Strona główna

Dorobek w kształceniu kadry

Wykaz przewodów doktorskich, w których pełnił funkcję promotora:

Piotr PADUCH: „Aparaturowe aspekty diagnostyki izolacji uzwojeń maszyn elektrycznych” Politechnika Opolska, Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki.

Data obrony: 12 stycznia 2017 r.

Praca powstała na bazie wieloletnich doświadczeń autora, zdobytych przy konstruowaniu i produkcji urządzeń elektronicznych różnego rodzaju. Praca wykonana w ramach realizacji projektu badawczego Nr N N 510536639 – „Czujniki do pomiarów off-line i on-line wyładowań niezupełnych w silnikach elektrycznych oraz system kalibracji torów pomiarowych” finansowanego przez Ministerstwo.

Monitorowanie i pomiary stanu izolacji urządzeń i maszyn elektrycznych stały się w ostatnich latach stałym elementem zapewniającym ich bezawaryjną pracę. Konieczne stało się konstruowanie urządzeń umożliwiających diagnozowanie izolacji i pomiar parametrów wyładowań niezupełnych. W krótkim czasie powstało wiele, mniej lub bardziej udanych, konstrukcji tzw. analizatorów PD współpracujących z różnego rodzaju detektorami wyładowań. Ich funkcjonalność, jest proporcjonalna do ceny. Współczesne analizatory wyładowań umożliwiają kompleksową analizę stanu izolacji maszyn elektrycznych. Niestety koszt ich zakupu jest jeszcze bardzo duży i mogą sobie na nie pozwolić firmy specjalizujące się w tego typu pomiarach. Do współpracy z analizatorami niezbędne są również detektory (czujniki) wyładowań niezupełnych, których koszt też jest bardzo duży. W dalszym ciągu brak na rynku prostych wskaźników wyładowań, które w dużym stopniu ułatwiłyby wstępną diagnozę stanu izolacji.

Niniejsza praca miała na celu wykazanie, że jest możliwe opracowanie i wykonanie, nie wymagające dużych kosztów, detektorów wyładowań niezupełnych w uzwojeniach maszyn elektrycznych wysokonapięciowych (WN) w warunkach przemysłowych oraz układów służących do ich kalibracji.

Tezy pracy doktorskiej były następujące:

Jest możliwe opracowanie i wykonanie niskokosztowych czujników do pomiarów wyładowań niezupełnych w uzwojeniach maszyn elektrycznych wysokonapięciowych (WN) w warunkach przemysłowych oraz układów służących do ich kalibracji. Opracowana i wykonana aparatura umożliwi wykonanie pomiarów off-line i on-line stanu izolacji uzwojeń maszyn elektrycznych.

Bezpośrednim celem pracy było opracowanie i wykonanie czujników do pomiarów wnz typu:
a) antenowego - stacjonarnych i mobilnych w oparciu o stosowane w maszynach elektrycznych czujniki do pomiaru temperatury – termorezystory typu RTD (z ang. Resistance Temperature Detector) np. PT100 wraz z układami do ich kalibracji, w wersji pasywnej i aktywnej,
b) pojemnościowego – z użyciem kondensatorów pomiarowych bezwyładowaniowych (same z siebie nie powinny emitować wnz) wyposażonych w impedancję pomiarową umożliwiającą pomiary wnz.

Doktorant opracował i wykonał czujniki do pomiarów wnz typu antenowego i pojemnościowego, impedancje pomiarowe oraz kalibratory Spełniają one wymagania stosowanych norm dotyczących pomiarów wnz, w szczególności umożliwiają pomiary wnz maszyn elektrycznych w warunkach przemysłowych, to znaczy w warunkach zakłóceń i uwarunkowań środowiskowych.

Jerzy PODHAJECKI: „Drgania w silnikach bezszczotkowych pradu stałego  z magnesami trwałymi – analiza i pomiary”, Politechnika Opolska, Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki.

Data obrony: 19 stycznia 2012 r.

Praca wykonana w ramach projektu RPOP.01.03.01-16-003/10-01 „Nowoczesna eksploatacja, diagnostyka, monitoring i serwis łożysk tocznych w napędach elektrycznych – laboratorium Instytutu Układów Elektromechanicznych i Elektroniki Przemysłowej Politechniki Opolskiej w Opolu, finansowanego przez Marszałka Województwa Opolskiego

Praca dotyczy wibroakustyki maszyn elektrycznych, w szczególności wibroakustyki silników BLDC, zagadnień drgań pochodzenia magnetycznego. W pracy obiektem badań numerycznych i eksperymentalnych były bezszczotkowe silniki prądu stałego z magnesami trwałymi (BLDC) o konstrukcji 36/6 oraz 6/8. Do rozwiązania zagadnień pola magnetostatycznego oraz mechanicznego wykorzystano program Ansys i metodę elementów skończonych.

Celem badań numerycznych zrealizowanych w pracy było określenie wpływu:

  • warunków brzegowych,
  • niesymetryczności konstrukcyjnych rdzenia i korpusu na wielkość drgań i postać deformacji stojana,
  • wybranych tolerancji produkcyjnych (nierówne namagnesowanie magnesów, ekscentryczność statyczna wirnika) na wielkość i postać deformacji stojana;
  • konstrukcji silnika na rząd sił magnetycznych, wielkość drgań i postać deformacji stojana;
  • zjawiska magnetostrykcji na poziom drgań.

W celu potwierdzenia poprawności użytych modeli numerycznych przeprowadzono badania eksperymentalne, których zakres obejmował wykonanie pomiarów drgań własnych i wymuszonych.
Wykonano następujące badania numeryczne:

  • obliczenia drgań stojana wymuszonych siłami magnetycznymi w silnikach BLDC o konstrukcji  36/6 oraz 8/6 ;
  • analizę wybranych rozwiązań konstrukcyjnych silnika pod kątem ograniczenia drgań;
  • obliczenia drgań własnych stojana i wirnika ukierunkowanych na określenie zagrożeń rezonansowych wynikłych z działania sił  magnetycznych;
  • konstrukcji silnika na rząd dominujących wymuszeń magnetycznych, wielkość drgań i postać deformacji stojana;
  • zjawiska magnetostrykcji na poziom drgań.

 
Józef DWOJAK: „Opracowanie efektywnej diagnostyki eksploatacyjnej zespołów maszynowych w energetyce na przykładzie PGE Elektrowni Opole S.A., Politechnika Opolska. Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki.

Data obrony: 17 maja 2012 r.

Praca wykonana w ramach projektu RPOP.01.03.01-16-003/10-01 „Nowoczesna eksploatacja, diagnostyka, monitoring i serwis łożysk tocznych w napędach elektrycznych – laboratorium Instytutu Układów Elektromechanicznych i Elektroniki Przemysłowej Politechniki Opolskiej w Opolu, finansowanego przez Marszałka Województwa Opolskiego.

Autor przeanalizował sposób eksploatacji i stan diagnostyki w krajowych elektrowniach cieplnych, w szczególności w 4 elektrowniach o mocy bloków 360 MW i 200 MW. Krytyczna analiza doprowadziła do opracowania nowej technologii diagnostyki eksploatacyjnej dla zespołów maszynowych w elektrowni cieplnej na przykładzie PGE Elektrowni OPOLE S.A. Opracowana technologia diagnostyki eksploatacyjnej miała doprowadzić przede wszystkim do zwiększenia niezawodności pracy elektrowni, do wyraźnego zmniejszenia awaryjności wszystkich maszyn. Technologia ta zmieni sposób eksploatacji, zabezpieczenia i zarządzania maszynami w energetyce krajowej. Praca jest technologicznym wzorcem dla krajowych przędsiębiorstw energetycznych, które decydują się na wprowadzenie kompleksowego programu diagnostyki, zabezpieczenia i zarządzania maszynami. Jest to technologia nadzoru maszyn, która powinna być zastosowana jako długofalowa koncepcja rozwoju danego przędsiebiorstwa. Umożliwi ona racjonalną i efektywna eksploatację maszyn, wyraźnie polepszy wskaźniki techniczne i ekonomiczne przedsiębiorstwa. Autor opracowaną technologię diagnozowania eksploatacyjnego wdrożył w swoim macierzystym Zakładzie. Po wdrożeniu opracowanej technologii PGE Elektrownia OPOLE S.A. stała się najmniej awaryjną elektrownią w kraju.

Wojciech KANDORA: „Diagnostyka off-line izolacji uzwojeń maszyn elektrycznych wykonanych w technologii Resin-Rich”, Politechnika Opolska, Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki.

Data obrony: 13 grudnia 2012 r.

Praca wykonana w ramach realizacji projektu badawczego Nr N N 510536639 – „Czujniki do pomiarów off-line i on-line wyładowań niezupełnych w silnikach elektrycznych oraz system kalibracji torów pomiarowych” finansowanego przez Ministerstwo.

Autor jako cel pracy postawił sobie opracowanie efektywnej diagnostyki off-line uzwojeń wysokonapięciowych maszyn elektrycznych wykonanych w technologii Resin-Rich dla potrzeb projektowania, produkcji, eksploatacji i remontów maszyn elektrycznych, prowadzonych w firmie TurboCare w Lublińcu, dawniejszy ENERGOSERWIS. W wyniku przeprowadzonych na szeroką skalę badań Doktorant opracował kompleksową, efektywną diagnostykę układów izolacyjnych na potrzeby macierzystego zakładu. Opracowane kryteria bazują na pomiarach wyładowań niezupełnych. Autor rozpoznaje wszystkie występujące w praktyce przemysłowej wady w uzwojeniach prętowych (duże maszyny elektryczne):

  • kawerna,
  • rozwarstwienie izolacji,
  • zanieczyszczenie powierzchniowe izolacji,
  • nieciągłość w zewnętrznej ochronie przeciwjarzeniowej,
  • uszkodzenie wewnętrznej ochrony przeciwjarzeniowej,
  • uszkodzenie wewnętrznej ochrony przeciwjarzeniowej,

Doktorant w ramach wykonywania pracy doktorskiej opracował i wykonał pierwszy krajowy pojemnościowy czujnik do pomiarów wnz w warunkach przemysłowych.

Marek KACPERAK: „Diagnostyka eksploatacyjna napędów elektrycznych
w przemyśle cementowym na przykładzie Cementowni ODRA S.A.”, Politechnika Opolska, Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki.

Data obrony: 17 stycznia 2013 r.

Praca wykonana w ramach realizacji projektu badawczego Nr N N 510536639 – „Czujniki do pomiarów off-line i on-line wyładowań niezupełnych w silnikach elektrycznych oraz system kalibracji torów pomiarowych” finansowanego przez Ministerstwo.

Celem pracy było opracowanie efektywnej diagnostyki eksploatacyjnej napędów przemysłowych w przemyśle cementowym w szczególności maszyn elektrycznych w tych napędach. Opracowana technologia diagnostyki eksploatacyjnej obejmuje uszkodzenia typu elektromagnetycznego i mechanicznego najczęściej występujące  w tych napędach. Obejmuje głównie silniki indukcyjne pierścieniowe i klatkowe o izolacji VPI i Resin-Rich na łożyskach tocznych i ślizgowych. Praca ma charakter technologiczny zmierzający do zmniejszenia awaryjności urządzeń technologicznych w krajowych cementowniach. Uzyskane w ten sposób obniżenie kosztów produkcji poprawi konkurencyjność tej gałęzi przemysłu w Unii Europejskiej.

Doktorant w wyniku zakrojonych na bardzo duża skalę badań opracował technologię diagnozowania maszyn i urządzeń w przemyśle cementowym. Szczególnie dużo miejsca poświęcił diagnozowaniu izolacji uzwojeń silników krytycznych i głównych.
Doktorant udowodnił że pracy silników elektrycznych z napędów przemysłowych w cementowniach towarzyszą wyładowania niezupełne (wnz). Analiza wnz z uwzględnieniem rozkładów fazowo-rozdzielczych może być wykorzystana do diagnostyki on-line izolacji tych silników w tym do diagnostyki czół uzwojeń. Opracowany system doboru kryteriów i wyznaczania obszarów obserwacji wyładowań niezupełnych dla danej maszyny pozwala na ciągłe śledzenie starzenia się izolacji oraz pozwala ocenić skuteczność czynności naprawczych.

Metoda analizy stanu izolacji na podstawie obserwacji wnz w wyznaczonych obszarach pracy układu izolacji z wykorzystaniem stanów przejściowych (zmiana temperatury, wilgotności powietrza chłodzącego, obciążenia maszyny, rozruch) pozwala ocenić stopień  degradacji stanu izolacji.

W analizie w dziedzinie czasu i częstotliwości sygnału drgań względnych wałów silników pierścieniowych zawarta jest informacja o stanie technicznym tego napędu


Obecnie dr hab. inż. Sławomir Szymaniec jest opiekunem naukowym dwóch doktorantów na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki:

  • Mgr inż. Marka KLIMOWSKIEGO, student studiów doktoranckich. Przewód doktorski otwarty 16.06.2011 roku, tytuł: „Ocena skuteczności badań diagnostycznych napędów przemysłowych w oparciu o pomiar i analizę sygnału drganiowego”. W ocenie własnej praca jest zaawansowana w 40%.
  • Mgr inż. Pawła RYDLIKA, pracownik ETHOSENERGY Poland SA w Lublińcu. Przewód doktorski otwarty 31.03.2016 roku, tytuł: „Kompleksowa diagnostyka wirników dużych maszyn elektrycznych na potrzeby energetyki”. W ocenie własnej praca jest zaawansowana w 40%.

on-line

Odwiedza nas 4 gości oraz 0 użytkowników.

Oxford Encyclopedia