Rozprawy doktorskie WIEiK

Type: Collection of doctoral dissertations of a unit
Title

Collection items (22)


Metody analizy i obniżania zaburzeń elektromagnetycznych przewodzonych występujących w obwodach elektrycznych wskutek oddziaływania przekształtników energoelektronicznych pojazdów trakcyjnych

Czuchra, Wojciech
Dissertation
2006
Przeprowadzone badania symulacyjne z wykorzystaniem pełnych oraz uproszczonych modeli systemu przekształtnikowego pojazdu trakcyjnego dają możliwość zaprezentowania zjawisk zaburzeń elektromagnetycznych przewodzonych. Są również podstawą do przeprowadzenia analiz rozpatrywanego układu ze względu na parametry generowanych zaburzeń i ich zależność od elementów zastosowanych w systemie. Symulacja komputerowa zaburzeń elektromagnetycznych przewodzonych występujących w obwodach elektrycznych wskutek oddziaływania przekształtników energoelektronicznych pojazdów trakcyjnych umożliwiła sformułowanie metod i zaleceń technicznych w celu ograniczenia tych zaburzeń. Przedstawione w pracy metody i zalecenia są podstawą do spełnienia wymogów normalizacyjnych dotyczących kompatybilności elektromagnetycznej pojazdu trakcyjnego. Badania zaprezentowane w tej pracy dotyczą wykorzystania metod stosowanych w układach stacjonarnych do specyficznych warunków trakcji elektrycznej. Wiąże się to z dopasowaniem teorii znanej z innych opracowań do tych warunków. Wyniki tej pracy mogą okazać się bardzo pomocne w pracach nad konstrukcją, rozwojem i usprawnieniem trakcyjnych układów napędowych.

Analiza pracy przekształtnika macierzowego jako łącznika w systemie elektroenergetycznym

Borkowski, Dariusz
Dissertation
2010
W pracy przeprowadzona została analiza możliwości zastosowania przekształtnika macierzowego wykorzystującego sterowanie jednookresowe do sterowania przepływem mocy w linii elektroenergetycznej. Przedstawiono strategie sterowania opartą na liniowej zmianie fazy transferowanego napięcia oraz zdefiniowano w sposób analityczny podstawowe jej parametry. Przedstawiona analiza wykazała ważne zalety prezentowanego układu. Wskazuje jednak na problemy związane z procesem komutacji. Dokładna analiza tego procesu pozwoliła znaleźć rozwiązanie w postaci określonej strategii przekazywania energii. Wykazano, że zapewnia ona prawidłową pracę układu, jednak wymaga odpowiedniej realizacji technicznej. W pracy przedstawiono możliwości i korzyści wynikające z zastosowania metody bilansu harmonicznych do analizy stanów ustalonych układów o okresowo zmiennych parametrach na przykładzie przekształtnika macierzowego. Przedstawiono również możliwości modelowania zmiany warunków komutacji przez wprowadzenie do opisu macierzowej reprezentacji szeregu Fouriera ciągu impulsów. Wyniki obliczeń numerycznych układu liniowego zweryfikowano metodą zmiennej struktury. Aby ułatwić rozbudowę układu o nowe obiekty w dziedzinie częstotliwości opracowano modułową metodę modyfikacji układu. W pracy przedstawiono dokładny opis tej metody i obiektów oraz zamieszczono przykładowe obliczenia.

Analiza porównawcza słabo nieliniowych sinusoidalnych drgań samowzbudnych w autonomicznych układach analogowych i cyfrowych

Krzyk, Przemysław
Dissertation
2010
W pierwszym rozdziale pracy przedstawione są pojęcia wstępne, cel, zakres i tezy pracy. W drugim rozdziale wyprowadzony jest model liniowy generatora analogowego. W trzecim rozdziale przedstawiony jest model nieliniowy generatora analogowego. Wykorzystując analizę obwiedni drgań oraz przekształcenie operatora s wyprowadzone jest równanie skrócone nieliniowego generatora analogowego. Na jego podstawie zbadana jest dynamika układu z wykorzystaniem funkcji dynamiki drgań. Dodatkowo wykonana jest analiza ustabilizowanych drgań wieloharmonicznych. W rozdziale czwartym zaprezentowany jest model generatora cyfrowego. Wykorzystując analizę obwiedni drgań oraz przekształcenie operatora z wyprowadzone jest równanie skrócone nieliniowego generatora cyfrowego. Na jego podstawie wykorzystując operator funkcyjny c(i) oraz uogólnione wielomiany Czebyszewa zbadana jest dynamika układu z wykorzystaniem funkcji dynamiki drgań. Dodatkowo zanalizowane są drgania o częstotliwości Nyquista, oraz ustabilizowane drgania wieloharmoniczne. W rozdziale piątym wykonana jest analiza porównawcza wyników analiz dla generatora analogowego i cyfrowego, oraz podane są warunki zbieżności parametrów pracy obydwu układów. W rozdziale szóstym wykonane są analizy i symulacje komputerowe wybranych generatorów w celu sprawdzenia otrzymanych wyników. Rozdział siódmy zawiera podsumowanie otrzymanych wyników oraz wnioski.

Koncepcje przekształtników tyrystorowych o zmiennej topologii połączeń w aspekcie zastosowania do rozruchu silników indukcyjnych klatkowych

Szular, Zbigniew
Dissertation
2010
Podczas bezpośredniego rozruchu silnik indukcyjny klatkowy pracuje z prądem sześciokrotnie większym niż podczas pracy z pełnym obciążeniem. Wskutek tego mogą wystąpić uszkodzenia zarówno silnika jak i dołączonych urządzeń. W celu ochrony silnika stosuje się kilka metod rozruchu. Metody te posiadają pewne wady. Jako rozwiązanie w niniejszej pracy zaproponowano inne rozwiązanie. Bazuje ono na rozruchu dwuetapowym. Etap pierwszy jest rozruchem częstotliwościowym, etap drugi jest rozruchem napięciowym. W obu etapach zastosowano jeden przekształtnik. Przekształtnik ten może regulować częstotliwość i napięcie wyjściowe do 25 Hz. Powyżej tej wartości przekształtnik może pracować jako regulator mocy AC przy stałej częstotliwości 50 Hz i regulowanym napięciu. Urządzenie pracuje najpierw jako cyklokonwertor, a następnie jako sterownik prądu. Topologia urządzenia jest zmieniana jedynie przez odpowiednią sekwencję sygnałów sterujących tyrystory. Układ ten może być także zastosowany do regulacji prędkości obrotowej silnika. Badania numeryczne układu wykonano w programie IsSPICE. W celu weryfikacji i potwierdzenia badań symulacyjnych zbudowano dwa układy laboratoryjne. Pierwszy małej mocy (ok. 100 W) i niskiego napięcia (45 V). Drugi większej mocy (4 kW) i wvższeao napięcia (400 V).

Algorytm bezpośredniego określania stanów ustalonych w maszynach synchronicznych z uwzględnieniem równania ruchu

Radzik, Michał
Dissertation
2011
W pracy opisano algorytm określania rozwiązań ustalonych równań maszyn synchronicznych w przypadkach, gdy zachodzi konieczność uwzględniania równania ruchu obrotowego. Problem ten jest szczególnie trudny gdyż prowadzi do zagadnień nieliniowych. Algorytm przedstawiony w pracy umożliwia wyznaczanie rozwiązań w przypadkach, gdy można wykazać, że są one okresowe i rozkładalne w szeregi Fouriera. Nieliniowe algebraiczne zależności pozwalające bezpośrednio wyznaczać współczynniki tych szeregów wyznaczane są przy użyciu algorytmu Newtona-Raphsona, który jest opisany szczegółowo. Przykładowe obliczenia wykonano dla stanu ustalonego silnika synchronicznego pracującego synchronicznie lecz obciążonego momentem zawierającym także okresową składową przemienną.

Generatory sygnałów stochastycznych w przetwornikach analogowo-cyfrowych

Pędrak, Grzegorz
Dissertation
2012
W dysertacji zaproponowano wykorzystanie ciągów uzyskanych z generatorów PRNG (Pseudo-Random Number Generators) w algorytmie korekcji błędu liniowości równoległego przetwornika A/C. Scharakteryzowano generatory liczb pseudolosowych o rozkładzie równomiernym. Przedstawiono wyniki licznych testów m.in. chi2 i Kołmogorowa-Smirnowa oraz autorskie 3 metody: średnich kolejnych wartości, odczytów parzystych-nieparzystych i porównania ilości punktów w przestrzeni R2. Na podstawie uzyskanych wyników testów i przeprowadzonej oceny jakości ciągów wybrano 3 generatory do zastosowania w algorytmie korekcji tj: L’Ecuyer’a z przetasowaniem, Parka i Millera „standard minimum” oraz uniwersalny. Zaprezentowano przegląd metod przetwarzania A/C, scharakteryzowano istotne parametry przetworników. Zdefiniowano błąd liniowości i przedstawiono algorytm do jego korekcji. Przeprowadzone symulacje i uzyskane wyniki odchyleń standardowych z próby i wartości średnich współczynników poprawy potwierdziły przyjęte założenia.

Strategie sterowania przekształtnikiem macierzowym do wysokosprawnych siłowni gazowych

Sieńko, Tomasz
Dissertation
2013
Praca zawiera studium wykorzystania wielofazowego Przekształtnika Macierzowego (PM) sterowanego obszarowo do mikroturbiny gazowej. Analizę wykonano stosując technikę symulacji, wykorzystano środowisko MATLAB/Simulink. Na początku przeanalizowano pracę PM sterowanego według obszarowego algorytmu sterowania, dla kilku kształtów obszaru przewodzenia. Ocenie podlegały kształty i widma uzyskiwanych napięć i prądów po obu stronach PM. Przeanalizowano również wpływ ilości faz oraz stosunku częstotliwości po obu stronach PM na jakość napięcia wyjściowego. Następnie zaproponowano pięć sposobów aplikacji przekształtnika macierzowego do mikroturbiny: wykorzystujący PM 3 fazy na 3 fazy oraz trójfazowy generator i typowy transformator, dwa sposoby z PM 12 na 3 fazy – pierwszy z wykorzystaniem wielofazowego generatora i typowego transformatora, drugi z transformatorem zmieniającym liczbę faz z 12 na 3 i typowym generatorem, oraz dwa układy z PM 12 na 12 faz – pierwszy z wykorzystaniem wielofazowego generatora, drugi ze standardowym trójfazowym generatorem i dwoma transformatorami zmieniającymi liczbę faz z 12 na 3. Ocenie podlegały: jakość napięcia wyjściowego urządzenia, kształt i widmo prądu, napięcia oraz momentu elektromagnetycznego generatora, warunki pracy kluczy w PM. Na podstawie otrzymanych wyników wybrano jeden wariant budowy mikroturbiny i przeprowadzono dla niego szereg symulacji dotyczących pracy autonomicznej i współpracy z Systemem Elektroenergetycznym.

Simulink models of faulty induction machines for drives applications

Fernández Gómez, Alejandro
Dissertation
2015
Celem badań byto opracowanie modeli matematycznych silników indukcyjnych klatkowych, w tym modeli dynamicznych z użyciem oprogramowania Matlab/Simulink, gotowych do zastosowania w aplikacjach napędowych. Zgodnie z klasycznym modelem silnika indukcyjnego, również modele silnika z wewnętrznym uszkodzeniem mogą być sprowadzone do układu czterech równań: dwóch równań napięć stojana lub wirnika oraz dwóch równań mechanicznych. Zastosowanie modeli ze zmniejszoną liczbą równań zmniejsza czas potrzebny na symulacje (pomimo bardzo szybkiego rozwoju i ciągłego ulepszania technologii, czas wymagany do przeprowadzenia symulacji wciąż stanowi ważne ograniczenie, które musi zostać wzięte pod uwagę). Modele matematyczne klatkowego silnika indukcyjnego zostały uproszczone przez przyjęcie trójfazowego uzwojenia wirnika, jak w silniku pierścieniowym. Prądy w prętach wirnika nie są dostępne, stąd nie były analizowane. Diagnoza uszkodzenia opierała się głównie na badaniu prądów fazowych stojana w różnych układach odniesienia z zastosowaniem techniki MCSA. W pracy przedstawiono zrealizowane cele badawcze: - Stworzenie biblioteki modeli dynamicznych uszkodzonych silników indukcyjnych za pomocą oprogramowania Matlab/Simulink dla celów diagnostycznych - Zaprojektowanie stanowiska pomiarowego i systemu zbierania danych - Walidacja wyników symulacji z użyciem danych doświadczalnych - Zastosowanie zaawansowanych technik przetwarzania sygnałów na przechowywanych danych - Zbadanie adekwatności opracowanych modeli do celów diagnostycznych.

Analiza możliwości ograniczenia składowej przemiennej momentu elektromagnetycznego w silniku ASM sterowanym wektorowo w napędach trakcyjnych

Dudzik, Marek
Dissertation
2015
Praca dotyczy redukcji składowej przemiennej momentu elektromagnetycznego maszyny indukcyjnej występującej w metodzie DTC. Autor podejmuje próbę obniżenia tętnień momentu elektomagnetycznego przy wykorzystaniu dodatkowego układu sterowania napięciem falownika. Rezultaty okazują się pozytywne.

Metrologiczna ocena dokładności systemów przeznaczonych do pomiarów dynamicznych i jej realizacja na wybranych przykładach

Sieja, Marek
Dissertation
2015
Głównym celem dysertacji doktorskiej było wyznaczenie błędów dynamicznych wybranych układów pomiarowych oraz przedstawienie hierarchii dynamicznej dokładności takich układów. Wstęp i rozdziały 1-3 przedstawiają metody i procedury wyznaczania błędów w pomiarach wielkości statycznych i dynamicznych. W rozdziale 4 zawarty jest literaturowy przegląd stosowanych metod wyznaczania błędów dynamicznych. W rozdziale 5 przedstawiona została ogólna koncepcja obliczania błędów maksymalnych, w oparciu o matematyczny model badanego systemu, ograniczenia nakładane na sygnał wzorcujący i założone kryteria błędu. W rozdziale 6 przedstawione zostały matematyczne modele akcelerometrów piezoelektrycznych oraz z masą sejsmiczną. Rozdział 7 dotyczy sposobu realizacji modelu wzorca, stanowiącego odniesienie do wyznaczenia błędów. Rozdział 8 dotyczy parametrycznej identyfikacji akcelerometrów, która zrealizowana została o pomiar obu charakterystyk częstotliwościowych. Rozdziały 9 i 10 przedstawiają procedury wykorzystane do obliczeń błędów, w których wykorzystano zarówno metody algorytmu genetycznego oraz rozwiązania analityczne. W rozdziale 11 omówione zostały wyniki identyfikacji parametrycznej trzech akcelerometrów z wyjściem napięciowym oraz sześciu akcelerometrów z wyjściem ładunkowym. W rozdziałach 12 i 13 przedstawione zostały charakterystyki błędów całkowo-kwadratowego i bezwzględnego w funkcji czasu. Na ich podstawie zostały zaproponowane hierarchie dynamicznej dokładności.