Strona główna
English version

Laboratorium Przekształtników Energoelektronicznych

Jednostka: Katedra Energoelektroniki Opiekun: dr hab. inż. Grzegorz Radomski, adiunkt
Adres: Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce E-mail: radomski@tu.kielce.pl
WWW: http://www.tu.kielce.pl Telefon: 48 41 3424176
NazwaName
Laboratorium Przekształtników EnergoelektronicznychPower Electronic Converters Laboratory
Opis/specyfikacjaDescription/Specification
W Laboratorium Przekształtników Energoelektronicznych prowadzone są prace badawcze dotyczące:
• przekształtników AC/DC o wysokim współczynniku mocy i zmniejszonym negatywnym oddziaływaniu na sieć zasilającą (dr inż. Grzegorz Radomski),
• przekształtników z tak zwanym „miękkim przełączaniem” łączników elektronicznych (dr hab. inż. Sławomir Karyś),
• przekształtników DC/DC o wysokiej sprawności i częstotliwości przetwarzania energii (mgr inż. Marcin Pawlak).

Celem prowadzonych prac jest uzyskanie struktur przekształtników pozwalających ograniczyć zakłócenia wprowadzane do sieci przez te układy, zmniejszyć straty energii powstające w procesie przesyłania energii przez sieć zasilającą, zwiększyć sprawność przetwarzania energii czyli zmniejszyć jej straty w strukturze samego przekształtnika.
Prowadzone prace wychodzą naprzeciw ustaleniom normatywnym mającym na celu racjonalizację wykorzystania energii.
Power Electronic Converters Laboratory conduct scientific research in issues:
• Clean Power Converters - converters with high power factor, small THD factor (Grzegorz Radomski Ph.D.),
• Soft Switching Power Converters - converters with ZVS (zero voltage switching), ZCS (zero current switching), (Sławomir Karyś Ph.D. D.Sc.),
• High efficiency, high switching frequency DC/DC power converters (Marcin Pawlak M.Sc.).
Zagadnienia specjalistyczneFields of expertise/specialization
1. Jakość parametrów mocy elektrycznej
2. Przekształtniki o zmniejszonym negatywnym wpływie na sieć zasilającą
3. Sprawność systemów energoelektronicznych
4. Przekształtniki przełączane przy zerowym napięciu i zerowym prądzie
1. Electrical power quality
2. Clean Power Converters
3. High efficiency of Power Electronic Systems
4. Zero volatage switching zero current swiching converters
Prowadzone badania i ich potencjalne zastosowaniaConducted research activities with potential application/use
1. Badania dotyczące metod modulacji przekształtników AC/DC:
- dwupoziomowego przekształtnika AC/DC,
- prostownika Vienna,
- wielopoziomowych przekształtników napięciowych.
W metodach modulacji podjęto próbę kompensacji wpływu tak zwanego czasu martwego na napięcia przekształtnika. (dr inż. Grzegorz Radomski).
2. Badania dotyczące układow miekkego przełączania łączników przekształtników energoelektronicznych. Wprowadzono metodę doposowania wartości prądu obwodu rezonansowego do wartości chwilowej prądu obciązenia, dzięki czemu maleją straty mocy w obwodzie rezonansowym przekształtnika. (dr hab. inż. Sławomir Karyś)
3. Badania dotyczące metodyki projektowania przekształtników DC/DC o wysokiej częstotliwości przełączania. Opracowywany jest model opisujący straty mocy przekształtnika DC/DC podwyższającego napięcie. (mgr inż. Marcin Pawlak)
1. Development of Space Vector Modulation Methods for AC/DC converters:
- two voltage level AC/DC converter,
- Vienna Rectifier,
- multi level voltage converters.
Modulation methods take into account compensation of death time influence on converter voltages to avoid of voltage and currents deformation. (Grzegorz Radomski Ph.D.)
2. Develoment of soft switching methods for voltage source converters. Varible timing control of current in resonant inductor has been developed to reduce power loss in switching of power electronics keys. (Sławomir Karyś Ph.D. D.Sc.),
3. Development of methods of projecting of high frequence DC/DC converters. Model of ower losses of DC/DC boost converter with high switching frequency is under development. (Marcin Pawlak M.Sc.)
Wykaz aparaturyList of scientific and research equipment/apparatus
1. Trójfazowe źródło zasilania o precyzyjnie regulowanych parametrach
a) Trójfazowe źródło zasilania AC o precyzyjnie regulowanych parametrach: 3120ASX power source firmy Pacific Power Source


b) Trójfazowe źródło zasilania AC o precyzyjnie regulowanych parametrach z dodatkowym wyjściem DC: 9003ix


2. Układy sztucznych obciążeń
a) Układ elektronicznego obciążenia wysokonapięciowego DC: PLA5K-1000-50 - 5kW 1000V 50Adc 4U, 25,5"D
b) Układ elektronicznego obciążenia niskonapięciowego DC: LPL300-400-15 - 300W 400V 15Adc 1.8V 1U, 21"D
c) System elektronicznego obciążenia AC:
3 x ZSAC4244 (AC loads)
1 x ZS02 (interface GPIB, RS232, USB)
1 x ZS05-M (System interface - Master)
2 x ZS05-S (System interface – Slaves).

3. Analizator mocy
a) Analizator mocy: PZ4000 firmy Yokogawa:

b) Zestaw sond pomiarowych do współpracy z analizatorem mocy AH System:
• Zestaw czujników pola elektromagnetycznego,
• Zestaw czujników pola magnetycznego,
• Zestaw czujników prądu,
• Statyw i adapter montażowy do mocowania i ustawiania położenia pracy sond,
• Futerał zabezpieczający do przechowywania i transportu sond,
• Futerał zabezpieczający do przechowywania i transportu statywu i adaptera montażowego do mocowania sond.

4. Układy pomiarowe prądu
a) Sonda prądowa: N2783A 1 szt.
b) Sonda prądowa: CWT3LF R/2.5/200 M/2 1 szt.
c) Sonda prądowa: N2783B 3 szt.
d) Sonda prądowa: N2781B 3 szt.
e) Zasilacz sond prądowych: 2779A 1 szt.

5. Środowisko programistyczne do procesorów zmiennoprzecinkowych DSP z sondami emulującymi
a) Visual DSP ++: VDSPU-SHARC-PCFLT5 szt. 1,
b) Sondy emulacyjne HPUSB: ADZU-USB-ICE szt. 2.

6. Analizator stanów logicznych do uruchamiania cyfrowych układów sterowania wraz z sondami do uruchamiania układów logiki programowalnej
a) Analizator stanów logicznych: 136 kanałowy analizator stanów logicznych TLA5204B firmy Tektronix wraz z opcją TLA5204B 1C,
Liczba kanałów logicznych min. 136 w tym obsługa sond single-ended i sond do pomiarów różnicowych.
Znacznik czasowy: 51 bitów dla rozdzielczości czasowej min. 125ps.
Pasmo częstotliwości min. 235MHz.
Maksymalne taktowanie danych min. 470Mb/s.
Długość rekordu czasowego (1/4 kanałów / połowa kanałów / wszystkie kanały) min. 8/4/2Mb na kanał.
Analiza w trybie „timing” oraz „state”.
Tryb akwizycji umożliwiający prace z rozdzielczością czasową min. 125ps.
Możliwość wykrywania impulsów o czasie trwania ≤ 1ns.
Ilość niezależnych poziomów wyzwalania – min. 16.
Rodzaje wyzwalania: słowo, grupa, kanał, zmiana stanu, zakres czasowy, jakiekolwiek zdarzenie, wartość licznika zdarzeń, wartość licznika czasu, sygnał, zakłócenie, ustawienie/wstrzymanie.
Rodzaje reakcji systemu wyzwalania na zdarzenie: główne wyzwolenie, wyzwolenie w trybie 125ps rozdzielczości czasowej, praca z gromadzeniem danych, praca bez gromadzenia danych, rozpoczęcie gromadzenia danych, przerwanie gromadzenia danych, zwiększenie stanu licznika zdarzeń, zmniejszenie stanu licznika zdarzeń, wyzerowanie stanu licznika zdarzeń, start licznika czasowego, zatrzymanie licznika czasowego, wyzerowanie licznika czasowego, przejście do ustalonego stanu, ustawienie/wyzerowanie sygnału, bezczynność.
Częstotliwość pracy licznika min. DC - 500MHz.
Częstotliwość pracy licznika czasu min. 500MHz.
Możliwość dokonywania pomiarów różnicowych na min. 16 kanałach wejściowych.
Możliwość demultipleksacji kanałów cyfrowych z rozdzielczością min. 8 bitów.
Integracja oraz korelacja czasowa danych z analizatora stanów logicznych z przebiegami z współpracującego oscyloskopu.
Przewód dla dwukierunkowej komunikacji analizator stanów logicznych – oscyloskop – analizator stanów logicznych do celów integracji oraz korelacji czasowej danych z analizatora stanów logicznych z przebiegami z współpracującego oscyloskopu.
System operacyjny Windows XP - otwarta platforma systemowa z możliwością instalacji dowolnych aplikacji narzędziowych i analitycznych.
Wyświetlacz: Kolorowy dotykowy wyświetlacz ciekłokrystaliczny min. 10,4", o rozdzielczości XGA (1024 x 768).
Interfejsy komunikacyjne: 2xDB15 SVGA, LAN, PS2 (mysz), PS2(klawiatura), DB25, Centronics, EPP (Extended Parallel Port), ECP (Microsoft high-speed mode), DB9, 4 x USB.
Minimalny zakres temperatur pracy od +5 do + 50°C.
Pobór mocy ≤ 300W.
Zasilanie od 90 do 240 VAC przy częstotliwości od 47 do 63Hz.
Waga ≤ 12kg.
Oprogramowanie wspierające uruchamianie układów logiki programowalnej programowanych w systemie Quartus – pozwalające obserwować na ekranie analizatora przebiegi wewnętrzne projektowanego systemu cyfrowego.


b) Oscyloskop do łącznej wizualizacji przebiegów cyfrowych i analogowych: Oscyloskop cyfrowy DPO7054 4-kanalowy o paśmie DC – 500MHz z opcjami DPO7054PWR, DPO7054SVE firmy Tektronix,
Pasmo analogowe (-3dB) Min. 500 MHz.
Ilość kanałów analogowych 4 + zewnętrzne wyzwalanie.
Próbkowanie przy włączonych wszystkich kanałach: Min. 2.5 GSa/s na kanał w czasie rzeczywistym, przy włączeniu jednego kanału min. 10GSa/s.
Długość rekordu na kanał: Min. 10M próbek na kanał - wszystkie kanały włączone.
Zakres podstawy czasu: Min. od 100 ps/dz do 1000 s/dz.
Impedancja wejściowa: 1MΩ AC, DC lub 50Ω DC.
Dokładność wzmocnienia DC: ± min. 1%.
Rozdzielczość pionowa: Minimum 8 bitów bez uśredniania, min. 11 bitów z uśrednianiem.
Dokładność podstawy czasu: ± 2.5ppm lub lepsza.
Max. napięcie wejściowe: Min. 150V rms dla lMΩ i Min. 5V dla 50Ω.
Wyświetlacz: Kolorowy dotykowy wyświetlacz ciekłokrystaliczny min. 12", o rozdzielczości XGA (1024 x 768).
Wyzwalanie: możliwość wyzwalania kombinacją zdarzeń z różnych kanałów, wyzwalanie protokołem transmisji szeregowej I2C, SPI i RS-232.
Interfejsy komunikacyjne Ethemet, RS-232, GPIB, USB 2.0, VGA, równoległy IEEE 1284.
Interfejs sond: Wbudowywany interfejs do komunikacji dwukierunkowej sonda - oscyloskop – sonda umożliwiający wyświetlanie parametrów sondy na ekranie oscyloskopu oraz zdalne przełączanie zakresów pomiarowych podłączonych sond.
Automatyczne pomiary przebiegów: czasowe - czas narostu i opadania, szerokość impulsu dodatniego ujemnego, wypełnienie impulsów dodatnich i ujemnych, okres, częstotliwość, opóźnienie; histogramowe - zliczanie przebiegów, liczba wystąpień w określonym zakresie, wartość szczytowa wystąpień; złożone - szerokość paczki impulsów, pomiary diagramu oka - współczynnik wygaszania.
Funkcje filtrowania: możliwość definiowania filtrów przez użytkownika poprzez podanie współczynników.
Zaawansowana analiza mocy: wyznaczanie strat magnetycznych, maksymalnej gęstości strumienia magnetycznego, amplitudowej przenikalności magnetycznej, wartości magnetycznej indukcji szczątkowej, natężenia koercyjnego pola magnetycznego, parametrów mocy, harmonicznych badanego sygnału, zniekształceń THD.
Zaawansowana analiza widma: funkcja spektrogramu, przeszukiwanie widma przy pomocy zdefiniowanych przez użytkownika filtrów. Maksymalny SPAN min. 500MHz.
Zasilanie 100-240 V, 50/60 Hz.
Pobór mocy <500W.
Minimalny zakres temperatur pracy +10 do + 45°C.
System operacyjny Windows XP - otwarta platforma systemowa z możliwością instalacji dowolnych aplikacji narzędziowych i analitycznych.
Zapis danych: Wyposażenie w wyjmowany dysk twardy o pojemności 80GB (kieszeń).
Pasywne sondy napięciowe 4 sztuki o paśmie min. 500MHz.
Możliwość rozbudowy o testy: DVI, USB2.0, Ethernet, CAN/LIN (CAN/LIN, dekodowanie i analiza).
Możliwość rozszerzenia o analizę sygnałów logicznych - analizator sygnałów.

c) Zestaw sond do uruchamiania układów logiki programowalnej - single-ended i różnicowe: sondy typu single – ended P6410 szt. 8, sondy (różnicowe) 8 kanałowe do pomiarów różnicowych MC10E416 firmy Moving Pixel szt. 2.


8. Kamera termowizyjna
a) Kamera termowizyjna: Thermo GEAR G120 firmy NEC Avio Infrared Technologies Co., Ltd.
Częstotliwość pracy detektora 60Hz.
Rejestracja filmów z częstotliwością 10 klatek/s
Funkcja pomiaru Makro od 10cm
Funkcja Panorama - złożenia wielu zdjęć termowizyjnych w jedno
Funkcja cyfrowego wzmacniania krawędzi
Alarm wibracyjny, optyczny, dźwiękowy po przekroczeniu temperatury progowej
Funkcja przenikania zdjęcia termowizyjnego w widzialnym plus prezentacja równoległa termogramu i zdjęcia widzialnego.
Auto-Focus
Format zdjęć *.jpg plus notatka tekstowa i głosowa
Zakres pomiarowy: -40 do500C
Pole widzenia 30st (poziomo) x 25st (pionowo) z tolerancją 5st
Zoom cyfrowy płynny od 1x do 4x
Funkcje pomiarowe temperatury: 5 punktów, 5 obszarów, pomiar temperatury pomiędzy dwoma punktami max, min, średnia w obszarze
Zapis danych na karcie SD lub SDHC
Wbudowana funkcja automatycznej rejestracji zdjęć z programowanym interwałem: od 3s do 60min.
Wyjście USB 2.0
Wbudowany aparat 2MP + LED doświetlający + celownik laserowy
Możliwość mocowania do statywu
Wyjście wideo PAL | NTSC
Wbudowany wyświetlacz LCD 3.5"
Stopień ochrony obudowy IP54

3120ASX
9003ix
9003ix
1. Three Phase Programmable Power AC Generators
a) Three Phase Programmable Power AC Generator: 3120ASX power source of Pacific Power Source


b) Three Phase Programmable Power AC Generator z with additional DC output: 9003ix


2. Electronic loads
a) DC Electronic load (5kW/1000V/50A): PLA5K-1000-50 - 5kW 1000V 50Adc 4U, 25,5"D
b) DC Electronic load (300W/400V/15A): LPL300-400-15 - 300W 400V 15Adc 1.8V 1U, 21"D
c) Three phase AC Electronic Load System:
3 x ZSAC4244 (AC loads)
1 x ZS02 (interface GPIB, RS232, USB)
1 x ZS05-M (System interface - Master)
2 x ZS05-S (System interface – Slaves).

3. Power Analyzer
a) Power Analyzer: PZ4000 of Yokogawa:

b) Set of measurement sensors for powr analyzer:
AH System:
• Set of electromagnetic field sensors,
• Set of magnmetic field sensors,
• Set of current sensors,

4. Current sensors
a) Current sensor: N2783A 1 szt.
b) Current sensor: CWT3LF R/2.5/200 M/2 1 szt.
c) Current sensor: N2783B 3 szt.
d) Current sensor: N2781B 3 szt.
e) Current sensor supply: 2779A 1 szt.

5. Programming environment for DSPP z emulation circuits
a) Visual DSP ++: VDSPU-SHARC-PCFLT5 szt. 1,
b) Sondy emulacyjne HPUSB: ADZU-USB-ICE szt. 2.

6. Logic Analyzer with logic probes
a) Logic Analyzer: 136 channel TLA5204B of Tektronix with TLA5204B 1C option,

Pasmo częstotliwości min. 235MHz.
Maksymalne taktowanie danych min. 470Mb/s.
Długość rekordu czasowego (1/4 kanałów / połowa kanałów / wszystkie kanały) min. 8/4/2Mb na kanał.

b) Oscyloskop do łącznej wizualizacji przebiegów cyfrowych i analogowych: Digital Oscyloskop DPO7054 4-channel, frequence bandwidth DC – 500MHz with DPO7054PWR, DPO7054SVE options of Tektronix,
Analog bandwidth (-3dB) Min. 500 MHz.
Ilość kanałów analogowych 4 + zewnętrzne wyzwalanie.
Próbkowanie przy włączonych wszystkich kanałach: Min. 2.5 GSa/s na kanał w czasie rzeczywistym, przy włączeniu jednego kanału min. 10GSa/s.
Długość rekordu na kanał: Min. 10M próbek na kanał - wszystkie kanały włączone.
Zakres podstawy czasu: Min. od 100 ps/dz do 1000 s/dz.
Impedancja wejściowa: 1MΩ AC, DC lub 50Ω DC.
Dokładność wzmocnienia DC: ± min. 1%.
Rozdzielczość pionowa: Minimum 8 bitów bez uśredniania, min. 11 bitów z uśrednianiem.
Dokładność podstawy czasu: ± 2.5ppm lub lepsza.
Max. napięcie wejściowe: Min. 150V rms dla lMΩ i Min. 5V dla 50Ω.

c) Set of logic probes - single-ended and differential
single ended probes– P6410 szt. 8,
differential probes 8 channel MC10E416 of Moving Pixel szt. 2.


8. Thermovision Camera
a) Thermovision Camera: Thermo GEAR G120 of NEC Avio Infrared Technologies Co., Ltd.
Częstotliwość pracy detektora 60Hz.
Rejestracja filmów z częstotliwością 10 klatek/s
Funkcja pomiaru Makro od 10cm
Funkcja Panorama - złożenia wielu zdjęć termowizyjnych w jedno
Funkcja cyfrowego wzmacniania krawędzi
Alarm wibracyjny, optyczny, dźwiękowy po przekroczeniu temperatury progowej
Funkcja przenikania zdjęcia termowizyjnego w widzialnym plus prezentacja równoległa termogramu i zdjęcia widzialnego.
Auto-Focus
Format zdjęć *.jpg plus notatka tekstowa i głosowa
Zakres pomiarowy: -40 do500C
Pole widzenia 30st (poziomo) x 25st (pionowo) z tolerancją 5st
Zoom cyfrowy płynny od 1x do 4x
Funkcje pomiarowe temperatury: 5 punktów, 5 obszarów, pomiar temperatury pomiędzy dwoma punktami max, min, średnia w obszarze
Zapis danych na karcie SD lub SDHC
Wbudowana funkcja automatycznej rejestracji zdjęć z programowanym interwałem: od 3s do 60min.
Wyjście USB 2.0
Wbudowany aparat 2MP + LED doświetlający + celownik laserowy
Możliwość mocowania do statywu
Wyjście wideo PAL | NTSC
Wbudowany wyświetlacz LCD 3.5"
Stopień ochrony obudowy IP54

3120ASXa
9003ixa
9003ixa

Słowa kluczoweDziedziny nauki
power electronics , power converter, pulse width modulation, THDi, Power Factor, 5.10 Elektrotechnika
5.14 Automatyka i robotyka
5.15 Elektronika