Electrical Engineering & Electromechanics (E-Journal - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute") / Електротехніка і Електромеханіка (Національний технічний університет - "Харківський політехнічний iнститут")
Not a member yet
941 research outputs found
Sort by
Fuzzy model based multivariable predictive control design for rapid and efficient speed-sensorless maximum power extraction of renewable wind generators
Get PDFIntroduction. A wind energy conversion system needs a maximum power point tracking algorithm. In the literature, several works have interested in the search for a maximum power point wind energy conversion system. Generally, their goals are to optimize the mechanical rotation or the generator torque and the direct current or the duty cycle switchers. The power output of a wind energy conversion system depends on the accuracy of the maximum power tracking controller, as wind speed changes constantly throughout the day. Maximum power point tracking systems that do not require mechanical sensors to measure the wind speed offer several advantages over systems using mechanical sensors. The novelty. The proposed work introduces an intelligent maximum power point tracking technique based on a fuzzy model and multivariable predictive controller to extract the maximum energy for a small-scale wind energy conversion system coupled to the electrical network. The suggested algorithm does not need the measurement of the wind velocity or the knowledge of turbine parameters. Purpose. Building an intelligent maximum power point tracking algorithm that does not use mechanical sensors to measure the wind speed and extracts the maximum possible power from the wind generator, and is simple and easy to implement. Methods. In this control approach, a fuzzy system is mainly utilized to generate the reference DC-current corresponding to the maximum power point based on the changes in the DC-power and the rectified DC-voltage. In contrast, the fuzzy model-based multivariable predictive regulator follows the resultant reference current with minimum steady-state error. The significant issues of the suggested maximum power point tracking method, such as the detailed design process and implementation of the two controllers, have been thoroughly investigated and presented. The considered maximum power point tracking approach has been applied to a wind system driving a 5 kW permanent magnet synchronous generator in variable speed mode through the simulation tests. Practical value. A practical implementation has been executed on a 5 kW test bench consisting of a dSPACEds1104 controller board, permanent magnet synchronous generator, and DC-motor drives to confirm the simulation results. Comparative experimental results under varying wind speed have confirmed the achievable significant performance enhancements on the maximum wind energy generation and overall system response by using the suggested control method compared with a traditional proportional integral maximum power point tracking controller.Вступ. Система перетворення енергії вітру потребує алгоритму відстеження точки максимальної потужності. У літературі є кілька робіт, присвячених пошуку системи перетворення енергії вітру із точкою максимальної потужності. Як правило, їх метою є оптимізація механічного обертання або моменту, що крутить, генератора і перемикачів постійного струму або робочого циклу. Вихідна потужність системи перетворення енергії вітру залежить від точності контролера стеження за максимальною потужністю, оскільки швидкість вітру постійно змінюється протягом дня. Системи стеження за точками з максимальною потужністю, яким не потрібні механічні датчики для вимірювання швидкості вітру, мають ряд переваг у порівнянні з системами, що використовують механічні датчики. Новизна. Пропонована робота представляє інтелектуальний метод відстеження точки максимальної потужності, заснований на нечіткій моделі та багатопараметричному прогнозуючому контролері, для отримання максимальної енергії для маломасштабної системи перетворення енергії вітру, підключеної до електричної мережі. Пропонований алгоритм не вимагає вимірювання швидкості вітру або знання параметрів турбіни. Мета. Побудова інтелектуального алгоритму відстеження точки максимальної потужності, який не використовує механічні датчики для вимірювання швидкості вітру та витягує максимально можливу потужність з вітрогенератора, а також простий та зручний у реалізації. Методи. У цьому підході до управління нечітка система в основному використовується для генерування еталонного постійного струму, що відповідає точці максимальної потужності, на основі змін потужності постійного струму та постійної випрямленої напруги. Навпаки, багатопараметричний прогнозуючий регулятор на основі нечіткої моделі слідує за результуючим еталонним струмом з мінімальною помилкою, що встановилася. Істотні проблеми запропонованого методу відстеження точки максимальної потужності, такі як процес детального проектування та реалізація двох контролерів, були ретельно досліджені та представлені. Розглянутий підхід до відстеження точки максимальної потужності був застосований до вітрової системи, що приводить у дію синхронний генератор з постійними магнітами потужністю 5 кВт у режимі змінної швидкості за допомогою моделювання. Практична цінність. Для підтвердження результатів моделювання було виконано практичну реалізацію на випробувальному стенді потужністю 5 кВт, що складається з плати контролера dSPACEds1104, синхронного генератора з постійними магнітами та електроприводів з двигунами постійного струму. Порівняльні експериментальні результати при різній швидкості вітру підтвердили значні поліпшення продуктивності з максимального вироблення енергії вітру і загального відгуку системи при використанні запропонованого методу управління в порівнянні з традиційним пропорційно-інтегральним контролером спостереження за точкою максимальної потужності
Analysis of the strategies for managing extended-range electric vehicle powertrain in the urban driving cycle
Get PDFIntroduction. An Extended-Range Electric Vehicle (EREV) is a type of electric vehicle that uses an additional internal combustion engine (ICE) to charge the battery in order to provide the vehicle with a greater range than in electric only mode. Purpose. Analysis and comparison of the performance of EREV powertrain managed according to three control strategies: pure electric mode, hybrid mode with ICE constantly working, and hybrid mode with ICE working only at high power demand. Methods. The tests were carried out using a laboratory test stand that represented the structure of EREV powertrain. Liquefied petroleum gas was used as a fuel to supply the ICE. The test conditions were defined by a special driving cycle simulating urban driving. Results. Time series plots of selected parameters of electric motor, electrochemical battery pack, range extender generator and active load system. Practical value. Among the considered control strategies of EREV powertrain, the energy balance of the electrochemical battery is negative for a purely electric mode, significantly positive for continuous range extenders (REXs) operation mode and moderately positive for the mode with REX activation only in dynamic states.Вступ. Електромобіль зі збільшеним запасом ходу (ЕЗЗХ) – це тип електромобіля, який використовує додатковий двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) для заряджання акумулятора, щоб забезпечити транспортний засіб більшим запасом ходу, ніж у режимі лише на електричному ходу. Мета. Аналіз та порівняння ефективності силової передачі ЕЗЗХ, керованої відповідно до трьох стратегій управління: чисто електричний режим, гібридний режим з постійно працюючим ДВЗ та гібридний режим з ДВЗ, що працює тільки при високому споживанні потужності. Методи. Випробування проводилися на лабораторному стенді, що представляє собою конструкцію силової передачі ЕЗЗХ. Скраплений газ використовувався як паливо для живлення ДВЗ. Умови випробувань визначалися спеціальним циклом водіння, що імітує водіння в умовах міста. Результати. Графіки часових рядів вибраних параметрів електродвигуна, електрохімічної акумуляторної батареї, генератора-розширювача діапазону та системи активного навантаження. Практична цінність. Серед розглянутих стратегій керування силовою установкою ЕЗЗХ, баланс енергії електрохімічної батареї негативний для чисто електричного режиму, суттєво позитивний для режиму роботи розширювачів діапазону (РД) та помірно позитивний для режиму з активацією РД лише у динамічних станах
The method of limitation of dynamic loads of nonlinear electromechanical systems under state vector robust control
Get PDFAim. Development of the method of limitation of dynamic loads of nonlinear electromechanical systems under state vector robust control. Methodology. Limitation of dynamic loads of nonlinear electromechanical systems is carried out using the minimum selector of choosing the minimum value of the control vector from formed with the help of local controllers and with the vector of maximum control values. Calculation of the gain coefficients of nonlinear robust controllers and observers are based on solutions of the Hamilton–Jacob–Isaacs equations. Results. The results of computer simulation of transitional processes of main roll drives of the rolling mill 950 of the Zaporozhye plant «Dnіprospetsstal» with limitation of dynamic loads are given. Originality. For the first time the method of limitation of dynamic loads of nonlinear electromechanical systems under state vector robust control based on minimum selector and nonlinear robust control of state variables which is needed limitation is developed. Practical value. Examples of transitional processes of main roll drives of the rolling mill 950 of the Zaporozhye plant «Dnіprospetsstal» with limitation of dynamic loads are given.Мета. Розробка методу обмеження динамічних навантажень нелінійних електромеханічних систем при векторному робастному управлінні. Методологія. Обмеження динамічних навантажень нелінійних електромеханічних систем здійснюється за допомогою селектора вибору мінімального значення вектора керування із сформованого за допомогою локальних регуляторів та вектора максимальних значень керування. Розрахунок коефіцієнтів підсилення нелінійних робастних контролерів і спостерігачів базується на рішеннях рівнянь Гамільтона–Якобі–Айзека. Результати. Наведено результати комп’ютерного моделювання перехідних процесів головних приводів валків прокатного стану 950 Запорізького заводу «Дніпроспецсталь» із обмеженням динамічних навантажень. Оригінальність. Вперше розроблено метод обмеження динамічних навантажень нелінійних електромеханічних систем при робастному управлінні за вектором стану на основі селектору мінімуму та нелінійних робастних регуляторів змінних стану, які необхідно обмежуват. Практична цінність. Наведено приклади перехідних процесів головних приводів прокатного стану 950 Запорізького заводу «Дніпроспецсталь» із обмеженням динамічних навантажень
Математичне моделювання реостатно-реакторного пуску асинхронних двигунів з фазним ротором
Get PDFIntroduction. Wound-rotor induction motors are less common compared squirrel-cage induction motors. However, they occupy a significant share among electric drives with difficult starting conditions. Their advantage is obtaining a high starting electromagnetic torque at lower values of starting currents. Problem. Due to the possibility of including different devices in the rotor circuit, it is possible to shape the starting characteristics according to the needs of the technological process. Due to a narrower range of applications of electric drives based on wound-rotor induction motors, they are less investigated. Selection of parameters of starting and regulating devices, included in the rotor circuit, is carried out by simplified methods, which do not satisfy modern requirements to regulated electric drives. Goal. The paper aims to develop mathematical models and methods for calculating the dynamic modes and static characteristics of the wound-rotor induction motor with a reactor in the rotor circuit. Methodology. In the developed algorithms, the mathematical model of the motor is presented by the differential equations made for electric circuits in a system of orthogonal coordinates that allows excluding angular coordinate from equations of electric equilibrium. The elements of the Jacobi matrix of equilibrium equations of motor circuits are eigenvalues, and mutual is the differential inductances of electrical circuits, which are determined based on the magnetization characteristics of the main magnetic flux and leakage fluxes of the rotor and stator circuits. Results. Mathematical models for the study of starting modes of wound rotor induction motor allow to calculate transients and static characteristics and, on their basis, to carry out design synthesis of starting reactors, which provide the law of change of electromagnetic torque during start-up operating conditions. Originality. The mathematical basis of the developed algorithms is the method of solving nonlinear systems of equations by Newton method in combination with the method of continuation by parameter. The developed mathematical models and software made on their basis have high speed that allows to carry out high-reliability calculation of starting modes taking into account saturation of a magnetic circuit of the motor. Practical value. The developed algorithms do not require significant computing resources, have high speed, and can be used both for the design synthesis of start-control devices and control of the electric drive in real time and to predict its course.Розроблено математичні моделі, методи і алгоритми аналізу пускових режимів і статичних характеристик асинхронних двигунів з фазним ротором. В розроблених алгоритмах математична модель двигуна подана диференціальними рівняннями, складеними для електричних контурів в системі ортогональних координат. Математичною основою розроблених алгоритмів розрахунку статичних характеристик є розв’язування нелінійних систем скінченних рівнянь електричної рівноваги методом Ньютона в поєднанні з методом продовження по параметру, а пускових режимів – числове інтегрування нелінійних систем диференціальних рівнянь електромеханічної рівноваги. Елементами матриці Якобі в розроблених алгоритмах є власні і взаємні диференціальні індуктивності електричних контурів, які визначаються на основі характеристик намагнічування основним магнітним потоком, а також потоками розсіювання контурів ротора і статора, що дає змогу здійснювати розрахунок з урахуванням насичення магнітопроводу двигуна. Розроблені програми і алгоритми мають високу швидкодію і дають змогу здійснювати проектний синтез пускових активних і реактивних опорів в колі ротора з метою забезпечення закону зміни електромагнітного моменту під час пуску, який відповідає роботі системи електроприводу в заданих технологічних умовах, а також здійснювати мікропроцесорне керування в динамічних режимах
Comparison of the effectiveness of thriple-loop and double-loop systems of active shielding of a magnetic field in a multi-storey old buildings
Get PDFAim. The issues of comparing the effectiveness of reducing the level of the magnetic field in a five-storey old buildings generated by a single-circuit overhead power transmission lines with a triangular suspension of wires using a thriple-loop and double-loop systems of active screening, which respectively contain three or two compensating windings are considered. Methodology. Spatial location coordinates of the compensating windings and the currents in the shielding windings were determined during the design of systems of active screening based on solution of the maximin vector optimization problem, in whith the vector of objective function is calculated based on Biot-Savart's law. The solution of this problem is calculated based on algorithms of multi-swarm multi-agent optimization. Results. The results of theoretical and experimental comparing the effectiveness of reducing the level of the magnetic field in a five-storey old generated by a single-circuit overhead power transmission lines with a triangular suspension of wires using a thriple-loop and double-loop systems of active screening, which respectively contain three or two compensating windings are presented. Originality. For the first time, the comparison the effectiveness of reducing the level of the magnetic field in a five-storey old using a thriple-loop and double-loop systems of active screening are considered. Practical value. From the point of view of the practical implementation it is shown the possibility to reduce the level of magnetic field induction in a five-storey old buildings to the sanitary standards of Ukraine for real overhead power transmission lines currents with the help of a synthesized double-loop systems of active screening. A double-loop active screening system is simpler in comparison with a thriple-loop active screening system when implementing.Мета. Розглянуто питання порівняння ефективності зниження рівня магнітного поля в п'ятиповерховому домі старої забудови, генеруйомого одноконтурною повітряною лінією електропередачі з трикутним підвісом проводів з використанням трьохконтурної та двоконтурної систем активного екранування, які відповідно містять три або дві компенсаційні обмотки. Методика. При проектуванні системи активного екранування визначалися координати просторового розташування екрануючих обмоток і струми в екрануючих обмотках на основі рішення задачі максиміної векторної оптимізації, в якій вектор цільової функції розраховується за законом Біо-Савара. Рішення цієї задачі розраховано на основі алгоритмів багаторойової багатоагентної оптимізації. Результати. Наведені результати теоретичного та експериментального порівняння ефективності зниження рівня магнітного поля в п'ятиповерховому домі старої забудови, генеруйомого одноконтурною повітряною лінією електропередачі з трикутним підвісом проводів з використанням трьохконтурної та двоконтурної систем активного екранування, які містять відповідно три або дві компенсаційні обмотки. Оригінальність. Вперше розглянуто порівняння ефективності зниження рівня магнітного поля в п'ятиповерховому домі старої забудови, за допомогою трьохконтурної та двоконтурної систем активного екранування. Практична цінність. З точки зору практичної реалізації показано можливість зниження рівня індукції магнітного поля в п'ятиповерховому домі старої забудови до санітарних норм України для реальних струмів повітряної лінії електропередачі за допомогою синтезованої двоконтурної системи активного екранування. Двоконтурна система активного екранування в порівнянні з трьохконтурною системою активного екранування при впровадженні простіша
Improvement of power quality in grid-connected hybrid system with power monitoring and control based on internet of things approach
Get PDFPurpose. This article proposes a new control monitoring grid connected hybrid system. The proposed system, improvement of power quality is achieved with internet of things power monitoring approach in solar photovoltaic grid system network. The novelty of the proposed work consists in presenting solar power monitoring and power control based internet of things algorithm, to generate DC voltage and maintain the constant voltage for grid connected hybrid system. Methods. The proposed algorithm which provides sophisticated and cost-effective solution for measuring the fault and as maximum power point tracking assures controlled output and supports the extraction of complete power from the photovoltaic panel. The objective of the work is to monitor and control the grid statistics for reliable and efficient delivery of power to a hybrid power generation system. Internet of things is regarded as a network comprising of electronic embedded devices, physical objects, network connections, and sensors enabling the sensing, analysis, and exchange of data. The proposed control technique strategy is validated using MATLAB/Simulink software and real time implementation to analysis the working performances. Results. The results obtained show that the power quality issue, the proposed system to overcome through monitoring of fault solar panel and improving of power quality. The obtained output from the hybrid system is fed to the grid through a 3ϕ voltage source inverter is more reliable and maintained power quality. The power obtained from the entire hybrid setup is measured by the sensor present in the internet of things-based module. In addition to that, the photovoltaic voltage is improved by a boost converter and optimum reliability is obtained with the adoption of the perturb & observe approach. The challenges in the integration of internet of things – smart grid must be overcome for the network to function efficiently. Originality. Compensation of power quality issues, grid stability and harmonic reduction in distribution network by using photovoltaic based internet of things approach is utilized along with sensor controller. Practical value. The work concerns a network comprising of electronic embedded devices, physical objects, network connections, and sensors enabling the sensing, analysis, and exchange of data. In this paper, internet of things sensors are installed in various stages of the smart grid in a hybrid photovoltaic –wind system. It tracks and manages network statistics for safe and efficient power delivery. The study is validated by the simulation results based on MATLAB/Simulink software and real time implementation.Мета. У статті пропонується нова гібридна система управління моніторингом, підключена до мережі. У запропонованій системі покращення якості електроенергії досягається за допомогою підходу Інтернету речей до моніторингу потужності у мережі сонячної фотоелектричної мережі. Новизна запропонованої роботи полягає у поданні алгоритму моніторингу сонячної енергії та управління потужністю, заснованого на Інтернеті речей, для генерації напруги постійного струму та підтримки постійної напруги для гібридної системи, підключеної до мережі. Методи. Пропонований алгоритм, який забезпечує складне та економічне рішення для вимірювання несправності та відстеження точки максимальної потужності, забезпечує контрольований вихід та підтримує вилучення повної потужності з фотоелектричної панелі. Метою роботи є моніторинг та управління статистикою мережі для надійної та ефективної подачі електроенергії до гібридної системи виробництва електроенергії. Інтернет речей розглядається як мережа, що складається з електронних вбудованих пристроїв, фізичних об'єктів, мережевих підключень та датчиків, що дозволяють сприймати, аналізувати та обмінюватися даними. Запропонована стратегія методу управління перевіряється з використанням програмного забезпечення MATLAB/Simulink та реалізації у режимі реального часу для аналізу робочих характеристик. Результати показують, що запропонована система вирішує проблему якості електроенергії за рахунок моніторингу несправності сонячної панелі та покращення якості електроенергії. Отриманий вихід гібридної системи подається в мережу через інвертор джерела напруги 3ϕ, що є більш надійним і підтримує якість електроенергії. Потужність, отримана від усієї гібридної установки, вимірюється датчиком, що є присутнім у модулі на основі Інтернету речей. На додаток до цього фотогальванічна напруга покращується за допомогою перетворювача, що підвищує, а оптимальна надійність досягається за рахунок застосування підходу «збурюй і спостерігай». Щоб мережа функціонувала ефективно, необхідно вирішити проблеми інтеграції Інтернету речей – смарт-мереж. Оригінальність. Поряд із сенсорним контролером використовується компенсація проблем з якістю електроенергії, стабільністю мережі та зменшенням гармонік у розподільній мережі з використанням підходу до Інтернету речей на основі фотоелектричних систем. Практична цінність. Робота стосується мережі, що складається з електронних вбудованих пристроїв, фізичних об’єктів, мережевих підключень та датчиків, що дозволяють сприймати, аналізувати та обмінюватися даними. У цій статті датчики Інтернету речей встановлюються на різних етапах інтелектуальної мережі у гібридній фотоелектричній та вітровій системі. Він відстежує та керує мережевою статистикою для безпечної та ефективної подачі енергії. Дослідження підтверджено результатами моделювання, що базуються на програмному забезпеченні MATLAB/Simulink та реалізації в реальному часі.
Вплив легувальної добавки на теплофізичні та реологічні властивості полімерної композиції, що не містить галогенів, для ізоляції та оболонок кабелів
Get PDFIntroduction. The demand for halogen-free fire-resistant compositions for the manufacture of fire-retardant wires and cables is constantly growing. Problem. Therefore, the creation and further processing of these materials is an urgent problem. Goal. The aim of the article is to study the effect of the doping additive on the thermophysical and rheological properties of halogen-free compositions for power cables with voltage 1 kV with the determination of both the temperatures of phase and structural transformations of polymer compositions. Methodology. Experiments investigating the phase transformations were carried out with the help device of thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry TGA/DSC 1/1100 SF of METTLER TOLEDO company. Rheological studies of polymeric materials were conducted by using the method of capillary viscosimetry in the device IIRT–AM. Results. The influence of the doping additive on the formation of the supramolecular structure of the filled polymer compositions for cable products was determined, that resulted in the temperature increase of the decomposition beginning by 11 °С and the end of decomposition by 7 °С. Originality. The effect of a doping additive on reducing the effective melt viscosity of a polymer composition from 6·104 to 1·104 Pa·s with increasing shear rate has been shown for the first time. The shear rate of the polymer composition containing the doping additive increases from 0.5 to 20 s–1 with increasing shear stress. Practical value. The research results provide an opportunity to reasonably approach the development of effective technological processes for the manufacture of the insulation and sheaths of power cables from halogen-free polymer compositions.Попит на вогнестійкі композиції, що не містять галогенів, для виготовлення пожежобезпечних проводів та кабелів безперервно зростає. Тому розробка цих матеріалів є актуальною проблемою. Метою статті є дослідження впливу легувальної добавки на теплофізичні та реологічні властивості композицій. Теплофізичні властивості визначено з використанням приладу TGA/DSC 1/1100 SF компанії METTLER TOLEDO. Реологічні дослідження полімерних матеріалів проведено методом капілярної віскозиметрії на приладі ИИРТ-АМ. Визначено вплив легувальної добавки на формування надмолекулярної структури наповнених полімерних композицій. Встановлено зниження ефективної в’язкості розплаву полімерної композиції в 6 разів зі зростанням швидкості зсуву в 40 разів при зміненні температури від 150 до 190 °С. Швидкість зсуву полімерної композиції з легувальною добавкою зростає в 40 разів з підвищенням напруження зсуву в 9 разів. Результати досліджень дають можливість обґрунтовано підходити до розроблення ефективних технологічних процесів виготовлення ізоляції та оболонок силових кабелів
Air cavity-based vibrational piezoelectric energy harvesters
Get PDFIntroduction. Known vibrational energy harvesting methods use a source of vibration to harvest electric energy. Piezoelectric material works as a sensing element converted mechanical energy (vibration) to electrical energy (electric field). The existing piezoelectric energy harvesting (PEHs) devices have low sensitivity, low energy conversion, and low bandwidth. The novelty of the proposed work consists of the design of PEH’s structure. Air cavity was implemented in the design where it is located under the sensing membrane to improve sensitivity. Another novelty is also consisting in the design structure where the flexural membrane was located at the top of electrodes. The third novelty is a new design structure of printed circuit board (PCB). The purpose of improvised design is to increase the stress in between the edges of PEH and increase energy conversion. With the new structure of PCB, it will work as a substrate that absorbs surrounding vibration energy and transfers it to sensing element. Methods. Three techniques were successfully designed in PEH and fabricated namely PEH A, PEH B, and PEH C were characterized by two experiments: load and vibration. The load experiment measured load pressure towards the PEH, whereas the vibration experiment measured stress towards the PEH. Results. PEH C has the highest induced voltage for a weight of 5.2 kg at the frequency of 50 Hz and the highest stored voltage for a period of 4 min. The three techniques applied in PEHs were showed improvement in transducer sensitivity and energy conversion. Practical value. A piezoelectric acoustic generator was used in the experiment to compare the performance of the designed PEH with available piezoelectric transducers in the market. The new flexible membrane worked as a sensing element was worked as a cantilever beam. PVDF was used as a sensing element due to the flexibility of the polymer material, which is expected to improve sensitivity and operating bandwidth.Вступ. Відомі методи збору вібраційної енергії використовують джерело вібрації для збору електричної енергії. П’єзоелектричний матеріал працює як чутливий елемент, перетворюючи механічну енергію (вібрацію) в електричну енергію (електричне поле). Існуючі пристрої збору п’єзоелектричної енергії (ЗПЕ) мають низьку чутливість, низьке перетворення енергії і малу смугу пропускання. Новизна запропонованої роботи полягає в проектуванні конструкції ЗПЕ. У конструкції реалізована повітряна порожнина, яка розташована під чутливої мембраною для підвищення чутливості. Ще один елемент новизни полягає в конструкції, в якій вигиниста мембрана розташована у верхній частині електродів. Третя новизна - це нова конструкція друкованої плати. Мета запропонованої конструкції - збільшити механічну напругу між краями ЗПЕ і підвищити перетворення енергії. Завдяки новій конструкції друкованої плати вона буде працювати як підкладка, яка поглинає навколишню енергію вібрації і передає її на чутливий елемент. Методи. Три методи були успішно використані для проектування ЗПЕ, і відповідно названі виготовлені ЗПЕ A, ЗПЕ Б і ЗПЕ В були описані двома експериментальними характеристиками: навантаження і вібрація. В експерименті з навантаженням вимірювався тиск навантаження на ЗПЕ, в той час як в експерименті з вібрацією вимірювалася механічна напруга на ЗПЕ. Результати. ЗПЕ В має найвищу індуковану напругу для ваги 5,2 кг при частоті 50 Гц і найвищу збережену напругу протягом 4 хвилин. Три методи, що застосовуються для ЗПЕ, показали поліпшення чутливості перетворювача і перетворення енергії. Практична цінність. В експерименті використовувався п’єзоелектричний акустичний генератор для порівняння характеристик розробленого ЗПЕ з доступними на ринку п’єзоелектричними перетворювачами. Нова гнучка мембрана працювала як чутливий елемент, що представляв собою консольну балка. В якості чутливого елемента використовувався полівініліден фторид завдяки гнучкості полімерного матеріалу, який, як очікується, поліпшить чутливість і робочу смугу пропускання
Эффективность работы активного управляемого выпрямителя в режиме искажения напряжения питающей сети
Get PDFGoal. Checking the efficiency of the active rectifier with differences types of control systems in conditions of deep voltage distortions of a three-phase three-wire supply network. Methodology. The authors have used the Matlab/Simulink software environment to create a model of an active rectifier with various types of control systems as part of a frequency electric drive. We performed a series of simulations of the operating modes of an active rectifier with various control systems when the supply voltage is distorted. Results. When the active rectifier is operating in an unregulated mode, the distortions of the current and mains voltage exceed the maximum permissible values. The quality indicators of the mains current and mains voltage are significantly higher than the normally permissible values. In the absence of voltage distortions in the supply network, the operation of the active rectifier can effectively eliminate the distortions of the mains current, regardless of the type of control system of the active rectifier. In conditions of deep distortions of the supply network voltage, the operation of an active rectifier with a vector control system is more efficient than with a parametric control system. Originality. Criteria for determining the quality of consumed electricity at the connection point of the circuit are proposed. Practical significance. Recommendations have been developed for the use of active rectifier control systems when working with a distorted power supply voltage.Рассмотрена работа активного управляемого выпрямителя-источника напряжения (АВИН) с параметрической и векторной системами управления, работающих с фиксированной частотой модуляции в составе электропривода мощностью 315 кВт параллельно с другими нагрузками в условиях искажённого напряжения источника питания. Выполнено математическое моделирование АВИН с различными системами управления. Предложены критерии определения качества потребляемой электроэнергии в точке подключения схемы. Разработаны рекомендации по использованию систем управления АВИН при работе с искажённым напряжением источника питания
Fuzzy maximum power point tracking compared to sliding mode technique for photovoltaic systems based on DC-DC boost converter
Get PDFAim. This paper presents the amelioration of maximum power point tracking using fuzzy logic methods for photovoltaic system supplying a standalone system. Method. The main role of the maximum power tracking is to force the system for working at the maximum point for each change of meteorological conditions. The classic technique Perturb and Observe is more attractive due to its simple and high efficiency. Sliding mode is a non-linear control technique; characterised by robustness against the parameters change or disturbances, it gives a good maximum power operation under different conditions such as changing solar radiation and photovoltaic cell temperature. Novelty. Fuzzy logic tracking technique is treated. Fuzzy rules construction is based on Perturb and Observe behaviour when the appropriate disturbance step is produced in order to obtain a fast system with an acceptable precision. We use in our study 60 W photovoltaic panel associated to boost chopper converter in order to supply a standalone system. Results. As show in results figures using fuzzy maximum power point tracking the ameliorate performances especially the very low oscillation rate (nearly 0.6 W), and very acceptable response time 0.1 s.Мета. У цій роботі представлено покращення відстеження точки максимальної потужності з використанням методів нечіткої логіки для фотоелектричної системи, що постачає електроенергію до автономної системи. Метод. Основна роль відстеження максимальної потужності – примусити систему працювати в максимальній точці при кожній зміні метеорологічних умов. Класична техніка збурення та спостереження є більш привабливою завдяки своїй простоті та високій ефективності. Режим ковзання – це нелінійний метод керування; характеризується стійкістю до зміни параметрів або порушень, дає хорошу максимальну потужність роботи в різних умовах, таких як зміна сонячного випромінювання та температури фотоелектричних елементів. Новизна. Використовується методика відстеження з використанням нечіткої логіки. Побудова нечітких правил базується на поведінці збурення та спостереження, коли виробляється відповідний крок збурення, щоб отримати швидку систему з прийнятною точністю. У цьому дослідженні використовується фотоелектрична панель потужністю 60 Вт, підключена до перетворювача, що підвищує, для постачання електроенергії до автономної системи. Результати. Як показують результати, дані використовують нечітку максимальну точку потужності, яка відстежує покращені характеристики, особливо дуже низьку швидкість коливань (майже 0,6 Вт) і дуже прийнятний час відгуку 0,1 с