S pantentom je zaščiten povsem nov postopek vodenja srednjefrekvenčnega sistema za uporovno točkasto varjenje. Omenjeni varilni sistem sestavljajo vhodni usmernik z enosmernim vodilom, razsmernik v obliki H-mostiča, varilni transformator in izhodni usmernik. Postopek vodenja temelji na sinhroniziranem delovanju histereznega regulatorja gostote magnetnega pretoka in histereznega regulatorja varilnega toka. Pri tem prvi regulator določa polariteto izhodne napetosti H-mostiča, drugi pa to napetost vklaplja in izklaplja. V primeru, ko gostota magnetnega pretoka preseže pred tem nastavljano vrednost, se polariteta izhodne napetosti H-mostiča spremeni, kar pelje transformator v področje manjšega nasičenja. Če varilni tok preseže nastavljeno zgornjo mejo, se izhodna napetost H mostiča postavi na vrednost nič. Če varilni tok pade pod nastavljeno spodnjo mejo, se na izhodu H-mostiča spet pojavi napetost s polariteto, ki jo določa histerezni regulator gostote magnetnega pretoka v jedru transformatorja. Opisan sistem vodenja omogoča povečanje moči varilnega transformatorja ob zmanjšani dimenziji jedra.
F.06 Razvoj novega izdelka
COBISS.SI-ID: 15194902Tester in postopek testiranja za vrednotenje magnetnih krogov temelji na pulznem vzbujanju in histereznem regulatorju primarnega toka. Na osnovi frekvence delovanja sistema in jalove moči lahko ovrednotimo magnetilno karakteristiko testiranega jedra. S spreminjanjem primarnih ovojev, preklopnega toka in napajalne napetosti izberemo ustrezno delovno točko in območje delovanje testerja. Za izvedbo testerja ni potrebna draga merilna oprema in se lahko izvede na obstoječih napajalnih pretvornikih jeder. Testiranje jeder je hitro, učinkovito in univerzalno. Testiramo lahko tudi že vgrajena jedra. S testi lahko ovrednotimo celoten magnetni krog, na katerega vpliva več dejavnikov, kot npr. uporabljen material, poškodbe, obdelava zračne reže, nepravilnosti pri konstrukciji, ipd.
F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije
COBISS.SI-ID: 18795286Predmet izuma je naprava za monitoring varilnega transformatorja, s katero je mogoče beležiti in shranjevati podatke meritev električnih veličin na varilnem transformatorju. Kasneje je možno podatke prenesti na računalnik, jih pretvoriti v decimalno obliko in ovrednotiti. Na podlagi pridobljenih podatkov je možno sklepati o poteku delovanja varilnega transformatorja skozi življenjsko dobo in diagnosticiranje morebitnih vzrokov okvar. Napravo za monitoring sestavljajo mikrokrmilnik (PIC), FLASH pomnilnik, termistorja s prilagoditvenim vezjem, vezji za meritev napetosti na usmerniških diodah, vezje za meritev napetosti na izhodni napetosti transformatorja, vezje za merjenje varilnega toka, napajalni filter naprave, napajalni kondenzator naprave, napetostni regulator in signalni led diodi. Mikrokrmilnik je preko vodila SPI povezan s FLASH pomnilnikom, računalnik pa lahko po potrebi preko vodila USB/SCI povežemo z mikrokrmilnikom.
F.08 Razvoj in izdelava prototipa
COBISS.SI-ID: 18535446Patent je sestavljen iz dveh delov: Prvi del patentne prijave opisuje detekcijo nasičenja železnega jedra varilnega transformatorja z merilnim mostičkom. Merilni mostiček za znava izriv magnetnega polja iz jedra varilnega transformatorja, ko pride ta v nasičenje. V patentni prijavi je opisano diskretno elektronsko vezje za merilni mostiček, ki je sposobno, v zelo kratkem času in kljub precej motnjam, enoumno zaznati nasičenje železnega jedra varilnega transformatorja za uporovno točkovno varjenje. Signal iz vezja se lahko uporabi za vodenje varilnega transformatorja na tak način, da železno jedro ne pride v nasičenje in se ga tako lahko popolnoma izkoristi. Zato je lahko transformator manjših dimenzij, moč pa se ohranja. Drugi del patentne prijave opisuje izboljšavo algoritma vodenja varilnega transformatorja AHC, ki je že zaščiten s patentom EP 2 097 912 B1. Algoritem AHC ima slabost, da lahko prihaja do časovno kratkih pulzov, ki negativno vplivajo na delovanje celotnega varilnega sistema za uporovno točkovno varjenje. Predlagana izboljšava algoritma AHC popolnoma izloči možnost, da bi prihajalo do časovno kratkih preklopov. Algoritem neprestano primerja obe prisotni veličini varilni tok in gostoto magnetnega pretoka (AHC gleda vsakega posebej) ter spremlja trenutno stanje obeh hkrati predvideva mogoče nepravilnosti. V primeru nevarnosti prehoda v neželeno stanje, po v naprej določenem zaporedju in ob upoštevanju določenih pravil preklopi napajalne napetosti tako, da spremeni smer primarnega toka ter se s tem izogne časovno kratkim vklopom, ki škodujejo sistemu.
F.07 Izboljšanje obstoječega izdelka
COBISS.SI-ID: 19217942Z večanjem deleža fotonapetostnih elektrarn v elektroenergetskem omrežju se veča tudi vpliv le-teh. Fotonapetostne elektrarne lahko imajo negativen vpliv predvsem na distribucijsko omrežje. Hitri prehodi oblakov povzročajo hitre spremembe v izhodni moči fotonapetostnih elektrarn, kar lahko povzroča fluktuacije napetosti, to pa za elemente omrežja ni najbolje. Trenutno obstajata dve učinkoviti rešitvi, to sta ojačitev omrežja in vgradnja hranilnikov energije. Obe imata tudi negativno lastnost, to je zelo visoko ceno. V doktorski disertaciji je predstavljena, zasnovana in do stopnje funkcionalnega prototipa razvita rešitev, s katero se hitrih sprememb v izhodni moči fotonapetostnih elektrarn sploh ne ustvarja. Bistvo predlagane rešitve je preprečevanje nastanka hitrih sprememb v izhodni moči fotonapetostnih sistemov, zato blaženje posledic, ki je značilno za obstoječe rešitve, ni potrebno. Celoten sistem je sestavljen iz sistema za napoved prehoda oblakov, vodenja posameznih mikropretvornikov, generacije jalove moči in sistema za kompenzacijo motenj v omrežju z vodenjem polnilnice za električna vozila. Do funkcionalnega prototipa je bil razvit sistem za napoved prehodov oblakov in vodenje posameznih mikropretvornikov ter generacijo jalove moči. Sistem je bil implementiran na eksperimentalni mikro fotonapetostni elektrarni, kar je omogočilo izvedbo meritev in testiranje med obratovanjem. Predstavljeni sistem je bil simulacijsko vključen v model distribucijskega omrežja, kjer so bili analizirani vplivi vodene fotonapetostne elektrarne na nizkonapetostno distribucijsko omrežje. Prav tako je bilo simulacijsko preizkušeno aktivno sodelovanje polnilnic za električna vozila pri zmanjševanju motenj, ki jih s hitrimi spremembami izhodne moči povzročajo predvsem obstoječe fotonapetostne elektrarne. Izdelani sistem za napoved prehoda oblakov pred soncem napove, čez koliko časa bo oblak prekril sonce nad fotonapetostno elektrarno. Kamera z ustreznimi optičnimi filtri ter s procesorsko kartico ustrezno obdela zajete fotografije in napove čas prehoda oblakov. Razviti algoritem je računsko nezahteven, kar omogoča nizko cenovni izdelek. Sistem omogoča napovedi prehodov oblakov pred soncem v časovnem intervalu ene minute. To omogoča začetek programiranega zmanjševanja izhodne moči fotonapetostne elektrarne z vnaprej določenim časom pred prehodom oblaka. Izhodno moč fotonapetostne elektrarne je mogoče spreminjati z vnaprej predpisano dinamiko. Razviti sistem skoraj stopnične spremembe izhodne moči ustrezno zgladi in močno zmanjša motilne vplive na omrežje. Algoritem deluje tako pri zmanjševanju, kot tudi pri povečevanju izhodne moči. Cena razvitega sistema je nizka, na ravni enega modula fotonapetostne elektrarne in ne predstavlja bistvenega dodatnega stroška pri postavitvi fotonapetostne elektrarne za neto samozadostnost. Fotonapetostne elektrarne dodatno pomagajo omrežju, če generirajo jalovo moč skladno s potrebami omrežja. Za omogočanje omenjene funkcionalnosti je bil razvit nov algoritem za porazdelitev generacije jalove moči med posamezne mikropretvornike znotraj ene elektrarne, ki omogoča maksimalno skupno oddano delovno moč. Algoritem upošteva trenutne vrednosti delovne moči posameznih mikropretvornikov in karakteristiko izkoristkov. V omrežjih, kjer prihaja v kratkem času do velikih sprememb v napetosti, lahko te spremembe omilijo polnilnice za električna vozila. Simulacijsko je pokazano, da se lahko z začasnim prilagajanjem polnilne moči polnilnice vpliva na spreminjanje napetostnega profila omrežja. Predlagana rešitev med prehodnim pojavom z veliko spremembo moči v omrežju polnilno moč začasno zniža in potem postopoma poveča. Celoten sistem za napoved prehoda oblakov pred soncem, z vključenim vodenjem mikropretvornikov je bil preizkušen na eksperimentalni fotonapetostni elektrarni v mikro omrežju Laboratorija za energetiko UM FERI. Rezultati meritev kažejo, da izdelan sistem izpolnjuje zadane zahteve. V nasprotju z obstoječimi reši
F.08 Razvoj in izdelava prototipa
COBISS.SI-ID: 21233174