizację wybranych bloków sterownika cyfrowego. In this article the laboratory prototype of the three-phase voltage outages compensator with high voltage supercapacitor as energy store was presented. Described system could secure islanded grid from voltage interruptions or sags. An idea of control methods and implementation of digital controller working blocks was shown. Marek Adamowicz, Jędrzej Pietryka, Sebastian Giziewski, Mariusz Rutkowski, Zbigniew Krzemiński Układy sterowania bramkowego tranzystorów z węglika krzemu SiC JFET w falownikach napięcia Two-stage DC-coupled gate drivers for SiC JFET based inverters Zastosowanie technologii węglika krzemu (SiC) w falownikach napięcia pozwala na zwiększenie częstotliwości przełączeń oraz temperatury pracy przyrządów półprzewodnikowych - co z kolei prowadzi do korzystnego zmniejszenia gabarytów i kosztów filtrów pasywnych falowników oraz układów chłodzenia. W celu zapewnienia minimalizacji strat oraz odpowiednich charakterystyk statycznych i dynamicznych szybkich tranzystorów z węglika krzemu wymagane jest zastosowanie zaawansowanych układów sterowania bramkowego. W referacie przedstawiono analizę teoretyczną, wyniki badań symulacyjnych oraz laboratoryjnych dwustopniowego układu sterowania bramkowego ze sprzężeniem typu DC dla tranzystorów SiC JFET 1200V 30A typu normally-off opracowanego na Politechnice Gdańskiej. W referacie przedstawiono charakterystyki statyczne i dynamiczne tranzystorów SiC JFET współpracujących z różnymi typami diod SiC Schottky'ego mocy. The SiC-based power inverters are expected to have lower losses and higher power density than silicon based DC-AC converters which are currently used in electrical drives and wind generation systems. The paper presents a low-cost two stage DC-coupled gate driver for normally off SiC JFETs. The prototype of above gate driver was worked out and investigated at the Gdansk University of Technology. Theoretical analysis, simulation results and static and dynamic characteristics of the 1200V normally off SiC JFETs operated with different types of SiC Schottky diodes are presented in the paper. Piotr Leżyński, Adam Kempski, Robert Smoleński Wektorowa technika modulacji ograniczająca napięcie zaburzeń wspólnych w trójpoziomowym falowniku napięcia. Space vector modulation techniques for common mode voltage elimination in tree-level voltage source inverter W artykule zaprezentowano wektorową technikę modulacji, która przyczynia się do ograniczania napięcia zaburzeń wspólnych w trójpoziomowych falownikach napięcia o topologii kaskadowej. W związku z dużą liczbą dostępnych stanów dla falowników wielopoziomowych sterowanie przy pomocy klasycznych technik wektorowych może być skomplikowane. Proponowana technika modulacji charakteryzuje się dużą prostotą przy implementacji, z uwagi na możliwość zastosowania dostępnych modulatorów wektorowych. In the paper a low common mode voltage vector modulation technique for the three-level cascaded voltage source inverter is presented. The large number of available states for multilevel inverters can make implementation vector control strategies complicated. The proposed modulation technique is simple to implement due to ability to use available vector modulators. Radosław Figura, Leszek Szychta, Roman Kwiecień Weryfikacja zmodyfikowanej metody AGT do wyznaczania współczynnika sprawności silnika indukcyjnego klatkowego The modified AGT method verification to determine efficiency coefficient of squirrel-cage induction motor W artykule została zaprezentowana zmodyfikowana metoda Air Gap Torque (AGT) do wyznaczania współczynnika sprawności silnika indukcyjnego klatkowego. Zaprezentowane również zostały wyniki badań będące kontynuacją prac nad zastosowanie metody AGT do estymacji współczynnika sprawności. W artykule dokonano weryfikacji proponowanej metody na kilku wybranych silnikach małych mocy. The modified air gap torque method to determine the efficiency coefficient of squirrel-cage induction motor was presented. The results of a continuation of work on the application of the method to estimate the efficiency coefficient also are shown. The verification of the proposed method on a few selected motors of small power are presented in this article. Cezary Masalski, Roman Muszyński Właściwości dyskretnego modelu napędu ze sprężystością w części mechanicznej oraz z regulatorem i obserwatorem stanu The discrete-time model of the drive with elasticity in the mechanical part and with state controller and observer Przedstawiono zagadnienie dyskretnego modelowania napędu z elastycznym połączeniem silnika z obciążeniem, zawierającego w części sterującej regulator i obserwator stanu. Analizuje się dokładność modelowania i symulacji dla dużej i małej dynamiki napędu wyrażającej się częstotliwością rezonansową w części mechanicznej o wartości 17,53 Hz i 124,6 Hz. Dla obydwu przypadków bada się pracę modelu układu otwartego i zamkniętego oraz pracę obserwatora a także wpływ okresu próbkowania i pominięcia opóźnień przy projektowaniu układu regulacji na pracę modelu. Są rekomendacje odnoszące się do wyboru właściwego kroku próbkowania modelu dyskretnego napędu. The problems of discrete modeling of the drive with elastic coupling the motor and load, containing the state controller and observer in the control structure. The accuracy of modeling and simulation is analyzed for high and low dynamic drive, i. e. for frequency of resonance in the mechanical part equal to 17,53 Hz and 124,6 Hz. For both cases the operation of the model of open- and close-loop system and observer is tested as well as influence of the sampling period and neglecting of the time-delay at designing the controller on the model operation is analyzed. The recommendations related to the choice of the proper sampling period for discrete-time model of the drive are given. Adam Sołbut Wpływ wybranych uszkodzeń silnika klatkowego na pracę układów napędowych z falownikami napięcia – badania laboratoryjne Influence of chosen squirrel-cage motor damages on voltage inverter fed motor drives – laboratory tests Artykuł prezentuje wyniki badań laboratoryjnych układów napędowych z uwzględnieniem wybranych uszkodzeń (uszkodzenia klatki wirnika, mimośród statyczny) silników klatkowych zasilanych z falowników napięcia. Zbadane zostały algorytmy umożliwiające diagnostykę maszyn w czasie normalnej eksploatacji napędu. Zbadano wpływ uszkodzeń na pracę maszyn sterowanych algorytmami bezpośredniej regulacji momentem (DTC, DTC-δ, DTC SVM), metodami skalarnymi (u/f = const) oraz orientacji wektora pola (dFOC, FOC PWM). Voltage inverter fed squirrel-cage motors laboratory tests results including chosen motor damages is presented in the paper. Algorithms providing on-line motor diagnostics had been shown. Influence of chosen motor damages during motor run using Direct Torque Control (DTC, DTC-δ, DTC SVM), scalar (u/f=const) and Field-Oriented Control (dFOC, FOC PWM) control methods had been examined Marek Korzeniewski, Andrzej Sikorski Wybrane problemy współpracy małej elektrowni wodnej z przekształtnikiem AC/DC/AC Selected problems of the cooperate small power station with AC/DC/AC converter W artykule przedstawiono wybrane problemy dotyczące współpracy przekształtnika AC/DC/AC z generatorem asynchronicznym małej mocy zainstalowanym w elektrowni wodnej. Generator asynchroniczny w połączeniu z przekształtnikiem energoelektronicznym umożliwia oddawanie energii do sieci energetycznej lub na wydzieloną grupę odbiorników nawet przy niskich prędkościach turbiny. W artykule przedstawiono wyniki badań generatora i przekształtnika AC/DC/AC w stanach ustalonych, przejściowych oraz podczas rozruchu w przypadku braku napięcia sieci. The article discusses application of AC/DC/AC converter cooperating with an asynchronous generator in small hydroelectric power plants. The asynchronous generator works with power grid or a separated group of receivers, enabling to generate power even at low speeds of the turbine. The article provides also results of the investigation concerning the functioning of the generator coupled with AC/DC/AC converter in steady and transient states during start-up and voltage decay. Marcin Jastrzębski Wykorzystanie rozmytego modelu siły oporu w adaptacyjnym sterowaniu silnikiem liniowym Application of fuzzy model of disturbance force in adaptive backstepping control of linear motor W artykule zaproponowano wykorzystanie nieciągłego, rozmytego modelu sił oporu wraz z adaptacyjnym algorytmem wstecznego całkowania. Omówiono sposób pozyskania danych uczących i strojenia modelu oraz przeprowadzono badania eksperymentalne mające na celu pokazanie skuteczności zaproponowanego rozwiązania w zadaniu sterowania położeniem silnika liniowego, w tym podczas pracy ze skokową zmianą obciążenia. This paper describes the application of discontinuous, fuzzy model of disturbance force in adaptive backstepping algorithm. Practical experiments show benefits of using proposed method for position control in linear motor drive with variable ballast. Stanisław Jałbrzykowski, Wojciech Wojtkowski Wykorzystanie układu FPGA w sterowaniu dwukierunkowym mostkowym przekształtnikiem DC/DC FPGA implementation of bi-directional full-bridge DC-DC converter control W artykule przedstawiono cyfrowy układ sterowania mostkowym rezonansowym przekształtnikiem dwukierunkowym. Przekształtnik wyposażony w cyfrowy układ sterowania umożliwia transmisję energii elektrycznej pomiędzy dwoma źródłami prądu stałego o różnych poziomach napięć. Sterowanie transmisją energii odbywa się przez zmianę częstotliwości, przy zachowaniu stałego czasu wyłączenia łączników. Prezentowane są wybrane wyniki badań eksperymentalnych. Digital control of the bidirectional resonant bridge converter is presented in the paper. The converter with digital control allows for bidirectional transmission of energy between DC sources of different voltages. The bidirectional energy transmission system is controlled by frequency changes with constant transistors turn-off time. Some of the experimental results are presented. Marcin Wolkiewicz, Czesław Tadeusz Kowalski, Marcin Kamiński Wykrywanie zwarć zwojowych silnika indukcyjnego z wykorzystaniem składowych symetrycznych oraz sieci neuronowych Detection of inter-turn short circuits of induction motor with application of symmetrical components and neural networks W artykule zaprezentowano analizę możliwości wykorzystania składowych symetrycznych napięć i prądów stojana do wykrywania zwarć zwojowych w stojanie silnika indukcyjnego zasilanego z przekształtnika częstotliwości. Zaprojektowany detektor został zaimplementowany w środowisku LabVIEW, a następnie poddany testom w trakcie pracy silnika (on-line). Sprawdzono możliwości wykrywania uszkodzeń uzwojeń stojana za pomocą neuronowego detektora, w możliwie wczesnej fazie powstania uszkodzenia. Uzyskano bardzo dużą skuteczność neuronowego detektora wykrywającego zwarcia zwojowe i określającego stopień uszkodzenia (liczbę zwartych zwojów). This paper presents analysis of the application of symmetrical components of stator voltages and currents for detection of inter-turn short circuits of induction motor supplied by power converter. Designed detector was implemented in LabVIEW and tested during work of the machine (on-line). The possibilities of damage detection (in early stage of fault) of the stator windings using neural detector is tested. Very high effectiveness of inter-turn short circuits detection is achieved. Additionally evaluation of degree of damages is precisely determined (number of inter-turn short circuits). Tomasz Cieśla Wysokoczęstotliwościowy prostownik synchroniczny A high-frequency, current-driven synchronous rectifier W artykule opisano wysokosprawny prostownik synchroniczny, znajdujący zastosowanie w układach do bezprzewodowej transmisji energii elektrycznej. Przedstawiono metodę projektowania prostownika, oraz sposób pomiaru jego parametrów energetycznych. Opracowany, miniaturowy i kompaktowy, prostownik synchroniczny ma o 40% mniejsze straty mocy czynnej od klasycznego prostownika diodowego, zbudowanego z diod Schottkiego (dla znamionowych warunków pracy: częstotliwość 800 kHz, moc wyjściowa 32 W). A high efficiency synchronous rectifier is described in the paper. The rectifier is optimized for a usage in a wireless energy transmission systems. The rectifier's design method and its energetic parameters are shown in the paper. Presented synchronous rectifier has small and compact construction. It's total power loses are 40% smaller than in a classic Schottky-diode rectifier (under the nominal conditions: operating frequency 800 kHz, output power 32 W). Zbigniew Kaczmarczyk Wysokoczęstotliwościowy falownik klasy EF High-frequency Class EF inverter W artykule przedstawiono podstawowe właściwości i weryfikację laboratoryjną koncepcji wysokoczęstotliwościowego falownika klasy EF z dołączoną ćwierćfalową linią długą po stronie zasilania. Zaprojektowano, skonstruowano i przebadano laboratoryjne falowniki klasy E i EF o częstotliwości pracy 20 MHz, szczytowym napięciu tranzystora 400 V i mocy wyjściowej 400 W. Falownik klasy E stanowił falownik referencyjny dla falownika klasy EF. Main characteristics and laboratory verification of the concept of the high-frequency Class EF inverter using a quarterwave transmission line on the supply side are presented in the article. The Class E and EF inverters operating at frequency of 20 MHz, transistor peak voltage of 400 V and output power of 400 W were designed, built and laboratory tested. The Class E inverter was the reference point for the Class EF inverter. Jakub Dawidziuk Wysokosprawne przekształtniki podwyższające DC/DC mocy w systemach fotowoltaicznych High Efficiency High Power Boost DC-DC Converters for Photovoltaic Applications Współczesne wymogi ochrony środowiska naturalnego przyspieszyły wykorzystanie efektywnych i energooszczędnych technologii stosowanych w odnawialnych źródłach energii. W artykule omówiono problematykę strat mocy i sprawności podwyższających przekształtników DC/DC o dużej mocy, zasilanych niskim napięciem dla zastosowań w systemach fotowoltaicznych. Biorąc pod uwagę najnowsze rozwiązania, częstotliwość przełączeń takich przekształtników osiąga od 25 kHz dla elementów IGBT aż do 100 kHz dla tranzystorów mocy typu MOSFET, a sprawność osiąga nawet 98%, zależnie od warunków obciążenia. Recent environmental issues have accelerated the use of more efficient and energy saving technologies in renewable energy source. High power high efficiency boost DC/DC converters for use in photovoltaic, fuel cell and so on will be discussed in this paper from the viewpoint of power losses and efficiency. Considering the state of the art, switching frequency of these converters is in the range from 25 kHz with IGBTs to 100 kHz with power MOSFETs, and the highest efficiency is close to 98 % depending on the load condition. Andrzej Dębowski, Rafał Nowak Wyznaczanie dopuszczalnego obszaru pracy trakcyjnego napędu asynchronicznego Determination of permissible working area of the asynchronous traction drive W artykule omówiono zagadnienie wyznaczania dopuszczalnego obszaru pracy trakcyjnego napędu asynchronicznego przy zmianach napięcia sieci trakcyjnej. Uwzględniono ograniczenia wynikające z zasady działania klatkowego silnika indukcyjnego i z obecności klasycznego falownika napięciowego. Rozważania przeprowadzono dla algorytmu pośredniego sterowania wektorowego z orientacją wektora prądu stojana, z sygnałami sterującymi w postaci pulsacji poślizgu i amplitudy prądu stojana. Dopuszczalne wartości momentu na wale silnika i zadane wartości modułu wektora strumienia wirnika wyznaczano w funkcji prędkości kątowej wału przy użyciu własnej procedury optymalizacyjnej opracowanej dla programu Excel. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń dla typowego silnika trakcyjnego o mocy znamionowej 50 kW. The article discusses the problem of determining the permissible operating area of an asynchronous traction drive for voltage changes of the supply network. Constraints taken into account are resulting from the principles of operation of squirrel-cage induction motor, and the presence of classical voltage inverter. The considerations are made for an indirect vector control algorithm with the stator-current-vector orientation, with slip frequency and modulus of stator-current-vector as control variables. Permissible torque values on the motor shaft and the reference values of rotor-flux vector modulus were determined as functions of the motor shaft angular-velocity using an own optimization procedure designed in Excel. Sample results of calculations for a typical traction motor with rated power of 50 kW are demonstrated. Marcin Baszyński, Stanisław Piróg Wyznaczanie strat mechanicznych dla wysokoobrotowego silnika na przykładzie wirującego zasobnika energii Determining the mechanical losses for the high speed motor on example of the flywheel energy storage system W artykule przedstawiono metodę wyznaczenia strat mechanicznych oraz momentu elektromagnetycznego na przykładzie wirującego zasobnika energii z bezszczotkowym silnikiem prądu stałego o magnesach trwałych. Przedstawiono opis stanowiska badawczego: topologię przekształtników zasilacza sieciowego o podwyższonym współczynniku mocy oraz falownika zasilającego silnik, układ pomiarowy. W artykule przedstawiono szczegółowe wyniki badań pomiarowych. The article describes the method of determining mechanical losses and electromagnetic motor torque on the example of the flywheel energy storage system with the BLDCPM motor. A description of the engine test stand is included: the topology of power factor correction boost rectifier and inverter for BLDC motor, the measuring system. The detailed experimental results are presented in the paper. Remigiusz Olesiński, Paweł Hańczur, Janusz Wiśniewski, Włodzimierz Koczara Zagadnienia komunikacyjne w układzie sterowania przekształtnikowego kompensatora elektrowni wodnej z generatorem indukcyjnym Communication issues in the control system of reactive power compensator for hydroelectric plant with induction generator Przedstawiony artykuł omawia zagadnienia dotyczące zastosowania sieci komunikacyjnych do nadzoru i kontroli układu kompensatora mocy biernej przeznaczonego dla małej elektrowni wodnej zainstalowanego na terenach odległych od aglomeracji miejskich. Wykorzystane zostały sieci Ethernet, CAN, Modbus oraz transmisja GPRS. Zastosowany został także sterownik przemysłowy. The presented paper concerns the issues of communication networks applied to monitoring and control of reactive power compensator for small hydroelectric plants installed in areas distant from urban agglomerations. Ethernet, CAN, Modbus and GPRS transmission have been used. Industrial programmable controller have been used also. Tomasz Pajchrowski Zastosowanie sieci neuronowej do poprawy nierównomierności prędkości obrotowej silnika momentowego Application of neural networks to reduce speed ripple of torque motor W artykule przedstawiono zagadnienie tętnień prędkości obrotowej w napędzie bezpośrednim z silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych. W pracy przedstawiono przyczynę powstawania tętnień prędkości obrotowej, spowodowanych pasożytniczym momentem zaczepowym, pulsującym momentem elektromagnetycznym oraz błędami pomiarowymi prądu i prędkości. Niekorzystne zjawiska zostały skutecznie skompensowane za pomocą sztucznych sieci neuronowych. Przeprowadzono dokładną analizę symulacyjną. This paper presents the problem of speed ripple in the direct drive with permanent magnets synchronous motor. The paper presents reason for speed ripple caused by cogging torque and electromagnetic torque ripple and current measurement errors and speed. The adverse events have been successfully compensated by using artificial neural networks. Daniel Lewandowski, Przemysław Łukasiak, Bartosz Szyller Zdalna diagnostyka napędu elektrycznego współpracującego z siecią CAN Remote diagnostics of electric drives cooperating with the CAN network Artykuł przedstawia koncepcję systemu zdalnej diagnostyki napędów elektrycznych stosowanych w pojazdach trakcyjnych. Do oceny poprawności pracy układu i rozwiązywania ewentualnych problemów wykorzystano dane przesyłane w sieci CAN. W artykule przedstawiono ogólny sposób opisu wewnętrznych sygnałów układu wraz z ich wzajemnymi powiązaniami. Przedstawiono również ujęcie zależności czasowo-zdarzeniowych zjawisk poprzedzających awarię lub stan niepożądany. W artykule zawarto również wyniki badań uzyskanych z rzeczywistego systemu diagnostycznego. The article presents the concept of remote diagnosis system of electric drives primary used in traction vehicles. The basis for the troubleshooting and evaluating of the system status are information collected in tram CANbus network. A general description of the internal signals and their mutual coupling was also presented. The new interpretation of the time – event dependency preceding and following failure or undesirable condition was discussed. The article also includes the test results obtained from real diagnostic system.
Strona zaktualizowana: 3.04.2022