faculty of electrical engineering · 2017-08-04 · faculty of electrical engineering normation on...

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Institute of Electrical Engineering and Electronics

Information on the selected test equipment at the Electrical Engineering, Poznan University of Technology

Promotional catalogueof apparatus and laboratories of Poznan University of Technology

FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF ELECTRICALENGINEERING

Information on the selected test equipment at the Electrical Engineering, Poznan University of TechnologyInstitute of Electrical Engineering and Electronics

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Wydział Elektryczny, jeden z najstarszych i największych wydziałów Politechniki Poznańskiej, prowadzi zajęcia dydaktyczne na pięciu kierunkach. Od wielu lat intensywnie współpracuje ze środowiskiem gospodarki wielkopolskiej i całego kraju osiągając bardzo dobre wy-niki. Współpraca z podmiotami gospodarczymi regionu dotyczy sze-roko rozumianej branży elektrycznej tj. automatyki elektrotechnicznej, energetyki i robotyki. Doświadczona kadra naukowo-badawcza oraz specjalistyczna aparatura pozwala nie tylko na skuteczne prowadzenie wspólnych projektów badawczych, ale także skutkuje nowymi narzę-dziami konstrukcyjnymi i technologicznymi. Katalog zawiera bogatą ofertę nowoczesnej aparatury stosowanej w badaniach naukowych i praktyce przemysłowej.

Zapraszam serdecznie do współpracy.

dr hab. inż. Zbigniew Nadolny Dziekan Wydziału Elektrycznego

TABLE OF CONTENTS

4Packet of professional software of ANSYS for analysis of coupled phenomena problems in 3D systems

5 Thermal Imaging Camera FLIR System E50

6 LMK 98-4 luminance distribution CCD camera system

7 Power Quality Analyzer Fluke 434/PWR

8 Broadband multichannel recorder of currents and voltages waveforms type ALS-M801

9 Combustion Analyzer

10 Freja 300 Relay Testing System

11 Calorimeter KL-12Mn

12 Mobile Laboratory of Power Transformer Diagnostics

13 Model of the MV Network

14 MPZ-4 Earth Fault Parameters Meter

15 Low resistance ohmmeter MicroOhm MI3252

16 SRI 8610C Gas Chromatograph TOGA

17Metrohm 831 KF Coulometer for measurement of water content by means of Karl Fischer titration method

18 Measurement setup for determination of polymerization degree of cellulose

19Measurement setup for determination of water solubility coefficients of electro-insulating liquids

20 PDtracker - online partial discharge monitoring system for power transformers

21 Laboratory bench for research on fault-tolerant control algorithms of electrical drive



Packet of professional software of ANSYS for analysis of coupled phenomena problems in 3D systems

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T E C H N I C A L S P E C I F I C A T I O N S :

License packet of Ansys Academic Associateincluding tools/packages: x Ansys CFX, Ansys Fluent, Ansys Mechanical,

Ansys Maxwell, Ansys Design space, Ansys Autodyn, Ansys Polyflow, and others

x add-on: Ansys Academic Associate HPC

x Software is installed on professional workstation HP Z800: - processors: 2 x Intel Xeon - W5580@3,2 GHz - memory RAM: 64 GB (DDR3 ECC-R) - graphic: Nvidia Quadro 4000 2GB - OS: Windows 7 Professional x64 - HDD: 3 x 1TB

A P P L I C A T I O N :Packet contains Multiphysics license in Associate version allows to perform coupled phenomena analy-ses in 3D systems by the academic units for industry partners

Software allows for modeling among others of: x mechanical stresses x thermal phenomena x fluid dynamics and electromagnetic phenomena

taking into account motion and electrical circuits equations

K E Y W O R D S

x numerical analysis x coupled phenomena modeling x finite element method

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Thermal Imaging Camera FLIR System E50


x spectral range (7,5–13m) x temperature ranges: -20 °C – +120 °C, 0°C – +650 °C x Image resolution 240 x 180 pixels x thermal resolution (N.E.T.D)<0,05 °C x manual focus x minimum distance to the object 0,2 m (lens f=18 mm) x macro pictures (with lens t197200wd33 mm) x correction of the influence of ambient temperature,

the distance to the object, temperature and humidity of the atmosphere

x the registration of the measurement results (thermal images) in the flash memory

x the possibility of recording the videos x the transmission of thermal image with analog link

(composite) x built-in video camera

A P P L I C A T I O N : x thermovision examinations of the electrical,

electronic and mechanical circuits (elements) x contactless temperature measurement x the evaluation of temperature distribution

K E Y W O R D S

x thermovision x temperature measurement x the temperature field x diagnostic testing

of the electrical and electronic circuits



LMK 98-4 luminance distribution CCD camera system


x sensor Sony CCD DX4, resolution 1360 x 1040, 12 bit

x full size filter matched to V(λ)-function for measuring luminances, accuracy f1<3,5%

x measuring quantities: luminance [cd/m2] x integration times: 100us – 15 s x repeatability L<0,1% x software LabSoft x replaceable lenses 8 mm, 25 mm i 50 mm x ND filters

A P P L I C A T I O N : x The LMK measuring system is very well suited

to make measurements in an urban environment in public places and streets in order to make data for the lighting design in cities available. Glare evaluation, determination of the visibility distance of local lighting installations. Determination of the luminance distribution according to EN 13201 for streets and tunnels.

x In interior lighting the LMK measuring system allows spatially resolved measurements for verifying existing norms and design projects to be made in a simple and fast way with regard to full illumination, ergonomics and well-being. Determination of contrast and glare evaluation of window surfaces and video workstations located in the vicinity of windows (e.g. CRF measurement, UGR determination). Determina-tion of the luminance distribution with regard to ergonomic and economic aspects of workpla-ces; evaluation of circadian action potentials of artificial lighting with regard to the health and well-being of humans.

K E Y W O R D S

x luminance x luminance distribution x measurements in an urban

environment in public places and streets6

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Power Quality Analyzer Fluke 434/PWR


x voltage inputs: - 5 inputs – 3 x phase, 1 neutral, 1 ground - maximum RMS voltage – 1000 V (phase) - voltage measuring range – from 1 to 1000 V - maximum peak voltage – 6 kV - input impedance – 4 MΩ / 5 pF

x current inputs: - 4 inputs – 3 phase, 1 neutral - type – current clamps i5s (5 A) and i400s (40/400 A) - i5s clamps – measuring range: 0,01-6 A, maximum

non-destructive current: 70 A, input impedance – 1 MΩ / 47 pF - i400s clamps – measuring range: 0,5-40/5-400 A, maximum

non-destructive current: 1000 A, input impedance – 1 MΩ

x measuring of higher harmonics and inter-harmonics up to 50th, frequency range (usage) – 40 Hz - 10 kHz

x measuring and monitoring all power energy parameters – voltage, current, frequency, active, reactive and apparent power and energy, power factor, phase shift, higher harmonics and inter-harmonics, dips and swells, voltage and current drops, flickers, unbalance, transients and inrush current

x internal memory – up to 10 dataset or monitors (monitoring time up to 7 days) and up to 50 print screens

x PC connection – USB cable (safety wireless connection with analyzer by IrDA)

x ability to work on battery – up to 7 hours

A P P L I C A T I O N :The study and analysis of power quality parameters. Power quality analyzer can help in locating, predicting, preventing and solving power quality problems in three-phase and single-phase power distribution systems.In addition, energy losses can be calculated based on the value of harmonics and asymmetries. Ability to determine the origin of energy losses in the electrical installations.Executing the expertises in terms of power quality parameters.

K E Y W O R D S

x power quality x measurement of power

and energy x voltage higher harmonics x flicker x unbalance x transients x inrush current x voltage dips and swells



Broadband multichannel recorder of currents and voltages waveforms type ALS-M801 A P P L I C A T I O N :

x ALS-M801 is the microcomputer development system being designed to record currents and voltages waveforms as well as for the analysis of parameters of electricity in 4 - wire industrial networks. The system includes a PC mini-ITX standard equipped with the specialized DSP/PCI card – with the SHARC® DSP Analog Devices signal processor on-board. It contains the broadband isolated transducers for measuring currents and voltages. The integrated user’s console enables the direct output of measurement results on the display (LCD) and set-up parameters of signal processing algorithms.

x The open architecture allows customer to implement its own control algorithms and independent use of the signals from the transducers. The high capacity hard disk enables the recording of data with large number of signal samples. The WINDOWS operating system allows user to maintain the specialized programs for processing of the collected data.

x The system is equipped with typical industrial communictation interfaces like e.g.: RS-232, USB, and ETHERNET. The JTAG interface makes possible direct communication with the DSP.


x number of channels: 4-voltage, 4-current x measurement range (maximal values):

400 / 800 V, 25 A x metrologic class: 1.0 – voltage channels

(DC - 20 kHz), 0.5 – current channels (DC - 200 kHz)

x integrated LCD display (20x4 positions) and keyboard (8 keys)

x HD capacity: 300 GB x communication Interfaces: RS - 232 (1x),

USB (4x), ETHERNET (1x), JTAG (DSP) x powering: 230V / 50 Hz

K E Y W O R D S

x parameters of electricity x waveforms recording x personal computer x measurement transducer

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Institute of Electric Power Engineering

Combustion Analyzer


x internal memory: 400 blocks x weight: 600 g (without battery) x wymiary: 270 x 90 x 65 mm x ambient temperature: -20 °C....+50 °C x operating temperature: -5 °C...+45 °C x display: graphic 160 x 240 pixels x power supply: 6 V / 1.2 A x battery 3.7 V / 2.2 Ah,

A P P L I C A T I O N : x Measures:

- flue gas temperature - air temperature - O2, CO, CO2 NOx - draft - pressure - stack losses - the stoichiometric air to fuel ratio λ - efficiency of the combustion process

K E Y W O R D S

x high heating value x low heating value x conventional fuels

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Information on the selected test equipment at the Electrical Engineering, Poznan University of TechnologyInstitute of Electric Power EngineeringFACULTY OF ELECTRICAL

ENGINEERING

Freja 300 Relay Testing System


x operation in local or remote mode x generation of the AC or DC signals x current signals generation - 3 x 15 A (87 VA) x voltage signals generation - 3 x 150 V (82 VA) x each output can be independently controlled x 5 inputs and 5 binary outputs x static and dynamic tests (ramping) x Simulation of the disturbances – creation of si-

gnals x is based on the COMTRADE file x (Registration of real network disturbances x or EMTP simulations)

A P P L I C A T I O N :Tests of the secondary protection relay circuits .Tests include all basic power system protection devices.

Freja system is equipped with specialized instruments for examination, among others, overcurrent protection, distance protection, differential protection, voltage and frequency relays

K E Y W O R D S

x testing of protective relays x power system protection x disturbance simulation

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Calorimeter KL-12Mn


x test pressure of calorimetric bomb 19,62 mPa x test pressure of calorimetric bomb: 0,35 dm³ x capacity of calorimetric vessel: 4,4 dm³ x capacity of calorimetric jacket: 15,5 dm³ x supply voltage: 220v ±10% x dimensions: 1400 x 700 x 750 mm x weight w/o water - 75 kg x accuracy of temperature digital readout - 0,001 k

Parameters of resistance wire used for combustion: x diameter <= 0,2 mm x length - 100 mm x weight < 10 mg x heat of combustion - 6698,9 kj/kg

A P P L I C A T I O N :Calorimeter is designed to measure the heat of combustion of solid and liquid fuels such as: x Peat x brown coal x hard coal x brown coal briquette x hard coal briquette x coke x semi-coke x fine coal (also mixed with other substances) x oil-derivative fuels and other liquid

and semi-liquid ones x biofuels x biomass (in a form of: granulated products

briquettes, chips, pellets) x waste materials x different inexplosive organic and synthetic

substances in solid and liquid form

The measuring method is compliant with Polish Standard. The measurement consists in complete combustion of fuel sample in pressurized oxygen atmosphere. The fuel sample is placed in a special calorimetric bomb immersed in water. In this way the measurement of water temperature increase is carried out. The heat of combustion is calculated automatically and displayed on computer’s monitor. The measuring accuracy of temperature increase is 0,001°.

K E Y W O R D S

x high heating value x low heating value x conventional fuels


ENGINEERING

Mobile Laboratory of Power Transformer Diagnostics

A P P L I C A T I O N : x evaluation of moisture content in oil-paper insulation systems

with polarisation methods (RVM, FDS, PDC) x measurement of water content in cellulose insulation and oil

on the basis of Karl-Fischer reaction x investigation of insulating systems with the use of high

voltage dielectric spectroscopy (frequency range 0.001-100 Hz, voltage up to 30 kV)

x detection identification, localisation and on-line monitoring of partial discharges with acoustic emission method

x measurement of partial discharges with electrical method x detection of power transformer winding deformations with

SFRA method x analysis of gases dissolved in insulating oil with DGA method x thermovision

Additionally: x measurement of insulation resistance x measurement of winding resistance x measurements and analysis of on-load tap changer

parameters x measurement of electric and magnetic field intensity x measurement of radiointerferences, x measurements of degree of polymerisation of cellulose x power transformer insulation diagnostics on the bases

of insulating oil properties x spectrophotometry

K E Y W O R D S

x power transformer diagnostics

x measurement of water content x measurements

of partial discharges x investigation of insulating

liquids 12

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Model of the MV Network


Model includes: x power transformer (Yd11) and earthing transformer (Zy11) x MV network with 25 A earth fault capacitive current (3 MV

overhead line models with earth fault capacitive current: 15 A, 7 A, 3 A)

x 12 tap Petersen coil connected to neutral point of earthing transformer – inductive current between 14 A and 25 A,

x primary forcing resistors for cooperation with Petersen coil x the possibility to change neutral point of MV network

grounding method x the possibility to x the ability to specify a different ground-fault compensation

factor x network attenuation factor d0 – 0,05

A P P L I C A T I O N :Examination of the earth fault protection in MV network, in particular line field protections working in networks with various methods of the neutral point grounding. Studies in the physical model are supported by the measurement and data recording devices, in particular the components of the zero voltage and current.

K E Y W O R D S

x MV network x earth fault x earth fault parameters measuring x earth fault protection testing x power system protection x simulation of disturbances

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ENGINEERING

MPZ-4 Earth Fault Parameters Meter


x portable device cooperating with the PC x MPZ forcing system is connected to the low voltage

windings of the Petersen coil and causes short-term appearance of the zero sequence voltage of 10% of the phase voltage value

x measurement of the propagation component of zero current is carried by Rogowski coil

x uses the method described in patent PL 150320

A P P L I C A T I O N :Measurement of parameters of the earth fault in compensated MV networks, primarily capacitive earth fault current and earth-fault com-pensation factor. The device allows for measurements of these para-meters without the need for a real earth fault in the network.

K E Y W O R D S

x MV network x capacitive earth-fault current x earth-fault compensation factor x earth-fault parameters

measurement

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Low resistance ohmmeter

MicroOhm MI3252

A P P L I C A T I O N :Measurement of the resistance of: x high, middle and low voltage

circuit breakers x high current bus bar joints x cable splices x welding joints

K E Y W O R D S

x resistance measure x low resistance meter x electrical contacts x electric joints


Portable low resistance meter. It allows measurements using a current range of 100 mA to 100 A, in the range from 10 μΩ to 20 Ω.

The meter allows, among other things, automatic detection of circuit continuity and measurements in single and continuous mode.

It features a high resolution of measurements down to 1 nΩ and high accuracy 0.25 % of reading.It is built in a rugged carrying case, with a high protection degree IP 64.

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ENGINEERING

SRI 8610C Gas Chromatograph TOGA


x detectors: FID – flame ionization detector and TCD – thermal conductivity detector

x analysed gases: CO, CO2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8, H2, O2, N2

x PeakSimple - chromatography software

A P P L I C A T I O N :Qualitative and quantitative analysis of gases dissolved in mineral oil according to IEC 60567 and IEC 60599 standards.

K E Y W O R D S

x DGA method x dissolved gas

analysis in oil

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Metrohm 831 KF Coulometer for measurement of water content

by means of Karl Fischer titration method


x coulometer including titration cell and generator electrode with diaphragm

x automatic drift compensation

A P P L I C A T I O N :Water content measurement in electro-insulating liquids and cellulosic materials according to the IEC 60814 standard

K E Y W O R D S

x Karl Fischer titration method x coulometric method x measurement of water

content in oil and cellulose

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ENGINEERING

Measurement setup for determination of polymerization degree of cellulose


Measuring system equipped with: x Soxhlet apparatus x laboratory shaker x 831 KF Coulometer for measurements

of water content by means of Karl Fischer titration method

x Ubbelohde viscometer x water bath for measurement of kinematic

viscosity at 20 ± 0,1ºC

A P P L I C A T I O N :Measurement of the average viscometric degree of poly-merization of new and aged cellulosic electrically insula-ting materials according to the IEC 60450 standard

K E Y W O R D S

x polymerization degree of cellulose

x viscometric method

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18

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Measurement setup for determination of water solubility coefficients

of electro-insulating liquids


Measuring system equipped with: x MMT 330 Vaisala moisture and

temperature transmitter with capacitive sensor

x tightly closed vessel for thermal conditioning of electro-insulating liquids,

x Binder MKF 240 climatic chamber x 831 KF Coulometer for

measurements of water content by means of Karl Fischer titration method

A P P L I C A T I O N :Determination of water solubility coefficients of electro-insulating liquids. These coefficients are necessary for proper calculation of the water content in ppm by weight on the basis of relative water saturation which was measured by means of capacitive probe. Such a probes are used for monitoring water content in transformer insulating liquids.

K E Y W O R D S

x capacitive probe x measurement of water content

in electro-insulating liquids x monitoring of water content

in electro-insulating liquids

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ENGINEERING

PDtracker - online partial discharge monitoring system for power transformers


x bandwidth of acoustic emission signals: 20 kHz - 1 MHz

x bandwidth of electromagnetic signals: 400 kHz - 10 MHz

x determination of partial discharge parameters: number of pulses (PD intensity), mean and peak amplitude, signal energy

x short-term (daily) and long-term (weekly, monthly) trend analysis

x generation of warnings and alarms x automatic generation of measurement reports x 3D localization of partial discharge sources x automatic recognition of high voltage insulation

defects

A P P L I C A T I O N :Long-term and short-term online partial discharge monitoring of power transformers using acoustic emission (AE) and electromagnetic (HF/UHF) methods.

K E Y W O R D S

x monitoring of power transformer

x partial discharge detection and localization

x acoustic emission x ultrasonic electrical

inspection20

21

Institute of Control and Information Engineering

Laboratory bench for research on fault-tolerant control algorithms

of electrical drive

A P P L I C A T I O N :Research on fault-tolerant algorithms of control of electri-cal drive. Possibility of design and experimental verifica-tion of control structures of torque, positon and speed for permanent magnet synchronous motors and brushless motors.

K E Y W O R D S

x electrical drive x fault-tolerant control x permanent magnet

synchronous motor x brushless DC motor x signal processor x FPGA x DSP

1) permanent magnet synchronous motor

2) brushless DC motor

3) torque sensor

4) DSP system

5) DSP extension card

6) FPGA system

7) power electronic converter

8) torque sensor interface

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ENGINEERING


Napięcie zasilające stanowiska:

230 V, 3 x 400 V, zasilacz laboratoryjny regulowany EA-PS 8360-10T (360 V, 10 A, 1 kW)

Silnik PMSM SKhm80-4b/EN/3PTC (moc znamionowa silnika: 0,75 kW, napięcie znamionowe: 3 x 400 V, 50 Hz, prędkość znamionowa: 1500 rpm, czujnik położenia: absolutny 14-bit, kod Graya)

Silnik BLDC PMSg30-6B (moc znamionowa silnika: 0,75 kW, napięcie znamionowe: 3 x 310 V, prędkość znamionowa: 3000 rpm, czujnik położenia: sinus-cosinus)

Przekształtnik LabInverter P3-5.0/550MFE:

liczba gałęzi mostka: 3maksymalna wartość szczytowa napięcia obwodu DC: 700 Vmaksymalna wartość szczytowa prądu gałęzi mostka: 50 A

Układ DSP ALS-G3-1369:

procesor sygnałowy ADSP-21369 (800 MIPS, 2400 MFLOPS, 2 Mb SRAM)przetworniki A/C: AD7656BST (16-bit, 12 równolegle próbkowanych kanałów, 250 kSps)przetwornik C/A: AD7835 (14-bit, 4 buforowane kanały wyjściowe)sonda emulacyjna ADZS-HPUSB-ICE dla procesorów sygnałowych SHARC firmy Analog Devices

Układ FPGA DE2 DE2-115:

układ logiki programowalnej Cyclone IV 4CE115 (114 tys. elementów logicznych, 4 PLL)pamięć: 128 MB (32M x 32bit) SDRAM, 2MB (1M x 16) SRAM, 8MB (4M x 16) Flashkarta rozszerzeń: GPIO-HSTC/HSMC

wyposażenie dodatkowe:

- oscyloskop czterokanałowy - zestaw multimetrów - kamera termowizyjna - sterownik obciążenia - Unidrive

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4 Packet of professional software of ANSYS for analysis of coupled phenomena problems in 3D systemsCezary Jędryczka, PhD Eng.+48 61 665 [email protected]

5 Thermal Imaging Camera FLIR System E50Arkadiusz Hulewicz, PhD Eng.+48 61 665 [email protected]

6 LMK 98-4 luminance distribution CCD camera system Krzysztof Wandachowicz, PhD DSc Eng.+48 61 665 [email protected]

7 Power Quality Analyzer Fluke 434/PWRLukasz Putz, MSc. Eng. +48 61 665 [email protected]

8 Broadband multichannel recorder of currents and voltages waveforms type ALS-M801Michał Gwóźdź, PhD DSc Eng.+48 61 665 [email protected]

9 Combustion AnalyzerBartosz Ceran, MSc. Eng.+48 61 665 [email protected] Wróblewski, PhD Eng. +48 61 665 [email protected]

10 Freja 300 Relay Testing SystemBartosz Olejnik, MSc. Eng.+48 61 665 [email protected] Staszak, PhD Eng. +48 61 665 [email protected]

11 Calorimeter KL-12MnBartosz Ceran, MSc Eng.+48 61 665 [email protected] Wróblewski, PhD Eng. +48 61 665 [email protected]

12 Mobile Laboratory of Power Transfor-mer DiagnosticsJarosław Gielniak, PhD Eng.+48 61 665 2797jarosł[email protected] Siodła, PhD DSc Eng.+48 61 665 [email protected]

13 Model of the MV NetworkJacek Handke, PhD Eng.+48 61 665 [email protected] Staszak, PhD Eng.+48 61 665 [email protected]

14 MPZ-4 Earth Fault Parameters Meter4Bogdan Staszak, PhD Eng.+48 61 665 [email protected]

15 Low resistance ohmmeter MicroOhm MI3252Andrzej Książkiewicz, MSc+48 61 665 [email protected]

Contact

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Institute of Control and Information Engineering

16 SRI 8610C Gas Chromatograph TOGAPiotr Przybyłek, PhD Eng.+48 61 665 [email protected]

17 Metrohm 831 KF Coulometer for measurement of water content by means of Karl Fischer titration methodPiotr Przybyłek, PhD Eng.+48 61 665 [email protected]

18 Measurement setup for determination of polymerization degree of cellulose Piotr Przybyłek, PhD Eng.+48 61 665 [email protected]

19 Measurement setup for determination of water solubility coefficients of electro-insulating liquidsPiotr Przybyłek, PhD Eng.+48 61 665 [email protected]

20 PDtracker - online partial discharge monitoring system for power transformersWojciech Sikorski, PhD Eng.+48 61 665 [email protected]

21 Laboratory bench for research on fault-tolerant control algorithms of electrical driveDominik Łuczak, PhD Eng.+48 61 665 [email protected]

POZNAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

faculty of electrical engineering · 2017-08-04 · faculty of electrical engineering normation on...

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