Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 144

Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 144

  Chiny dominują obecnie w 57 z 64 krytycznych technologii a w latach 2003-2007 były liderem jedynie w 3 z nich. Stany Zjednoczone w tych latach 2003-2007 prowadziły w 60 z 64 kluczowych dziedzin a dzisiaj są liderem jedynie w 7 z nich.
Chińczycy doceniają prawdziwą naukę i bardzo cenią rozwój.

Chińczycy absolutnie dominują, jeśli chodzi o liczbę zgłoszeń nowych patentów. Trudno jedna ocenić jakość wszystkich tych patentów.

 Produkcja farmaceutyków i kosmetyków jest wysoko rentowna i przyszłościowa.
Pracownicy ze swoją wiedzą i doświadczeniem przepływają między firmami i korzyścią z zachodnich firm działających w Polsce jest dostępność ( za pośrednictwem pracowników ) reglamentowanych informacji także dla polskich firm z branży.  
Oriflame to popularna na rynku marka nietanich kosmetyków. Szwedzka firma Oriflame likwiduje swój oddział  produkcyjno - badawczy  kosmetyków w Warszawie stworzony z 1991 roku. Przeniesie ich produkcje za granicę. Oznacza to zwolnienie wszystkich 400  pracowników zakładu.
"Przeniesienie produkcji do kilku partnerów w Europie pozwoli firmie Oriflame uzyskać dostęp do bardziej zróżnicowanych technologii, wyspecjalizowanej wiedzy oraz zaawansowanych procesów produkcyjnych niż te, które są obecnie dostępne w jej jedynym europejskim zakładzie produkcyjnym w Warszawie w Polsce"
Spróbujmy zdekodować ten komunikat firmy Oriflame. Za droga zrobiła się siła robocza i energia. Polscy badacze są kiepscy i nic innowacyjnego nie potrafią stworzyć dla firmy.
Po prostu polskie szkoły są wyższe tylko z nazwy.

 Zachodnie korporacje przyszły do Polski wykorzystać całkiem wydajną tanią siłę roboczą i rynek. Zarobiły swoje i część zwija manatki. A politykierzy nie mieli pomysłu na rozwój bo działo się samo i dalej nie mają pomysłu na rozwój.
Trwa wojna na wschodzie. Może koncerny coś wiedzą lub przypuszczają.

 Pozostając przy pracownikach jako kapitale dla firm. Elementem składowym poważnych gospodarczych kłopotów krajów EU są kolorowi  imigranci.
W Holandii imigranci z krajów niezachodnich generują [2023] straty 18.2 mld euro na rok. Nie licząc kosztów działań policji i służb, które też są duże.

 Czy z Boeingiem, flagowym okrętem USA, może być jeszcze gorzej ?
Czarne skrzynki Boeinga 737-800, który rozbił się pod koniec grudnia 2024 roku na lotnisku Muan w Korei Południowej, rzekomo przestały rejestrować dane cztery minuty przed zderzeniem samolotu ze ścianą za pasem lotniska  czyli katastrofą. Tak przynajmniej podano. Czy ktoś w to może uwierzyć ? Czy uwierzą w to osoby odpowiedzialne w liniach lotniczych za zakup samolotów i ich ubezpieczyciele ? Równolegle miała przecież w Korei miejsce awaria drugiego B 737-800 !
Wszystko to dzieje się w sytuacji w sytuacji gdy wiadomo że krytyczne, autonomiczne systemy samolotów nie zadziałały.
Dwie dawniejsze katastrofy spowodowały wadliwe autonomiczne systemy zapobieżeniu przeciągnięciu. Może w takim razie Boeing poszedł na całość i zablokował wszystkie systemy autonomiczne a piloci o tym nie wiedzą !
No ale hinduskim inżynierom pracującym nad B 737-800 płacono po 9 dolarów za godzinę pracy.  
Boeing jest koncernem cywilno militarnym. Polska ma ratować Boeinga makabrycznie przepłacając za helikoptery bojowe Apache AH – 64  produkowane od 1974 roku ?

 Bardzo niepokojące są potężne pożary w południowej Kalifornii i Los Angeles, które  rzekomo wyrządziły 150 mld dolarów szkód. Przy masywnym pożarze domy za miliony dolarów z drewna płoną jak pochodnie i zostaje NIC ! Gdzie są wszystkie rozbudowane komputerowe systemy Biurokracji, Alarmu, Monitoringu i Automatyki odpowiedzialne za bezpieczeństwo ogromnego i bogatego miasta. Przecież na zdjęciach satelitarnych dokładnie widać jak i gdzie zaczynają się pożary i jak się rozszerzają. Przecież przy sprawnych automatycznych systemach i sprawnej akcji pożary można było zdusić w zarodku. Gdzie jest Sztuczna Inteligencja ?
Czy tak jak u Boeinga w godzinie próby drogie krytyczne, autonomiczne systemy nie zadziałały ?  Czy to owoc pracy hinduskich inżynierów po 9 dolarów za godzinę ?
Po II Wojnie Światowej USA toczyły tylko bezpośrednie (bez pośredników) wojny z krajami III Świata. Czy tak jak u Boeinga i w LA w godzinie próby krytyczne, autonomiczne systemy militarne USA  nie zadziałają ?

 Zaprzeczeniem celów wojny jest ochrona zdrowia.
Problem z narastającym deficytem kadr medycznych potwierdza  raport „World Index of Healthcare Innovation 2023”, opracowany przez Foundation for Research on Equal Oportunisty, w którym Polska znalazła się na ostatnim, 32 miejscu (spadając z miejsca 31 w 2021 roku i 30 w 2020 roku).  Polska ma per capita najniższą spośród analizowanych państw liczbę lekarzy i pielęgniarek opieki zdrowotnej.
W Polsce lekarze poświęcają więcej czasu na biurokrację niż na samą aktywność medyczną. Pomocne jest wykorzystanie technologii, które przyspieszają pracę, ułatwiają przyjmowanie i obsługę pacjentów.
Jak wynika z raportu Philipsa, w Polsce niemal wszyscy liderzy sektora ochrony zdrowia (94 %) są przekonani, że wykorzystanie technologii – m.in. w celu automatyzacji prostych, rutynowych czynności i odciążenia personelu medycznego od codziennych zadań administracyjnych – ma i będzie mieć kluczowe znaczenie dla rozwiązania problemu niedoborów kadrowych w opiece zdrowotnej. Jeszcze większy odsetek (99 %) wskazuje też na korzyści płynące z wdrożenia rozwiązań, które umożliwiają zdalną, wirtualną opiekę i komunikację z pacjentem.
Wirtualna opieka umożliwia zdalną obserwację pacjenta, np. monitoring osób starszych i możliwość dwustronnej komunikacji pomiędzy lekarzem a pacjentem. Systemy RPA ( Robotic Process Automatization ) , pomagają usprawnić obsługę procesów diagnostycznych i administracyjnych w szpitalach. Natomiast sztuczna inteligencja już teraz m.in. podpowiada lekarzom, jaka diagnoza byłaby najbardziej prawidłowa.

 Omawiano wcześnie „automatycznie” zachodzące procesy w systemie gospodarczym. Procesom stabilizacyjnym nie należy przeszkadzać a czasem można je wzmocnić. Szaleństwem jest wzmacnianie procesów destabilizacji.  Przewidywanym w 2019 roku efektem nadmiernego druku pieniądza była destabilizacja, wysoka inflacja i obecna stagflacja no i ogólne zbiednienie.  
„Wielkie ubóstwo. Tak źle w Polsce nie było od niemal dekady.
2,5 mln Polaków żyje w skrajnym ubóstwie, a ponad 17 mln poniżej minimum socjalnego. Tak wynika z danych za rok 2023, które Wirtualna Polska publikuje jako pierwsza. To najgorszy wynik od 2015 r. Dotkliwie wzrósł poziom biedy wśród dzieci, seniorów i osób niepełnosprawnych.”

Polska jest krajem przyfrontowym mocno materialnie zaangażowanym w wojnę. Trudno więc oczekiwać czegoś innego.
Z tego raportu wynika że PiS nie zlikwidował ubóstwa ale je wygenerował. Rządowe media podawały że rośnie urzędowy PKB oraz jesteśmy  piękni i bogaci a teraz realia po rządach PiSu i PO szokują.
Wszyscy pytani ( podstawieni ) przez TV „dobrej zmiany” przechodnie na chodniku byli zadowoleni z dobrego życia. Do tego był jednak cyniczny uśmieszek ówczesnego premiera
Morawieckiego, ogłaszającego z  anteny że zlikwidował ubóstwo.
Ale po ośmiu latach rządu PIS są w sami milionerzy ! Teraz PO kreuje swoich milionerów !
Brakuje jeszcze faktycznego ( podawane urzędowe bezrobocie jest z mchu i paproci ) dużego bezrobocia !

Archiwum EnergoPatent. Flota: Tyrystorowe invertery CSI i VSI
 W krajach wysokiej cywilizacji naukowo – technicznej produkowane są serie napędów z CSI i VSI obu rodzajów. Dla celów morskich muszą być tylko lepiej zabezpieczone przed wpływem wilgoci. Płyty drukowane powinny być pokryte lakierem a szafy z elektroniką i elektrotechniką powinny mieć mały grzejnik zapobiegający kondensacji wilgoci załączany termistorem gdy to jest potrzebne.
 Nieracjonalne jest opracowywanie i małoseryjne produkowanie CSI i VSI na wąskie potrzeby jakiejś branży.

W napędach średniej i dużej mocy stosowano kolejno układ Leonarda, wzmacniacze magnetyczne,
tyrystorowe układy napędowe z silnikiem prądu stałego a następnie napędy z silnikami asynchronicznymi i synchronicznymi VSI i CSI bez modulacji i napędy VSI  z modulacją PMW.
 
 Najmniejsze zapotrzebowanie jednostkowe na energie w transporcie towarowym mają statki morskie i oceaniczne a dopiero po nich kolej. Tym jednostkowe zapotrzebowanie jest mniejsze im większa i wolniejsza jest pływająca jednostka.
Niderlandy były imperium morskim. Następnie Wielka Brytania była imperium morskim.
Obecnie Stany Zjednoczone są imperium morskim. W czasie drugiej wojny światowej USA wybudowały monstrualną flotę transportową i wojenną. Faktycznie wojnę wygrały tylko USA a wygrały ją w laboratoriach i halach fabrycznych. Zbudowane pod koniec wojny automatyczne systemy przeciwlotnicze z radarami i sterowanymi serwomechanizmami armatami przeciwlotniczymi z pociskami z FUSE po udoskonalenie zainstalowane na okrętach dały im całkowitą odporność na atak przeciwnika. Poza Układem Warszawskim USA mogą bezkarnie zniszczyć każde państwo.

 Statki  towarowe (frachtowce), to masowce (węgiel, rudy, zboże ), tankowce, RoRo (Roll On Roll Off czyli pojazdy głównie na kołach ale też i gąsienicach ) i coraz ważniejsze kontenerowce.
Statki pasażerskie mniej służą do komunikacyjnego przewozu pasażerów a większy udział mają coraz bardziej luksusowe wycieczkowe.
Statki rybackie różnej wielkości i statki przetwórnie są ważne w zaopatrzeniu krajów w żywność
Coraz ważniejsze są statki naukowo - badawcze służące do przygotowania pozyskania zasobów morza i jego dna.  
Wiele jest wyspecjalizowanych jednostek dla telekomunikacji, sektora straży wybrzeża, celnych, ratunkowych.
Nowoczesne okręty wojenne to arcypotężne lotniskowce otoczone rojem jednostek pomocniczych, okręty podwodne często z rakietową bronią  jądrową na pokładzie będące składnikiem triady strategicznej i niszczyciele do ich zwalczania. Potrzebnych jest mnóstwo okrętów pomocniczych. Do mniejszych awantur wojennych ze słabym przeciwnikiem  przeznaczone są fregaty.  
   
 Wysokie zyski z globalnego handlu morskiego (plus finanse i ubezpieczenia) w imperium brytyjskim uczyniły produkcje przemysłową mniej opłacalną co doprowadziło do dezindustralizacji Brytanii i jej osłabienia co pokazała już I Wojna Światowa.

 Współcześnie  statki są przedmiotem zamówień i handlu międzynarodowego. Tak jak z każdym towarem poszukiwane są jednostki nowoczesne i produkujące je stocznie mogą na nich zarobić. W produkcji jednostek typowych konkurencja jest duża a ich eksportowa produkcja często jest w świecie dotowana.

 Cechą nowoczesnych, drogich i poszukiwanych jednostek jest duży udział energoelektroniki !

 W Szczecinie jest duża stocznia produkcyjna ale wytwarza niestety tylko proste i tanie jednostki. Ich produkcja jest dotowana co na dłuższą metę jest niemożliwe do utrzymania.
 Polska powinna korzystać z efektu skali i nie może / nie powinna produkować wszystkiego a tylko coś czego można produkować „dużo”.   
 Ogólnie każdy statek składa się z kadłuba i wyposażenia. Na cięciu grubych blach i spawaniu ich w kadłub praktycznie nigdzie w świecie się już nie zarabia. Czołowi producenci, zadania z tym związane mechanizują i automatyzują, aby zmniejszyć koszty produkcji. Niestety Polska odstaje od liderów w tej sprawie.  Wyjątkiem są okręty wojenne gdzie ceny nie ustala „rynek” ale dowolnie ustala ją rząd.
Zarabia się na wyposażeniu statku i to często bardzo dużo.
W nowoczesnym statku energoelektroniki  jest bardzo dużo. Temat ten w Polsce był doceniany ale nie opanowano produkcji takich statków.
„Energoelektronika na statkach”, S.Wyszkowski, Gdańsk 1981.   

Polska samej energoelektroniki nie sprzeda na rynku światowym m.in. z powodu obłożenia Polski zachodnimi sankcjami ale może sprzedać ją w statkach co jest jeszcze lepszym rozwiązaniem.
Skala trudności statkowej energoelektroniki jest jednocześnie skalą zyskowności co nie jest zaskakujące:
-Elektryczny napęd główny maszyną przekształtnikową (synchroniczną ) CSI lub z cyklokonwerterem dającym silnikowi moc o częstotliwości do 16-20 Hz
-Prądnica wałowa
-Potężne dźwigi kontenerowe statku i suwnicowe nabrzeża portu najlepiej z automatycznym uchwytem kontenera
-System dynamicznej stabilizacji położenia
-Ster strumieniowy

 Współcześnie statki napędzane są wielkimi niskoobrotowymi dwutaktowymi (!) silnikami Diesla o dobrej sprawności energetycznej zasilanymi przez HFO (Heavy Fuel Oil ) nazywany po polsku paliwem pozostałościowym lub mazutem. Jest to paliwo tanie ale brudne szczególnie nabyte w krajach III Swiata. Stąd w nowoczesnych jednostkach stosowane są wirówki do jego uzdatnienia. Wirówka ma elektroniczny system sterowania i Alarm i to również jest pole do zarabiania.
Statek ma też  kilka prądotwórczych agregatów Diesla o mocy dopasowanej do zadań statku. Zasilane są one lekkim, czystym olejem napędowym który jest o wiele droższy niż HFO. Na prostym statku towarowym zużycie energii elektrycznej nie jest duże i koszt lekkiego oleju nie jest duży w bilansie (!) ale na dużym luksusowym wycieczkowcu zużycie energii elektrycznej jest zdumiewająco duże. Dużo energii elektrycznej  zużywają chłodnicowce. Na kontenerowcu załadowane mogą być specjalne kontenery do transportu drogiej żywności wyposażone w zasilany ze statku w agregat chłodniczy. Zużycie energii elektrycznej przez te kontenery w czasie całej podróży też jest duże. Są też inne statki z dużym zużyciem energii elektrycznej.
Obroty silnika głównego statku zadawane są przez oficera kierującego statkiem. Częstotliwość napięcia generatora synchronicznego (wałowego) napędzanego przez  silnik główny jest zmienna. Polskie statki mają energetyczną sieć trójfazową 380V – 50 Hz ale  w świecie dominuje standard 440 V – 60 Hz. N.B. Silnik asynchroniczny na napięcie 380V – 50 Hz może w sieci 440 V – 60 Hz pracować z pełną mocą.
Zatem generatora wałowego nie można dołączyć do sieci energetycznej statku.
W systemie „prądnicy wałowej” napięcie z tego generatora jest prostowane i poprzez dławik wygładzający podane do komutowanego maszyną trójfazowego falownika czyli inwertera CSI. Ponieważ inverter CSI zużywa moc bierną, moc bierną generuje ten jeden specjalny generator (Nie generuje mocy czynnej. Jest tylko przy rozruchu niewielkim silnikiem asynchronicznym rozpędzany w pobliże Fn i dalej nie jest napędzany )  i dwójnik LC nastrojony na 5 harmoniczną celem osłabienia harmonicznych generowanych przez CSI. Mankamentem falownika jest przewrót przy zwarciu w sieci. Prądy zwarć w sekcjonowanej sieci mogą być i są ograniczone dławikami i szybkodziałającymi CB. Gdy jednak dojdzie do przewrotu CSI to generator wałowy jest szybko odwzbudzany i po chwili szybko wzbudzany. Cały incydent jest krótki. System prądnicy wałowej ma kilka zabezpieczeń i jest względnie niezawodny.
 System energetyczny z wieloma zabezpieczeniami musi być maksymalnie autonomiczny szczególnie na statkach w nocy bezwachtowych czyli Unmaned. Do niedawna stosowano rozbudowaną logikę ( SSI  +MSI ) systemu energetycznego statku.  Jej wadą jest sztywność „programu”.
Współcześnie „elastyczny” Mikrokomputerowy system sterujący:
-Z wyprzedzeniem załącza agregaty gdy moc prądnicy wałowej będzie za mała. Prowadzi całą sekwencje rozruchową i synchronizacje na sieć.
-Gdy jednak brakuje mocy i obniża się częstotliwość poniżej < 49 / (59)   Hz wyłącza według przygotowanego scenariusza odbiorniki według ich priorytetu / ważności.
-Po ewentualnym upadku i wznowieniu pracy (zarządza całą sekwencja wstawania systemu) załącza odbiorniki według ważności.         
-Generuje informacje dla operatora i Alarmy
 Mankamenty CSI komutowanych maszyną ( maszyna przekształtnikowa ) lub siecią maleją w miarę wzrostu jego mocy nominalnej. W transformatorach i dławikach występuje silnie efekt skali. I tak „ciężki” wygładzający dławik DC z rosnącą mocą staje się relatywnie coraz lżejszy. Prądnica wałowa jest już ekonomiczna ( krótki okres rentowania się ) przy mocy 1 MW.  
 Systemy „Prądnicy wałowej” produkują firmy z Japonii i Niemiec Zachodnich. Dobrze jest się znaleźć w takim towarzystwie. Firmy z NRD podglądają co robią firmy z RFN i powinniśmy robić to samo.   

 Polska na licencji Sulzera produkuje udane silniki Diesla dużej mocy a w tym okrętowe, lokomotywowe i agregatowe. Po ich modernizacji będą wystarczająco dobre (na rynek światowy) przez kolejne dziesięciolecia. Dolmel produkuje maszyny elektryczne. Lamina produkuje tyrystory mocy. Uruchomienie produkcji „prądnicy wałowej” otwiera drogę do produkcji wielu nowych rodzajów statków. A uruchomienie mikrokomputerowego systemu automatyzacji statku ( najważniejszy jest system energetyczny ) od razu stawia Polskę w lepszej pozycji.

  Są już statki z napędem głównym silnikami przekształtnikowymi – synchronicznymi. Ich CSI komutowane są silnikami. Przy rozruchu poniżej częstotliwości 10-15 % Fn, zwierany jest okresowo tyrystorem dławik wygładzający prąd stały. To rozwiązanie Siemensa jest powszechnie stosowane w różnych zastosowaniach CSI.
W innym rozwiązaniu silnik wolnoobrotowy zasilany jest cyklokonwerterem o wyjściowej częstotliwości do 16-20 Hz.
 
 W celu zmniejszenia kołysania na luksusowych statkach pasażerskich i w statkach niehandlowych do celów profesjonalnych stosowany jest system stabilizacji położenia. Pod linią wody na zewnątrz kadłuba statku symetrycznie umieszczone są dwie duże, silne płetwy. Poruszają się wokół swoich osi w przeciwnym kierunku. Wytwarzany przez płetwy moment rośnie z kwadratem prędkości statku. Zatem przy złej pogodzie dla komfortu statek nie może się za wolno poruszać.
Kąt przechyłu statku mierzony jest żyroskopem. Żyroskop stosowany w lotnictwie i rakietach nadaje się do tego celu. Do niedawna stosowano do napędu płetw siłowniki hydrauliczne i układ Ward Leonarda. Znacznie lepszym rozwiązaniem serwomechanizmu jest inwerter VSI z silnikiem prądu zmiennego.  
Duże luksusowe statki pasażerskie są drogie. Polskie firmy produkują ładne meble i wyposażenie do domu. Niewielkim wysiłkiem stać  na śliczne wyposażenie statku. Nawet gdy nie uda się pozyskać ze świata zamówienia to pływający w polskiej flocie duży ładny wycieczkowiec  będzie wizytówką kraju i jego możliwości pozwalającą zdobywać rynki. Z drogich, krytycznych rzeczy potrzeba tylko prądnicy wałowej i stabilizacji położenia.  

Na Zachodzie ( USA + Europa Zachodnia + Japonia) kontenery stały się najpopularniejszą jednostką ładunkową w transporcie lądowym i morskim. Ogromną ich zaletą jest  łatwość szybkiego i bezpiecznego przeładunku oraz transportu.
Światowy standard IEC określa wymiary, konstrukcję oraz  wytrzymałość kontenerów i ich oznakowanie.
Kartonowe opakowanie towarów projektuje się już tak aby można było jak największą ilość towarów zapakować do kontenera.
Także ponad  60% „drobnicy” jest już tam transportowane w kontenerach.
Maksymalna masa kontenera 40 stopowego z ładunkiem nie przekracza 40 ton. Stosowane są już automatyczne chwytaki do kontenerów bardzo przyśpieszające przeładunek. Ich wadą jest znaczny ciężar i drogi dźwig musi być silniejszy.  
Firmy oferują już nawet łączony transport ciężarówkami, koleją i statkami  od „drzwi do drzwi” co upraszcza działalność producentów i hurtowników.
Wielkie statki transportuje ogromne ilości kontenerów i bardzo istotny jest czas przeładunku.
Wytrzymałość dźwigu (a  w tym jego lin) i kołysanie ładunku decydują o maksymalnej mocy napędu podnoszącego / opuszczającego  dźwigu. Wynosi ona ponad 250 KW ale obecnie moce są mniejsze.
Na nabrzeżach wyspecjalizowanych portów są potężne dźwigi suwnicowe ale cześć statków obsługujących także kraje peryferyjne ma własne dźwigi.   
W dźwigach stosowane są  napędy hydrauliczne oraz elektryczne. Wadą napędu hydraulicznego jest niska sprawność i wysoki koszt.  Dla uzyskania regulacji napędu elektrycznego początkowo w wirnik silnika asynchronicznego pierścieniowego włączano regulowany - przełączany stopniowo opornik mocy. Później wartość opornika wirnika za prostownikiem modulował chopper tyrystorowy. Później stosowano jednoczesną regulacje oporności w wirniku  i napięciową - fazową  statora. Równolegle stosowano napęd Ward Leonarda i napęd tyrystorowy DC. Znacznie lepszym rozwiązaniem jest inwerter VSI z silnikiem prądu zmiennego.
Także w dziedzinie kontenerowych dźwigów statkowych i dźwigów portowych konkurencja jest niewielka.
 
Wyposażenie statków decyduje o ich cenie a zarazem o wieloletnich kosztach eksploatacji. Tak jest przykładowo z „prądnica wałową” ale przykładów jest sporo.
Przykładowo ster strumieniowy podnosi cenę statku ale statek może samodzielnie delikatnie manewrując dopłynąć do nabrzeża nie korzystając z drogich usług holownika. Tylko gdy tor wodny jest trudny statkiem steruje najęta osoba zamiast oficera statku ale bez holownika.  
Rachunek ekonomiczny decyduje o tym jakie jednostki nabywają armatorzy i jakie są poszukiwane.
 
Patent 75 Tyrystorowy trójfazowy klucz załączany w Zerze do operowania kondensatorami mocy biernej o wysokiej dyspozycyjności z kontrolą sprawności całego systemu.
Koszt generacji mocy biernej Q mocno zależy od tego gdzie i jak jest ona generowana i gdzie jest konsumowana. Oczywiście koszt energii i mocy P i Q generowanej przez silniki Diesla jest dużo wyższy niż produkowanej przez duże elektrownie.
 Przekształtniki tyrystorowe pobierają zniekształcony prąd z małym współczynnikiem mocy co jest ich poważną wadą. Pobór mocy i mocy biernej  zmieniają się w czasie.
Tyrystorowy przekształtnik trójfazowy sześciopulsowy (m=6) przy małych kątach wyzwalania jest prostownikiem a przy większych od 90 deg jest falownikiem. Z kątem 90 deg jego napięcie wyjściowe jest zerowe i przy nieskończonej indukcyjności obciążenia z sieci pobiera on prąd quasi prostokątny w którym amplituda harmonicznych 5,7,11,13... maleją jak 1/n.  
 Włączenie do sieci dla kompensacji samych kondensatorów kompensacji mocy biernej jest niemożliwe i zabronione ponieważ powoduje szkodliwe rezonansowe wzmocnienie harmonicznych. Z szereg z kondensatorami włączony jest dławik o częstotliwości rezonansowej  5 harmonicznej a dla bezpieczeństwa poniżej tej częstotliwości. LC jednocześnie kompensuje moc bierną podstawowej harmonicznej i osłabia 5 i dalsze harmoniczne co jest korzystne. Dławik nie powinien się nasycać. Obecność dławika bardzo ogranicza prądy załączenia kondensatora kontaktorem co jest korzystne. Stosunek kosztu dławika do kondensatora maleje z mocą i dopiero przy znacznych mocach koszt kondensatorów jest większy od kosztu dławika.

 W sieciach przesyłowych NN  potężne kondensatory lub dławiki mocy biernej włącza się raz dzienne a w weekend i święta wcale.
Ale w przypadku dużych napędów wymagane operowanie kondensatorem kompensacji może być częste. Do tego celu służą wyspecjalizowane kontaktory ale i tak ich trwałość nie jest duża a włączenie generuje bardzo silne i szkodliwe zakłócenie co mocno ogranicza ilość operacji.    
Do załączania trójfazowego kondensatora do sieci można użyć dwóch łączników (antyrównoległa para tyrystorów) gdy jedna faza jest na stałe załączona. Można dać w fazach  trzy łączniki  T+D równolegle. Gdy trójfazowy kondensator składa się z trzech jednofazowych lub kondensatory nie są połączone można dać do drugich wyprowadzeń kondensatora (pierwsze dołączone są do sieci ), trójkątowy łącznik 3 x T.

Dla bezpieczeństwa kondensator ma równoległe oporniki rozładowujące dające stałą czasową do 90 sekund a więc długą. Przykładowo używany w eksperymentach trójfazowy kondensator 3 x 55 uF ( wewnętrznie połączone w trójkąt ) o mocy 8.3 KVAr / 400 Vac na dwa rezystory rozładowujące 120 K/3W choć bezpieczniej byłoby z trzema rezystorami.
W momencie wyłączenia klucza w zerze prądu C są naładowane do napięcia szczytowego sieci (faktycznie z powodu szeregowego L i obecności harmonicznych nawet większego ) i gdy napięcie AC sieci spadnie to klucz załączy się dopiero po częściowym rozładowaniu kondensatora co jest wada bowiem klucz nie jest operacyjny przez jakiś czas .
Długotrwałe wysokie napięcie na kluczu trochę obniża jego trwałość.  
W proponowanym rozwiązaniem Transformatorki sieciowe  „równoległe” do kondensatora po odłączeniu kondensatora od sieci  szybko go rozładowuje skutkiem nasycenia rdzenia a uzwojenie wtórne daje napięcie daje kontrole sprawności wszystkich elementów.
Użyte transformatorki o mocy 2 VA mają rezystancje uzwojenia pierwotnego 650 Om a więc ca 185 razy mniejszą niż 120 K a ponieważ są na napięcie 220 V to trzy muszą być połączone w gwiazdę choć oszczędniej byłoby użyć dwóch transformatorków na napięcie 400 V !
Kondensatory rozładują się przez uzwojenia transformatorów podgrzewając je i średnia (!) ilość operacji jest ograniczona co jednak  nie jest wadą. Dla bardzo dużej ilości łączeń należy zastosować mocniejsze transformatorki z szeregowymi rezystorami mocy.
Ponieważ relatywnie zniekształcony prąd magnesowanie małych transformatorków jest duży to wtórne uzwojenia   transformatorków połączone z trójkąt co zmniejsza zniekształcenia napięć podanych do układu Alarmu. Gdy w obecności rozkazu załączenia kondensatorów nie ma poprawnego napięcia lub bez rozkazu jest napięcie to generowany jest sygnał Alarm podany do systemu Alarmów obiektu i sygnalizowany na miejscu LEDem lub lampką.  
 
 Konstrukcja łącznika załączającego w Zerze napięcia z czułym tyrystorem „106” i transoptorem była już omawiana. Łącznik taki ma przykładowo sterować antyrównoległą parę tyrystorów mocy.  Motorola produkuje załączane w Zerze optotriaki MOC3040 ale ich napięcie 400 V jest za małe. Optotyrystory produkowane są też w ZSRR.
Łączniki w Zerze do systemu trójfazowego  bez optoizolacji mogą być sterowane z trzech / dwóch (alternatywnie 6/4) uzwojeń jednego jednego transformatorka „wyzwalającego”. Sterowany jest on na rozkaz załączenia sygnałem prostokątnym ale tyrystory zostaną swoim układem bramkowym  załączone dopiero w Zerach (<15V) napięć na nich. Nie jest konieczne używanie czułych tyrystorów jak „106”  

Patent 76 Pomiar prądu biernego m.in do celów kompensacji mocy biernej.
Uwaga-Zagadnienie mocy w trójfazowych systemach o zniekształconych napięciach i prądach, szczególnie asymetrycznych nie doczekało się nawet jednolitego aparatu pojęciowego !
W każdym systemie trójfazowym w układzie Arona dwa watomierz mierzą moc czynną (suma wskazań ) i bierną (różnica wskazań).
Mierniki elektromagnetyczne i liczniki zużycia energii są użyteczne do odczytu przez człowieka ale nie w systemach automatycznych.
Elektroniczny pomiar mocy (analogia watomierza ) polega na pomnożeniu napięcia i prądu oraz uśrednieniu za okres.
Układy niby mnożące 4 kwadrantowe Gilberta są powszechnie używane w IC ale analogowe mnożące układy scalone nigdy nie zyskały popularności. Są drogie a ich wybór jest znikomy.
Przy symetrycznych napięciach trójfazowych pomiar watomierzem mocy biernej uzyskujemy przepuszczają przez watomierz prąd fazy U i podając napięcie przesunięte o 90 deg czy V-W.
Kombinując napięcia 3 faz można zresztą uzyskać dowolne przesunięcie fazy.
O wielkości zniekształceń harmonicznych napięć decyduje impedancja sieci i wielkość poboru zniekształconych prądów. Normy ograniczają wielkość zniekształceń napięcie w sieciach publicznych
Gdy generator synchroniczny ( na przykład na statku ) zasila silnik przekształtnikowy decyduje  stosunek mocy generatora do silnika przekształtnikowego.  
Generalnie napięcia są znacznie mniej zniekształcone niż prądy.
Gdy prąd pomnożymy przez sgn(U) to przy czystych I i U otrzymujemy po uśrednieniu moduł prądu biernego.
W pokazanych układach operacje sgn(U) wykonuje „popularny” komparator LM339 (poczwórny) lub taki sam podwójny LM393. Układy te choć wolne cechuje niski pobór mocy i wygoda aplikacyjna. Gdy napięcia sieci są mocno zniekształcone można napięcia filtrować dolnoprzepustowo ogniwem RC wprowadzającym przesuniecie fazy 30 deg i kombinacją napięć z 3 faz skompensować to przesunięcie. Mankamentem jest wrażliwość na zmiany częstotliwości wokół nominalnej. Sygnały sumowane są wzmacniaczem operacyjnym będącym jednocześnie jednobiegunowym filtrem dolnoprzepustowym ale sygnał musi być dalej lepiej odfiltrowany.   
 Przełącznikami równoległymi sterowanymi wyjściami komparatorów zwierającymi sygnały proporcjonalne do prądu do GND są tranzystory JFET lub bipolarne. Ilość możliwych kombinacji jest duża i pokazano ich tylko kilka.
Realnie pasmo przenoszenia układu pomiarowego przy użyciu trzech prądów faz jest lepsze niż tylko jednego ale w układzie oszczędnościowym i z symetrycznymi prądami faz, może być on wystarczający.
Poprawność działania potwierdzamy używając prądów żarówek oświetleniowych o cos phi = 1 i kondensatorów polipropylenowych o wysokiej dobroci Q oraz mierników prądu zmiennego. Przy obecnych zniekształceniach napięcia sieciowego THD < 6% dokładność jest znakomita.
 Wielkość  prądu biernego jaki pobiorą załączone kondensatory kompensacji mocy biernej jest proporcjonalna do napięcia sieciowego. Zostanie to uwzględnione gdy do komparatora decyzyjnego gdzie podano wielkość prądu biernego podamy wyprostowane i odfiltrowane dolnoprzepustowo napięcie sieciowe.          
Przyszłościowym rozwiązaniem jest użycie mikrokontrolera z przetwornikiem ADC ale konieczność (obecnie niewielka częstotliwość próbkowania ) dolnoprzepustowej filtracji antyaliasingowej prądów i napięć obniża atrakcyjność tego rozwiązania.


Sprawdzenie.
Pętla regulacji obiektu z jednym wejściem i wyjściem SISO ma podaną Wartość Zadaną. Sensor dostarcza informacji o wyjściu obiektu ale z szumem. Ogromną większość tego szumu wytwarza sam proces a elektroniczny szum sensora to tylko margines. Pasmo pętli jest definicyjnie zbyt wąskie aby stłumić ten szum i regulator próbując to robić najwyżej doprowadzi do przedwczesnego zużycia aktuatora.
Regulator ma sprawnie eliminować wprowadzane przez proces produkcyjny Zaburzenia obiektu.
W systemie regulacji kaskadowej Wartość Zadaną regulatora Slave wypracowuje regulator Master.
W sporej części pętli obiektów procesów ciągłych Wartość Zadana jest niezmienna i regulator tylko zwalcza Zaburzenia:    
1.Poziom w walczaku kotła energetycznego
2.Temperatura pary z kotła
3.Większość temperatur
4.Większość zadanych poziomów i ciśnień
5.pH substancji procesowych i ścieków
6.Miary jakości produktu
-Podaj jak najwięcej przykładów szumów generowanych przez procesy.
-Podaj jak najwięcej przykładów regulacji gdzie Wartość Zadana jest zmieniana  
 
Ćwiczenie:
Obiekty regulacji SISO są samoustalające się czyli inercyjne, całkujące i niestabilne.
Do łatwych nie należy regulacja poziomu cieczy w zbiornikach. Na rysunku jest tylko pokazane sedno systemu. Do zbiornika wpływa strumień Fin a wypływa z niego regulowany serwo zaworem strumień Fout.
Regulowany poziom w zbiorniku to całka z różnic tych strumieni czyli obiekt jest całkujący. Obiekty całkujące stwarzają problemy.

 Sensor strumienia wyjściowego ma czas martwy Tdo a sensor poziomu Tdl. Przy w pełni otwartym zaworze pełny zbiornik (poziom 10) opróżni się w czasie T przy upraszczającym założeniu założeniu że strumień będzie cały czas taki sam jak przy połowie wysokości cieczy w zbiorniku.   
Na wykresie pokazano zachowanie systemu z zadanym poziomem 1 (jest to też poziom początkowy ) gdy podano strumień  wejściowy 1. Po procesie przejściowym  strumień wyjściowy też wynosi 1. Regulator Master poziomu jest PI a regulator Slave strumienia typu P lub PI (bardzo mała różnica w odpowiedziach). Regulator Master musi mieć całkowanie ! Użycie jako Master regulatora  PID wzmacnia  szumy ale może poprawić odpowiedź.     
W publikacjach podane są różne wzory ( niekoniecznie dobre ) na parametry regulatorów ale pokazaną odpowiedź powstała po użyciu funkcji optymalizacji i jest sensowna. Oczywiście wybrane kryterium optymalizacji decyduje o tym jaka będzie odpowiedź.

-Wykonaj podobne optymalizacje z różnymi funkcjami celu
-Niech Slave będzie regulatorem krokowym. Jaki może być maksymalny czas przestawiania zaworu aby nie ucierpiała dynamika wielkosygnałowa ?
-Czy możliwe jest zastosowanie idei regulatora Minimalnoczasowego ? Podaj i sprawdź propozycje.