proceedings sme 2020 sme [email protected], [email protected],...

COMITETUL ONORIFIC: Prof.Dr.Ing. Alexandru FRANSUA, MO–ASTR Prof.Dr.Ing. Aurel CÂMPEANU, M–ASTR Prof.Dr.Ing. Florin TĂNĂSESCU, M–ASTR Ing. Valerian CIOFU, CS Gr. I Prof.Dr.Ing. Constantin RĂDUŢI Prof.Dr.Ing. Mircea RĂDULESCU Dr.Ing. Eugeniu NICOLESCU Dr.Ing. Mihai CISTELECAN Prof.Dr.Ing. Nicolae GALAN Prof.Dr.Ing. Aurelian CRĂCIUNESCU Prof.Dr.Ing. Constantin GHIŢĂ Prof.Dr.Ing. Andrei MARINESCU, M–ASTR Prof.Dr.Ing. Petru NOŢINGHER Conf.Dr.Ing. Marin MIHALACHE

COMITETUL DE PROGRAM: Prof.Dr.Ing. Alexandru M. MOREGA, MC-AR, M–ASTR Prof.Dr.Ing. Remus TEODORESCU Prof.Dr.Ing. Nicu VASILE, M-ASTR Prof.Dr.Ing. Mihaela MOREGA Prof.Dr.Ing. Valentin NĂVRĂPESCU Prof.Dr.Ing. Liviu KREINDLER Prof.Dr.Ing. Tiberiu TUDORACHE Prof.Dr.Ing. Laurenţiu-Marius DUMITRAN Prof.Dr.Ing. Ion VLAD Prof.Dr.Ing. Gheorghe MANOLEA, MC–ASTR Prof.Dr.Ing. Florin CIUPRINA Dr.Ing. Gabriel TĂNĂSESCU Dr.ing. Cristian BOBOC Dr.Ing. Paul MINCIUNESCU Dr.Ing. Mircea MODREANU Dr.Ing. Mihail POPESCU

COMITETUL DE ORGANIZARE: Prof.Dr.Ing. Leonard-Marius MELCESCU Conf.Dr.Ing. Alina MACHEDON Conf.Dr.Ing. Ovidiu CRAIU Conf.Dr.Ing. Daniel ILINA Ş.L.Dr.Ing. Aurel CHIRILĂ Ş.L.Dr.Ing. Dragoş DEACONU Şl.Dr.Ing. Alin-Alexandru DOBRE As.Drnd.Ing. Yelda VELI Ing. Ana-Mădălina MAFTEI Ing. Iulian SMARANDACHE

Tehnoredactare: Ing. Ana Mădălina MAFTEI As.Drnd.Ing. Yelda VELI D-na. Natalia PAVEL

PROGRAMUL SME’20, Ediţia a XVI-a 20 Noiembrie, 2020

Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti Această ediţie se desfăşoară on-line

8:30 – 9:00 – Primirea participanților

9:00 – 9:15 Cuvânt de deschidere la SME’20, ediţia a XVI-a

Valentin NĂVRĂPESCU – Universitatea Politehnica din Bucureşti

Dragoş NICULAE – Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea Politehnica din Bucureşti

Sergiu NICOLAIE – Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrică ICPE-CA Bucureşti

Gabriel TĂNĂSESCU – SIMTECH International SRL, Romania

Laurenţiu-Marius DUMITRAN – Departamentul Maşini, Materiale şi Acţionări Electrice, Facultatea de Inginerie Electrică

Nicolae GOLOVANOV – Academia de Ştiinţe Tehnice din România

Alexandru-Mihail MOREGA – Şcoala Doctorală de Inginerie Electrică, Universitatea Politehnica din Bucuresti

9:15 – 9:20 – PAUZĂ

9:20 – 10:30 Prima parte: 4 lucrări (prezentări de ~20 min)

Prof. Alexandru-Mihail MOREGA, Prof. Laurenţiu-Marius DUMITRAN

ANALYZING THE STRUCTURAL INTEGRITY OF AN INDUCTION MOTOR WITH SIMULATION – Árpád FORBERGER, Gamax Kft, Budapest, Hungary CONTRIBUȚII PRIVIND REALIZAREA SI EXPERIMENTAREA UNUI MODEL LA SCARĂ REDUSĂ AL RAMPEI DE LANSARE A RACHETELOR ANTIGRINDINĂ – Sorin STEPAN1, Gheorghe MANOLEA2, 1Canada, Conestoga College, 2Romania, Universitatea din Craiova, Romania THREE-PHASE VARIABLE-RELUCTANCE GENERATOR DESIGNS FOR DIRECT-DRIVE MICRO-WIND POWER APPLICATIONS – Mircea RĂDULESCU, Technical University of Cluj-Napoca, Cluj-Napoca, Romania TOPOLOGII RECENTE DE MAȘINI ELECTRICE CU TURAȚII MICI ȘI CUPLURI MARI – Aurelian CRĂCIUNESCU, Faculty of Electrical Engineering, University Politehnica of Bucharest, Romania

10:25 – 10:30 – PAUZĂ

10:30 – 11:25 A doua parte (prezentări de ~10 min)

Prof. Mircea RĂDULESCU, Prof. Emil CAZACU

ASYNCHRONOUS THREE-PHASE MACHINE DRIVEN AS GENERATOR BY A TWIN-SCREW EXPANDER – Claudia BORZEA, Adrian SĂVESCU, Iulian VLĂDUCĂ, Adrian STOICESCU, Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare Turbomotoare, COMOTI, Bucharest, Romania EVALUAREA SOLICITĂRILOR TERMICE ȘI A DURATEI DE VIAȚĂ A TRANSFORMATOARELOR DE DISTRIBUȚIE AFLATE ÎN REGIM PERIODIC NESINUSOIDAL – Emil CAZACU, Laurenţiu-Marius DUMITRAN, Lucian PETRESCU, Faculty of Electrical Engineering, University Politehnica of Bucharest, Romania STUDII DE TRANSFER DE CĂLDURĂ ÎN MAȘINI ELECTRICE UTILIZATE ÎN CONDIȚII DE FUNCȚIONARE SPECIALE – Ioana IONICA1, Mircea-Nicolae MODREANU2, Alexandru-Mihail MOREGA3, Cristian BOBOC4, 1,2,4ICPE, Romania, 3Romania, Faculty of Electrical Engineering, University Politehnica of Bucharest, Romania

ELECTROMAGNET NORMAL CONDUCTOR RACIT CU AZOT LICHID, ALIMENTAT IN REGIM PULSATORIU, GENERATOR DE CAMP MAGNETIC DE 5T – Ion DOBRIN, Dan ENACHE, George DUMITRU, Andrei DOBRIN, Radu PINTEA, Stefania ZAMFIR, Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrică ICPE-CA, Bucureşti, Romania MODELUL MATEMATIC SI SIMULARI NUMERICE ALE REGIMULUI PERMANENT PENTRU MOTORUL ASINCRON TRIFAZAT CU BARE INALTE – Mihai IORDACHE1, Sorin DELEANU2, Neculai GALAN3, 1,3Faculty of Electrical Engineering, University Politehnica of Bucharest, Romania, 2Northern Alberta Institute of Technology, Edmonton, Canada ELECTROMOBILITY TOPICS ENTERING A NEW DECADE – Liviu POPESCU, Faculty of Electrical Engineering, University Politehnica of Bucharest, Romania

11:25 – 11:30 – PAUZĂ

11:30 – 12:25 A treia parte (prezentări de ~10 min)

Prof. Florin CIUPRINA, Conf. Aurel CHIRILĂ

NUMERICAL SIMULATION OF THERMAL CONDITION OF A LOW CURRENT ELECTRIC CONTACT – Gideon-Gwanzuwang DANKAT, Alin-Alexandru DOBRE, Laurenţiu-Marius DUMITRAN, Faculty of Electrical Engineering Faculty, University POLITEHNICA of Bucharest, Romania UNITATE DE CONTROL TELEMATICA PENTRU SISTEME INTELIGENTE DE CONDUCERE – Narcis-Mihai HARITON, Gabriel BECIU, Cosmin-Ionuț MIHAI, Ioan-Dragoș DEACONU, Aurel-Ionuț CHIRILĂ, Valentin NĂVRĂPESCU, Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea Politehnica din București, Romania ASPECTE CALITATIVE ȘI CANTITATIVE ALE FENOMENUL DE FEROREZONANȚĂ ÎN INSTALAȚIILE ELECTRICE DE JOASĂ TENSIUNE – Emil CAZACU, Lucian PETRESCU, Faculty of Electrical Engineering, University Politehnica of Bucharest, Romania REGIMURI TRANZITORII ȘI EFECTELE ACESTORA ASUPRA IZOLAȚIEI TRANSFORMATOARELOR DE MARE PUTERE – Maria-Cristina NITU, Marian DUŢĂ, Marcel NICOLA, National Institute for Research Development and Testing in Electrical Engineering – ICMET Craiova, Romania DIMENSIONAREA UNEI ÎNFĂȘURĂRI DE AMORTIZARE CU AJUTORUL MODELĂRII NUMERICE, PENTRU ATENUAREA OSCILAȚIILOR UNUI ACTUATOR CU UNGHI LIMITAT – Ovidiu CRAIU, Leonard-Marius MELCESCU, Teodor Ionut ICHIM, Faculty of Electrical Engineering, University Politehnica of Bucharest, Romania ANALIZA CONDUCTIVITĂȚII ELECTRICE A NANOCOMPOZITELOR PVC-TiO2 PRIN SPECTROSCOPIE DIELECTRICĂ – Laura ANDREI, Florin CIUPRINA, Faculty of Electrical Engineering, University Politehnica of Bucharest, Romania

13:25 – 13.30 – PAUZĂ

13:30 – 14:30 A patra parte (prezentări de ~10 min)

Prof. Tiberiu TUDORACHE, Prof. Leonard-Marius MELCESCU

CERCETARI PRIVIND CRESTEREA AUTONOMIEI MISIUNILOR EXECUTATE DE CATRE AERONAVELE FARA PERSONAL UMAN LA BORD – UAV – Vasile PLEŞCA, Constantin GHIŢĂ, Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea Politehnica din Bucureşti, Romania APLICAȚIE SOFTWARE USER-FRIENDLY PENTRU DIMENSIONAREA ANALITICĂ A UNUI TRANSFORMATOR ELECTRIC TRIFAZAT DE PUTERE – Laurenţiu-Ionuţ IVANCIU, Cristina-Mihaela

GHEORGHE, Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea Politehnica din Bucureşti, Romania MASINĂ ELECTRICĂ SINCRONĂ CU MAGNETI PERMANENTI ÎN CONFIGURATIE HALBACH CU STATOR FĂRĂ JUG MAGNETIC SI ROTOR EXTERIOR DESTINATĂ APLICATIILOR SPECIALE – Bogdan-Dumitru VĂRĂTICEANU, Paul MINCIUNESCU, Andrei DUMITRU, Icpe S.A., Bucureşti, Romania CALCULUL CÂMPULUI ELECTRIC ASOCIAT UNUI CUPLOR INDUCTIV DESTINAT TRANSFERULUI DE PUTERE WIRELESS – Tiberiu TUDORACHE1, Andrei MARINESCU2, 1Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea Politehnica din București, Romania, 2Academia de Ştiinţe Tehnice din România, ASTR Filiala Craiova, Romania DETERMINAREA GRADULUI DE POLIMERIZARE FOLOSIND UN SISTEM ÎMBUNĂTĂȚIT BAZAT PE ANFIS – Marcel NICOLA, Marian DUŢĂ, Maria-Cristina NIŢU, Ancuţa-Mihaela ACIU, Claudiu-Ionel NICOLA, National Institute for Research Development and Testing in Electrical Engineering, ICMET, Craiova, Romania

ANALIZA PREZENTEI UNUI ECRAN MAGNETIC POZITIONAT ÎN SPATIUL DINTRE ÎNFĂSURĂRILE UNUI TRANSFORMATOR MONOFAZAT, DE MICĂ PUTERE – Yelda VELI, Alexandru-Mihail MOREGA, Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea Politehnica din București, Romania DESFĂȘURAREA VIRTUALĂ A LUCRĂRILOR DE LABORATOR DE MAȘINI ELECTRICE ÎN MEDIUL DE CALCUL MATLAB–SIMULINK – Leonard-Marius MELCESCU, Faculty of Electrical Engineering, University Politehnica of Bucharest, Romania

14:30 – 14:45 – închidere (discuţii, publicaţia APME, concluzii)

SIMPOZIONUL DE MAŞINI ELECTRICE SME’20 – 20 Noiembrie, 2020

1

CONTRIBUȚII PRIVIND REALIZAREA SI EXPERIMENTAREA UNUI MODEL LA SCARĂ REDUSĂ AL RAMPEI DE LANSARE A

RACHETELOR ANTIGRINDINĂ — SME1

Sorin STEPAN1, Gheorghe MANOLEA2

1Conestoga College, Canada,2Universitatea din Craiova, Romania

[email protected], [email protected] Rezumat. Lucrarea prezintă construcția și funcționarea unui model experimental, la scară redusă, al rampei de lansare a rachetelor antigrindină folosită în Sistemul Național Antigrindină din România, realizat cu scopul testării unei telecomenzi radio a rampei de lansare, inclusiv telecomanda prin Internet. La realizarea modelului experimental al rampei de lansare s-a avut în vedere ca aceasta să păstreze caracteristicile rampei reale, astfel încât după testarea soluțiilor tehnice ale telecomenzii pe machetă, acestea să poată fi implementate pe rampa reală cu modificări minime, iar modelul expeimental să poată fi folosit, în continuare, pentru instruirea personalului în extrasezonul activ. Modelul experimental reproduce funcția de poziționare a rampei reale pe direcțiile azimut și înălțare și simulează lansarea a două rachete. Lucrarea poate fi considerată ca o exemplificare a modului în care mașina electrică, privită ca element de execuție, este inclusă în conceptul Internetul Obiectelor. ASYNCHRONOUS THREE-PHASE MACHINE DRIVEN AS GENERATOR

BY A TWIN-SCREW EXPANDER— SME2

Claudia BORZEA, Adrian SĂVESCU, Iulian VLĂDUCĂ, Adrian STOICESCU

Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare Turbomotoare, COMOTI, Bucureşti, Romania

[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Abstract. The paper presents the functioning regimes of a 132 kW asynchronous three-phase machine, used for the expander-generator system in a compressed air energy storage facility. The installation consists of a 110 kW twin-screw electro-compressor, which supplies pressurized air up to ~16 bar into a 50 m3 storage vessel. The compressed air is afterwards released from the reservoir into expander’s inlet, spinning its shaft. When the expander’s shaft spins the electric machine over its synchronous speed, this one enters in generator mode, supplying electric power into the grid. Two power analyzers installed on the automation control cabinet monitor the generated/absorbed power and the power supplied/consumed by the system from the grid. Using the data acquired by means of PLC during commissioning tests, we plotted the power curves, differential pressure and significant temperatures, as well as the electric machine’s speed.


2

EVALUAREA SOLICITĂRILOR TERMICE ȘI A DURATEI DE VIAȚĂ A TRANSFORMATOARELOR DE DISTRIBUȚIE AFLATE ÎN REGIM

PERIODIC NESINUSOIDAL — SME3

Emil CAZACU, Laurentiu-Marius DUMITRAN, Lucian PETRESCU

Faculty of Electrical Engineering, University Politehnica of Bucharest, Romania

[email protected], [email protected], [email protected] Rezumat. Transformatoarele electrice reprezintă unele dintre cele mai importante echipamente din tot lanțul de distribuție a energiei electrice. Funcționarea acestora cu valori optime ale parametrilor (electrici, termici și mecanici) asigură alimentarea continuă a consumatorilor, dar și o calitate corespunzătoare a energiei electrice furnizată acestora. Sarcinile electrice moderne pe care transformatoarele le alimentează sunt de multe ori neliniare și generează o serie de probleme de calitate a energiei în rețea, în special distorsionarea formei de undă a curentului ce parcurge înfășurările transformatorului. Sunt, astfel, generate solicitări suplimentare (electrice și termice) ale diferitelor componente ale transformatorului (proiectat inițial pentru a funcționa în regim pur sinusoidal) care pot determina o funcționare anormală (defectuoasă) a transformatorului, ducând în final la reducerea duratei sale de viață (estimată de producător pentru regim permanent sinusoidal). Pentru a preveni sau diminua efectele negative ale regimului deformant asupra transformatorului, se realizează o limitare (reducere) voită a încărcării lui maxime. Procedura este cunoscută sub denumirea de denominare sau declasare a transformatorului (engl. derating). Se urmărește astfel, stabilirea unor factori de declasare (denominare) cât mai adecvați, rezultați din corelarea datelor nominale și constructive ale transformatorului cu parametrii de calitate a energiei, măsurați în secundarul acestuia (de regulă, aceștia sunt nivelul de distorsiune al curenților și spectrul lor armonic). Lucrarea de față analizează calitativ și cantitativ aceste aspecte și propune o procedură de declasare pentru transformatoarele aflate în exploatare pe care o ilustrează pe un studiu de caz.

STUDII DE TRANSFER DE CĂLDURĂ ÎN MAȘINI ELECTRICE UTILIZATE ÎN CONDIȚII DE FUNCȚIONARE SPECIALE — SME4

Ioana IONICA1, Mircea-Nicolae MODREANU2, Alexandru-Mihail MOREGA3, Cristian BOBOC4

1,2,4Icpe S.A. Bucureşti, Romania

3Faculty of Electrical Engineering, University POLITEHNICA of Bucharest, Romania

[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Rezumat. În această lucrare ne propunem analiza transferului de căldură a unui motor de cuplu cu unghi limitat, în condiții speciale, de spațiu. Vor fi folosite modele tri-dimensionale și se vor considera două valori ale curentului. Ca ipoteză de lucru vor fi analizate numeric variante în care condițiile la limită (frontieră) vor lua în calcul valori diferite ale emisivității suprafețelor motorului variind în intervalul 0.2 ÷1. În interiorul subansamblurilor motorului transferul de căldură se va realiza prin conducție iar între motor și mediul ambiant prin radiație. Cu ajutorul modelării termice, se va putea stabili timpul în care temperatura din înfășurare ajunge la valoarea maximă admisă pentru motorul de cuplu cu unghi limitat, în condiții de spațiu.


3

ELECTROMAGNET NORMAL CONDUCTOR RĂCIT CU AZOT LICHID, ALIMENTAT ÎN REGIM PULSATORIU, GENERATOR DE

CÂMP MAGNETIC DE 5T — SME5 Ion DOBRIN, Dan ENACHE, George DUMITRU, Andrei DOBRIN, Radu PINTEA, Ştefania ZAMFIR

Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrică ICPE-CA, Bucureşti, Romania

[email protected], [email protected], [email protected],

[email protected], [email protected], [email protected] Rezumat. Lucrarea prezinta un electromagnet normal conductor proiectat sa genereze un camp magnetic intens de 5 T, pentru intervale scurte de timp de 0,1-10 ms. Curentul electric necesar pentru functionarea electromagnetului este de tip pulsatoriu, cu o valoare maxima de 730 A, ceea ce genereaza un camp magnetic pulsatoriu de scurta durata, cu doua caracteristici importante: uniformitate ridicata (~0.1 %) si valoare ridicata a campului (~ 5 T). Solutia constructiva aleasa consta intr-un sistem Helmholtz de bobine conventionale, cu diametrul interior de 30 mm si un diametru exterior de 300 mm. Bobinele sunt circulare, realizate din conductor de cupru tip banda cu latime de 6mm si grosime de 0.4 mm. Bobinele vor fi racite la temperatura de 77 K, prin imersare in azot lichid, astfel incat rezistivitatea cuprului va scadea de circa 8 ori in comparatie cu rezistivitatea cuprului la temperatura camerei (300 K), ceea ce va reduce substantial cantitatea de caldura generata prin efect Joule si implicit temperatura finala a bobinajului. Sunt analizati parametrii functionali ai electromagnetului, limitele acestora si sunt prezentate rezultatele modelarii numerice (in COMSOL Multiphysics) ale campului magnetic generat si ale conditiilor optime necesare.

MODELUL MATEMATIC SI SIMULARI NUMERICE ALE REGIMULUI PERMANENT PENTRU MOTORUL ASINCRON TRIFAZAT CU

BARE ÎNALTE — SME6

Mihai IORDACHE1, Sorin DELEANU2, Neculai GALAN3

1,3Faculty of Electrical Engineering, University Politehnica of Bucharest, Romania 2Northern Alberta Institute of Technology, Edmonton, Canada

[email protected], [email protected], [email protected]

Rezumat. Modelul matematic al motorului asincron trifazat exprimat in fazori spatiali se aplica la motorul cu bare inalte la care parametrii rotorici rezistenţa rotorică Rr’(ωr) şi inductivitatea de scăpări rotorică Lrσ’(ωr) variază în funcţie de frecvenţa curenţilor rotorici fr (pulsaţia ωr) datorită efectului pelicular. Analizând efectul pelicular pentru barele înalte ale rotorului rezultă că rezistenţa Rr’(ωr) creşte cu pulsaţia curenţilor rotorici ωr şi este aproximativ proporţională cu mărimea , iar inductivitatea de scăpări rotorică Lrσ’(ωr) descreşte cu mărimea . Pe baza acestor idei se formuleaza expresii analitice in functie de alunecarea s pentru rezistenţa rotorică Rr’(s) şi inductivitatea de scăpări rotorică Lrσ’(s). Se analizeaza forma de variatie a cuplului electromagneti M(s) pentru diferite constante si se compara cu alte tipuri de aproximare a parametrilor rotorici din literature de specialitate. In ecuatia miscarii s-a considerat o componenta a cuplului de sarcina de tip sinusoidal pentru a permite o evaluare a fenomenului de rezonanta.


4

ELECTROMOBILITY TOPICS ENTERING A NEW DECADE— SME7

Liviu POPESCU


[email protected]

Abstract. During the last ten years the electric vehicles became more and more part of the daily mobility. Supported by different policies, but also by the technology advance, the electromobility is far to be an achieved topic and enters a new decade. The hybrid solutions continue to offer an alternative using the combustion engines. Latest researches and developments on fuel cells push to an alternative future, based on hydrogen. The electric batteries, as energy storage on vehicle, remain the most important way to conduct EV to the roads, with regular improvements. In fact, all these technologies are developing solutions to provide and control the energy for an electric motor. The classic solution using one engine and a kinematic chain to distribute the mechanical power to the wheels is completed by the possibility to integrate not only one, but more electric motors in the same vehicle.

What the future will reserve us from the research and technology point of view? The paper proposes to presents some tendencies, already developed or not during the last decade, but possible to interest the next one.

NUMERICAL SIMULATION OF THERMAL CONDITION OF A LOW CURRENT ELECTRIC CONTACT— SME8

Gideon-Gwanzuwang DANKAT, Alin-Alexandru DOBRE, Laurentiu-Marius DUMITRAN


[email protected], alin.dobre@upb, [email protected]

Abstract. Electrical contacts may include various sub-systems or wiring harness connected via detachable connectors which depend on physical contacts for the electrical connectivity. Electrical contacts range from high, medium to low current depending on their usage. However, in the real-life condition, electrical contacts characteristics, especially at the interface, undergoes a gradual change which can be due to corrosion, temperature variation, aging, strained harnesses, discontinuities induced by vibration etc. These changes introduce additional parasitic circuits in the system. Moreover, in some cases where the contact resistance increases due to electrical loses, the local temperature may increase, thereby accelerating contact degradation. This paper presents a numerical analysis on the variation of temperature of a simple low current contact model having a thin oxide film layer at the interface which serves as the ageing factor using finite element method (FEM).


5

UNITATE DE CONTROL TELEMATICA PENTRU SISTEME INTELIGENTE DE CONDUCERE — SME9

Narcis-Mihai HARITON, Gabriel BECIU, Cosmin-Ionuț MIHAI, Ioan-Dragoș DEACONU,

Aurel-Ionuț CHIRILĂ, Valentin NĂVRĂPESCU

Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea Politehnica din București, Romania

[email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Rezumat.Sistemul de unitate telematică de control utilizează funcționalitățile sistemelor: A.D.A.S, E.C.M și A.B.S deja existente pe autovehicule implicând componentele hardware, software și mecanice oferite de către acestea. Sistemul este un serviciu care îi oferă utilizatorului siguranța în trafic și informare prealabilă asupra impedimentelor pentru eficientizarea traseului. În prezenta lucrare este prezentat modul în care îmi propun ca acest sistem să proceseze datele și să le transmită către un server care ulterior va transmite către o hartă interactivă aceste informații.

ASPECTE CALITATIVE ȘI CANTITATIVE ALE FENOMENUL DE FEROREZONANȚĂ ÎN INSTALAȚIILE ELECTRICE DE

JOASĂ TENSIUNE — SME10

Emil CAZACU, Lucian PETRESCU


[email protected], [email protected] Rezumat.Fenomenul de ferorezonanță este generat de interacțiunea dintre dispozitivele magnetice neliniare și elementele capacitive din cadrul unei instalații electrice în care pierderile sunt reduse și care sunt alimentate în mod constant de cel puțin o sursă de energie. Ferorezonanța se manifestă prin apariția unor supratensiuni și supracurenți în instalație cu forme de undă puternic distorsionate. De asemenea, fenomenul este însoțit și de alte perturbații ale calității energiei electrice (fluctuații de tensiune, nesimetrii, zgomot, etc.), care se propagă în rețea afectând buna funcționare a întregii instalații. În plus, spre deosebire de rezonanța liniară, ferorezonanța permite manifestarea mai multor stări stabile (moduri) pentru aceiași parametri ai rețelei, acestea fiind impuse de condițiile inițiale din instalație și momentul apariției fenomenului. Cu toate că acest fenomen era mai degrabă specific rețelelor de înaltă sau medie tensiune, impunerea unor noi reglementări ce prevăd utilizarea echipamentelor electrice cu înaltă eficiență energetică, a creat condițiile apariției acestui fenomen și în instalațiile de joasă tensiune. Astfel, vulnerabilitatea la ferorezonanță a unei instalații de joasă tensiune a devenit un indicator al calității energiei electrice. Lucrarea de față prezintă o procedură de calcul și investigație a acestui fenomen bazându-se pe analiza soluțiilor numerice a sistemelor de ecuații diferențiale (neliniare și neautonome), ce modelează fenomenele tranzitorii ce inițiază apariția ferorezonanței (de regulă procese de comutație). De asemenea, sunt folosite și mijloace de investigație moderne (vizualizări 3D în planul fazelor sau diagrame Poincaré), impuse de dificultatea analizei cantitative atât în regim dinamic, cât și în regim staționar a ferorezonanței. Adițional, se propun metode și proceduri de atenuare a efectelor fenomenului de ferorezonanță asupra echipamentelor sau elementelor de rețea din instalațiile electrice de distribuție.


6

REGIMURI TRANZITORII ȘI EFECTELE ACESTORA ASUPRA IZOLAȚIEI TRANSFORMATOARELOR DE MARE PUTERE — SME11

Maria Cristina NITU, Marian DUTA, Marcel NICOLA

National Institute for Research Development and Testing in Electrical Engineering – ICMET

Craiova, Romania

[email protected], [email protected], [email protected] Rezumat. Transformatorul este echipamentul cel mai important din sistemul de transmitere și distribuție a energiei electrice. Importanța lui rezultă atât din costul lui ridicat cât și din faptul că asigură o bună funcționare a sistemului energetic național. Regimurile tranzitorii ce apar în funcționarea transformatorului cum sunt supratensiuni provocate de impulsul de trăsnet și curenții tranzitorii la conectarea transformatorului la rețea, generează solicitări mecanice, solicitări termice și solicitări electrice în transformator. Aceste solicitări duc la îmbătrânirea sistemului de izolație, pentru evitarea unor posibile avariisau chiar scoaterea transformatorului din funcțiune, această lucrare prezintă metode analitice de determinare a supratensiunilor ce se transmit între înfășurările transformatorului la impuls de trăsnet și a curenților tranzitorii ce apar la conectarea transformatorului. Sudiile au fost realizate pe două transformatoare de mare putere TTOS-OFAF de 40 MVA, 123/6,3kV și transformator TTOS-OFAF de 15 MVA, 10.5/6.3 kV. Rezultatele obținute, au fost validate prin teste de laborator, pot fii folosite pentru a stabili ce soluții să fie adoptate pentru evitarea unor posibile avarii din momentul implementării transformatorului în sistem. DIMENSIONAREA UNEI ÎNFĂȘURĂRI DE AMORTIZARE CU AJUTORUL MODELĂRII NUMERICE, PENTRU ATENUAREA OSCILAȚIILOR UNUI

ACTUATOR CU UNGHI LIMITAT — SME12

Ovidiu CRAIU, Leonard-Marius MELCESCU, Teodor Ionuţ ICHIM


[email protected], [email protected], [email protected] Rezumat. Lucrarea prezintă modelarea și dimensionarea unei înfășurări de amortizare a unui actuator a cărui rotor se rotește cu un unghi limitat mecanic, proporțional cu curentul de alimentare. Un model 2D al distribuției câmpului electromagnetic pe baza Metoda Elementelor Finite (MEF) a fost dezvoltat pentru studiul și optimizarea constructivă a actuatorului. Ulterior modelul MEF a fost completat prin adăugarea ecuației de circuit corespunzătoare bobinelor de amortizare aflate în scurtcircuit și a ecuației mecanice ce descrie procesul de amortizare. Studiul amortizării rotorului s-a efectuat prin analiza numerică a deplasării rotorului din poziția de unghi maxim către poziția de nul sub acțiunea arcului de sarcină, atunci când înfășurarea statorică nu a fost alimentată.


7

THREE-PHASE VARIABLE-RELUCTANCE GENERATOR DESIGNS FOR DIRECT-DRIVE MICRO-WIND POWER APPLICATIONS — SME13

Mircea RĂDULESCU

Technical University of Cluj-Napoca, Cluj-Napoca, Romania

[email protected]

Rezumat. This paper aims at providing a comprehensive review based on design analysis of relevant topologies of three-phase variable-reluctance generators for appropriate use in micro-wind energy conversion systems. An analytical overview of designs originated from switched reluctance and ferrite-magnet-assisted synchronous reluctance machines able to fulfill the challenging requirements for direct-driven low-speed micro-wind generators is presented.

ANALIZA CONDUCTIVITĂȚII ELECTRICE A NANOCOMPOZITELOR PVC-TiO2 PRIN SPECTROSCOPIE DIELECTRICĂ — SME14

Laura ANDREI, Florin CIUPRINA


[email protected], [email protected]

Rezumat. Conductivitatea electrică a policlorurii de vinil (PVC) și a nanocompozitelor pe bază de PVC și nanoparticule de TiO2 cu concentrația de 5% a fost analizată prin spectroscopie dielectrică în gama de frecvențe 10-2 – 106 Hz, pentru trei temperaturi diferite: 310, 320 și 340 K. Variația cu frecvența a părții imaginare a permitivității complexe a fost analizată folosind modelul Havriliak-Negami (HN). Influența temperaturii asupra acestei variații a fost utilizată pentru determinarea energiei de activare a conducției electrice în materialele studiate. Variația cu frecvența a parții reale a conductivității complexe a fost de asemenea analizată, iar influența temperaturii asupra celor douț componente ale conductivității, corespunzătoare curentului continuu (σDC) și alternativ (σAC), a fost discutată în lucrare. Rezultatele obținute evidențiază faptul ca influenta temperaturii asupra răspunsului dielectric, și, implicit, asupra conductivității electrice, este importantă mai ales la frecvențe reduse, de până la 102 Hz, atât pentru PVC cât și pentru nanocompozitele PVC-TiO2. Astfel, la frecvențe joase, din gama 10-2 – 102 Hz, se remarcă variații mari ale părții imaginare a permitivității complexe cu frecvența ceea ce indică o deplasare de purtători de sarcină prin materialul polimeric supus acțiunii câmpului electric. Creșterea temperaturii conduce la creșterea valorilor conductivității DC la frecvențe joase, precum și la creșterea frecvenței până la care se manifestă efectul unei conducții electrice practic independente de frecvență. Studiul prezentat în această lucrare arată că spectroscopia dielectrică este o unealtă performantă ce permite, pe lângă evidențierea relaxărilor dielectrice corespunzătoare tipurilor de polarizare din materialele electroizolante polimetrice, și caracterizarea acestora din punct de vedere al fenomenului de conducție electrică. Astfel, prin spectroscopie dielectrică, materialele electroizolante din sistemele de izolație ale cablurilor și mașinilor electrice pot fi analizate într-o gamă largă de frecvențe și de temperaturi, ceea ce permite înțelegerea comportamentului acestor materiale în diferitele condiții de funcționare.


8

CERCETĂRI PRIVIND CRESTEREA AUTONOMIEI MISIUNILOR EXECUTATE DE CĂTRE AERONAVELE FĂRĂ PERSONAL UMAN LA

BORD – UAV — SME15

Vasile PLEŞCA, Constantin GHIŢĂ

Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea Politehnica din Bucureşti, Romania


Rezumat. Pentru cresterea autonomiei misiunilor executate de catre aeronavele fara personal la bord – UAV, s-a realizat un stand experimental pentru incarcarea automata a bateriilor Li-Po ce energizeaza dronele multimotor, fara deconectarea acestora de pe drona suport. In general puterea electrica necesara pentru o misiune standard este destul de mare, iar un incarcator specializat are o greutate de peste 800 grame, greutate care ar diminua foarte mult greutatea utila a dronei. Astfel ca solutia gasita este proiectarea unui incarcator automat format din doua module, care include si un BMS personalizat pentru incarcarea/descarcarea bateriilor in siguranta. In aceasta lucrare se prezintă cercetarile realizate pe mai multe incarcatoare specializate cu puteri diferite si mai multe baterii cu configuratii diferite pentru identificarea unui algoritm optim care sa fie implementat pe standul experimental realizat.

APLICAȚIE SOFTWARE USER-FRIENDLY PENTRU DIMENSIONAREA ANALITICĂ A UNUI TRANSFORMATOR

ELECTRIC TRIFAZAT DE PUTERE — SME16

Laurenţiu-Ionuţ IVANCIU, Cristina-Mihaela GHEORGHE

Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea Politehnica din Bucureşti, Romania


Rezumat. Lucrarea prezintă o aplicație software user-friendly dezvoltată pentru dimensionarea analitică a unui transformator electric trifazat de putere. La realizarea aplicației s-au folosit interfețele grafice GUI (Graphical User Interface) ale mediului de calcul MATLAB. Aplicația este structurată în mai multe module, fiecare dintre acestea are la bază algoritmi clasici de proiectare analitică. Exemplificarea funcționării aplicației dezvoltate este realizată pentru un transformator electric trifazat de putere, cu răcire în ulei, cu puterea aparentă nominală Sn = 250 kVA. Aplicația poate reprezenta o soluție pentru procesul didactic specific în contextul social actual al pandemiei COVID-19, când întreaga activitate didactică universitară se desfășoară în mediul online. Principalul dezavantaj al utilizării exclusive a aplicației este că studenții au acces doar la o înțelegere de ansamblu a aceea ce înseamnă proiectarea analitică a unui transformator electric de putere, fără a aprofunda principiile care stau la baza acestui proces.


9

MASINĂ ELECTRICĂ SINCRONĂ CU MAGNETI PERMANENTI ÎN CONFIGURATIE HALBACH CU STATOR FĂRĂ JUG MAGNETIC ŞI ROTOR EXTERIOR, DESTINATĂ APLICAŢIILOR SPECIALE — SME17

Bogdan Dumitru VĂRĂTICEANU, Paul MINCIUNESCU, Andrei DUMITRU

Icpe S.A., Bucureşti, Romania

[email protected], [email protected], [email protected]

Rezumat. În lucrare este descrisă o mașină electrică sincronă cu magneți permanenți din pământuri rare în configurație Halbach, cu rotor exterior și stator cu bobine fără jug magnetic din fier. Această mașină electrică este destinată aplicațiilor cu cerințe particulare din punct de vedere al cuplului parazit de agățare magnetică zero, ondulația cuplului electromagnetic semnificativ redusă, lungime axială redusă raportată la dimensiunea diametrul exterior, inerție ridicată a rotorului și randament energetic ridicat. Metoda elementelor finite (FEM) este utilizată pentru analiza structurii mașinii electrice și pentru estimarea performanțelor acesteia.

ANALYZING THE STRUCTURAL INTEGRITY OF AN INDUCTION MOTOR WITH SIMULATION — SME18

Árpád FORBERGER

Gamax Kft, Budapest, Hungary

[email protected]

Abstract. In this example, the stator and rotor are slightly misaligned, causing the small air gap between them to be asymmetric. As a result of this asymmetry, vibrations occur in the motor, which can be analyzed with simulation. To induce eddy currents into the rotor, we rely on the rotor’s rotation and time-harmonic currents in the stator windings. We perform two different studies: a 2D electromagnetic simulation and a 3D multi-body dynamics simulation. Using calculations from both of these cases, we run an electromechanical analysis that couples our electromagnetics and multibody dynamics simulations.


10

CALCULUL CÂMPULUI ELECTRIC ASOCIAT UNUI CUPLOR INDUCTIV DESTINAT TRANSFERULUI DE PUTERE WIRELESS — SME19

Tiberiu TUDORACHE1, Andrei MARINESCU2,

1Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea Politehnica din București, Romania, 2Academia de Ştiinţe Tehnice din România, ASTR Filiala din Craiova, Romania


Rezumat. Transmisia energiei electrice fără contact sau wireless (wireless este termenul consacrat în literatura tehnică actuală) a devenit o tehnologie disruptivă foarte răspândită. Deși cunoscută de mai bine de 100 de ani, încă de pe vremea lui N. Tesla, ea este rezultatul dezvoltării fără precedent a microelectronicii și electronicii de putere din ultimele decenii. Sunt consacrate în prezent numeroase soluții tehnice de transmisie a energiei în câmp apropiat, la diferite nivele de putere și de frecvență: transmisia capacitivă prin câmp electric (CPT), transmisia inductivă prin câmp magnetic (IPT), transmisia multi-coil și transmisia simultană prin câmp electric și câmp magnetic ca o combinație a primelor două. Materializarea transmisiei fără contact este realizată în teorie și practică prin diferite tipuri de circuite de cuplaj fără contact, denumite generic “cuploare fără contact”. În lucrarea de față se analizează prin metoda elementului finit, în aproximare 2D, câmpul electric produs de un cuplor inductiv în diferite variante constructive simplificate și se calculează anumite mărimi conexe ce prezintă importanță practică precum: distribuția câmpului electric în domeniul de calcul, intensitatea câmpului electric în vecinătatea cuplorului inductiv, liniile echipotențiale, puterea reactivă, anumite capacități echivalente etc.

DETERMINAREA GRADULUI DE POLIMERIZARE FOLOSIND UN SISTEM ÎMBUNĂTĂȚIT BAZAT PE ANFIS — SME20

Marcel NICOLA, Marian DUŢĂ, Maria-Cristina NIŢU, Ancuţa-Mihaela ACIU, Claudiu-Ionel NICOLA

National Institute for Research Development and Testing in Electrical Engineering, ICMET Craiova, Romania

[email protected], [email protected], [email protected],

[email protected], [email protected] Rezumat. Tehnicile de evaluare a stării de sănătate a transformatoarelor, bazate pe standardele aplicabile, cum ar fi analiza gazelor dizolvate (DGA), prin teste de laborator sau monitorizare online, sunt utilizate pentru a analiza simptomele unei defecțiuni care se dezvoltă într-un stadiu incipient în transformatoare. DGA dintr-o probă de lichid dielectric prelevată din rezervorul principal generează informații despre starea de degradare a părții active. S-a constatat că dintre toți derivații furani care rezultă din degradarea izolației, 2-furfuraldehida (2-FAL) este singurul derivat care se disipă în cantități mari în ulei. Din acest motiv și datorită stabilității sale termice în comparație cu alți derivați, 2-FAL este cea mai bună unitate de măsură pentru a determina și monitoriza gradul de polimerizare (DP) al izolației. Accesibilitatea slabă a probelor de hârtie a dus la dificultăți în testarea directă a stării de îmbătrânire a hârtiei prin măsurarea rezistenței la tracțiune și a DP. Au fost dezvoltate metode de evaluare indirectă a stării de îmbătrânire a hârtiei, prin intermediul markerilor chimici din ulei care sunt asociați cu îmbătrânirea hârtiei. Acest articol prezintă o metodă de determinare a DP a izolației solide în transformatoare, care oferă o interpretare mai rapidă și mai precisă, în comparație cu cele clasice. Datele 2-FAL rezultate din laborator sunt înregistrate într-o bază de date MySQL, care este încorporată într-un sistem inteligent pentru diagnosticarea DP (ISDDP) bazat pe Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS), generând la ieșire raportul cu interpretarea defectelor ca fișiere word. Se va realiza automatizarea procesului de diagnosticare DP, permițând operatorului să ia decizii în timp util, pentru a evita eventualele daune.


11

ANALIZA PREZENŢEI UNUI ECRAN MAGNETIC POZIŢIONAT ÎN SPAŢIUL DINTRE ÎNFĂSURĂRILE UNUI TRANSFORMATOR

MONOFAZAT, DE MICĂ PUTERE — SME21

Yelda VELI, Alexandru-Mihail MOREGA

Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea Politehnica din București, Romania

[email protected], [email protected] Rezumat. Transformatoarele electrice sunt utilizate în aplicațiile de recoltare a energiei în etapa de condiționare prin adaptarea energiei recoltate la cea cerută de către sarcină. În această lucrare se analizează efectul pe care îl are prezența diferitelor dimensiuni ale spațiului dintre înfășurărea primară, respectiv secundară, precum și efectul prezenței unui ecran magnetic între înfășurările dispuse concentric pentru un transformator de putere mică destinat aplicațiilor de energy harvesting. Analiza se realizează în regim tranzitoriu, utilizând metoda elementului finit.

DESFĂȘURAREA VIRTUALĂ A LUCRĂRILOR DE LABORATOR DE MAȘINI ELECTRICE ÎN MEDIUL DE CALCUL MATLAB-

SIMULINK — SME22

Leonard-Marius MELCESCU


[email protected]

Rezumat. Lucrarea prezintă experiența autorului în susținerea aplicațiilor de laborator la disciplina Mașini Electrice pe perioada pandemiei provocate de virusul SARS-CoV-2, când orele didactice s-au desfășurat în regim on-line, similar cu activitățile specifice sistemului de învățământ la distanță. Experimentele din cadrul lucrărilor de laborator sunt simulate în mediul de calcul MATLAB-Simulink prin utilizarea și adaptarea modelelor de transformatoare și mașini electrice existente în biblioteca SimPowerSystem. Concepția aplicaților numerice s-a făcut astfel încât implementarea schemelor electrice să fie făcută de către cursanții, în condițiile în care aceștia nu au experiență în modelarea numerică a mașinilor electrice. Sunt prezentate mai multe metode de obținere rezultatelor din experimentele numerice, care permit asigurarea unui echilibru între numărul de date specific fiecărei lucrări și efortul de calcul necesar, astfel încât experimentele să se poată realiză în intervalul de timp alocat unei lucrări de laborator.

proceedings sme 2020 sme [email protected], [email protected],...

Documents