piątek, 22.11.2019 - tydzień (N)ieparzysty
logoPolSl2019 2logoRE100
Wydział Elektryczny

Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki

Przegląd wybranych prac naukowo-badawczych prowadzonych w Katedrze w ostatnich latach

Tytuł:
Bezpośrednie sterowanie momentu maszyny asynchronicznej dwustronnie zasilanej
Termin realizacji: ...
Kierownik:
dr hab. inż. Kazimierz Gierlotka, prof. Pol. Śl.
Źródło finansowania:
MNiSW
Opis:
W ramach pracy wszechstronnie przeanalizowano i przebadano układ z maszyną asynchroniczną dwustronnie zasilaną sterowaną wg metody bezpośredniego sterowania momentu i mocy biernej. Opracowano struktury układu sterowania maszyny indukcyjnej dwustronnie zasilanej dla klasycznej metody DTC z regulatorami komparatorowymi i tablicą przełączeń oraz dla sterowania DTC z modulatorem wektorowym. Dla układu z regulatorami komparatorowymi zaproponowano alternatywną tablicę przełączeń umożliwiającą poprawną pracę układu sterowania przy dowolnej prędkości obrotowej, w tym przy prędkości synchronicznej. Dla układu z modulatorem wektorowym opracowano obwody odsprzęgające oraz sformułowano schematy blokowe układu, będące podstawą syntezy regulatorów momentu i mocy biernej. W ramach pracy opracowano też modele symulacyjne badanych układów oraz oprogramowano i uruchomiono mikroprocesorowy układ sterowania oparty na procesorze sygnałowym TMS320F2812 firmy Texas Instruments. Wszystkie opracowane struktury układu sterowania przebadano symulacyjnie przy wykorzystaniu programu Matlab-Simulink oraz przetestowano na zaprojektowanym i wykonanym w ramach pracy stanowisku laboratoryjnym z maszyną indukcyjną dwustronnie zasilaną.
Tytuł:
Energoelektroniczny sześciosilnikowy serwonapęd manipulatora równoległego bazujący na bezszczotkowych silnikach prądu stałego PM BLDC
Termin realizacji: ...
Kierownik:
dr inż. Janusz Hetmańczyk
Źródło finansowania:
NCBiR
Opis:
Celem projektu jest opracowanie energoelektronicznego, sterowanego komputerowo układu napędowego, wykorzystującego sześć bezszczotkowych silników prądu stałego (PM BLDC), przeznaczonego do napędu elektromechanicznego manipulatora równoległego o sześciu stopniach swobody zwanego również platformą Stewarta. Opracowanie obejmuje konstrukcję mechaniczną, serwonapędy (PM BLDC), przekształtniki energoelektroniczne oraz część sprzętową i programową układu sterowania. Do efektów końcowych zaliczyć należy model dynamiczny opracowanego manipulatora, algorytm sterowania tym urządzeniem, uwzględniający specyfikę sterowania silników bezszczotkowych typu PM BLDC w odniesieniu do wymagań potencjalnych komercyjnych zastosowań opracowanego układu napędowego. Opracowany manipulator równoległy pozwoli na weryfikację badań symulacyjnych przeprowadzonych w ramach wnioskowanego projektu oraz umożliwi prowadzenie dalszych badań nad sterowaniem manipulatora w aplikacjach istotnych dla ochrony zdrowia, bezpieczeństwa i obronności. Najważniejszym potencjalnym zastosowaniem dla rozwiązania będącego przedmiotem projektu jest system stabilizacji pozycji pacjenta w czasie transportu.
Badania Wydziału Elektrycznego
Tytuł:
Wybrane aspekty falowników rezonansowych o częstotliwościach pracy 10-30 MHz i mocach 100-1000 W
Termin realizacji: 2012
Kierownik:
dr hab. inż. Zbigniew Kaczmarczyk, prof. Pol. Śl.
Źródło finansowania:
Projekt sfinansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki – Gliwice 2012
Opis:
Celem pracy było opracowanie metod projektowania oraz skonstruowanie wysokoczęstotliwościowych falowników rezonansowych, które mogłyby znaleźć zastosowanie m.in. w nagrzewaniu pojemnościowym tworzyw sztucznych. Zrealizowane badania można podzielić na następujące, zasadnicze etapy: wyselekcjonowanie tranzystorów MOSFET, ich drajwerów i kondensatorów predysponowanych do zastosowań wysokoczęstotliwościowych; opracowanie modeli przydatnych do projektowania i optymalizacji właściwości falowników rezonansowych oraz określenie metodyki projektowania falowników rezonansowych, a także przeprowadzenie jej weryfikacji laboratoryjnej; zaprojektowanie kilku falowników rezonansowych, ich skonstruowanie oraz przebadanie istotnych właściwości; zaprojektowanie, skonstruowanie i przetestowanie falownika rezonansowego pracującego w systemie nagrzewania pojemnościowego tworzyw sztucznych. Przykładowo, skonstruowano i przebadano falownik klasy E, w którym zastosowano tranzystor mocy MOSFET DE275-501N16A (500 V, 16 A) z drajwerem typu 4xEL7457. Falownik pracował z częstotliwością 30 MHz. Przy mocy wyjściowej 284 W, sprawność drenowa (stosunek mocy wyjściowej do wejściowej) wyniosła 83,9%, natomiast sprawność całkowita (stosunek mocy wyjściowej do sumy mocy wejściowej i zasilania drajwera) była równa 78,7%.
Badania Wydziału Elektrycznego
Tytuł:
Opracowanie i wykonanie prototypowego układu grzania indukcyjnego cylindra wtryskarki
Termin realizacji: 2012
Kierownik:
dr hab. inż. Zbigniew Kaczmarczyk, prof. Pol. Śl.
Źródło finansowania:
praca zlecona przez CIM-mes Projekt Sp. z o.o., Al. Jerozolimskie 125/127, 02-017 Warszawa – Gliwice 2012
Opis:
Celem pracy było wykonanie prototypu systemu i przeprowadzenie prób nagrzewania indukcyjnego cylindra przeznaczonego do wytłaczania tworzyw sztucznych, w szczególności: opracowano model komputerowy MES w programie ANSYS wzbudnika z nagrzewanym indukcyjnie cylindrem; na bazie tego modelu określono odpowiedź temperaturową układu grzejnego przy określonej mocy czynnej dostarczanej do wzbudnika; adaptowano rezonansowy falownik klasy D do zasilania prototypowego systemu (napięcie zasilania 0 – 200 V, częstotliwość pracy 50 kHz); zaprojektowano i wykonano odpowiednio izolowany wzbudnik; przeprowadzono testy potwierdzające efektywność opracowanego systemu i jego przydatność do wytłaczania tworzyw sztucznych.
Badania Wydziału Elektrycznego
Tytuł:
Przebadanie nadprzewodnikowego transformatora toroidalnego HTS pod względem technologii konstrukcji i materiałów w celu podwyższenia sprawności i gęstości mocy
Termin realizacji: ...
Kierownik:
dr inż. Mariusz Stępień
Źródło finansowania:
Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Opis:
Celem projektu było opracowanie konstrukcji, wykonanie i przebadanie transformatora nadprzewodnikowego toroidalnego na rdzeniu z nowoczesnych materiałów magnetycznych z uzwojeniami z taśmy nadprzewodnikowej 1G. Transformator przebadano analitycznie w oparciu o polową analizę numeryczną oraz skonstruowano biorąc pod uwagę wyniki analizy. Zmierzone parametry wykazały moc wyjściową około 1,5 kW przy prądzie znamionowym 100 A i sprawność 99,7%
Badania Wydziału Elektrycznego
Tytuł:
Modelowanie polowe MES w analizie quenchu i strat mocy w strukturach nadprzewodnikowych
Termin realizacji: 2012 - 2014
Kierownik:
dr inż. Mariusz Stępień
Źródło finansowania:
Narodowe Centrum Nauki (projekt typu OPUS)
Opis:
Celem projektu jest opracowanie modeli komputerowych taśm nadprzewodnikowych HTS 1G i 2G oraz przebadanie laboratoryjne tych taśm w zakresie odpowiedzi napięciowej na pobudzenie impulsem prądowym. Takie badania pozwolą na identyfikację wpływu poszczególnych elementów taśmy na jej parametry w czasie wyjścia ze stanu nadprzewodnictwa, a tym samym umożliwią opracowywanie struktur taśm o podwyższonej stabilności cieplnej i odporności na zjawisko quenchu.