A high-frequency modeling of AC motor in a frequency range from 40 Hz to 110 MHz

Introduction. Most electromagnetic compatibility models developed for the study of three-phase induction machines are generally valid for low and medium frequencies (<< 1 MHz). This frequency limit seems to be too restrictive for the overall study of conducted electromagnetic interference. In this paper, the model is using the proposed model and compared with experimental results in low and medium frequency. And then, the high-frequency modeling of induction motor is presented new method based on transfer function model. The proposed methodology is verified on an experimental and simulation, it’s suitable for prediction of the terminal overvoltage analysis and electromagnetic interference problems and common-mode and differential-mode currents. The novelty of the work consists to develop an improved high-frequency motor model based on transfer function to represent the motor high-frequency behavior for frequency-domain analyses in the frequency range from 40 Hz up to 110 MHz .The purpose of this work is to study the common-mode impedance and the differential-mode impedance of AC motor. The determination of these impedances is done for firstly both common and differential modes at low and medium frequency, and then common-mode and differential-mode characteristics at high frequency. Methods. For the study of the path of common-mode and differential-mode currents in typical AC motor (0.25 kW, 50 Hz) an identification method in high frequency for induction motor has been proposed based on the transfer function in differential-mode and common-mode configuration. The low and medium frequency model were presented in the first time based on equivalent circuit of electrical motor. Then, the common-mode and differential-mode impedances were defined in high frequency using asymptotic approach. This motor was studied by MATLAB Software for simulation and also experimental measurements. Results. All the simulations were performed using the mathematical model and the results obtained are validated by experimental measurements performed in the University of the Federal Armed Forces Hamburg in Germany. The obtained results of common-mode and differential-mode at low frequency, medium and high frequency are compared between simulation and experiment.Вступ. Більшість моделей електромагнітної сумісності, розроблених для дослідження трифазних асинхронних машин, загалом застосовні для низьких та середніх частот (<<1 МГц). Ця частотна межа здається надто суворою для загального вивчення кондуктивних електромагнітних перешкод. У цій статті запропонована модель використовується і порівнюється з експериментальними результатами за низької та середньої частоти. Потім представлений новий метод високочастотного моделювання асинхронного двигуна, що базується на моделі передавальної функції. Запропонована методологія перевірена експериментально та за допомогою моделювання, вона придатна для прогнозування аналізу перенапруг на клемах та проблем електромагнітних перешкод, а також синфазних та диференціальних струмів. Новизна запропонованої роботи полягає у розробці вдосконаленої моделі високочастотного двигуна на основі передавальної функції для представлення високочастотної поведінки двигуна для аналізу частотної області в діапазоні частот від 40 Гц до 110 МГц. Мета роботи полягає у вивченні синфазного імпедансу та диференціального імпедансу двигуна змінного струму. Визначення цих імпедансів виконується спочатку для синфазних та диференціальних мод на низькій та середній частоті, а потім для синфазних та диференціальних характеристик на високій частоті. Методи. Для дослідження шляху синфазних та диференціальних струмів у типовому двигуні змінного струму (0,25 кВт, 50 Гц) було запропоновано метод ідентифікації на високій частоті для асинхронного двигуна, заснований на передавальній функції у конфігураціях диференціального та синфазного режимів. Вперше представлена низько- та середньочастотна модель на основі схеми заміщення електродвигуна. Потім синфазний та диференціальний імпеданси визначені на високій частоті з використанням асимптотичного підходу. Цей двигун був вивчений програмним забезпеченням MATLAB для моделювання та експериментальних вимірювань. Результати. Все моделювання виконано з використанням математичної моделі, а отримані результати підтверджені експериментальними вимірами, проведеними в Університеті федеральних збройних сил у Гамбурзі, Німеччина. Отримані результати синфазного та диференціального режиму на низькій частоті, середній та високій частоті порівнюються між моделюванням та експериментом

ANTIBACTERIAL ACTIVITY AND GAS CHROMATOGRAPHY–MASS SPECTROMETRY STUDIES OF ALGERIAN ATRIPLEX HALIMUS L.

Objective: The objective of the study was to find out the antibacterial efficacy and identify the main constituents of the essential oil of Atriplex halimus from southwest of Algeria. Methods: The essential oil from the aerial parts of the endemic plant A. halimus (saltbush in English, qataf in Arabic) collected from the region of Sahara southwest of Algeria was isolated by hydrodistillation and analyzed by gas chromatography–mass spectrometry. Antibacterial potency of essential oil from this plant has been tested against Staphylococcus aureus (ATCC 29213), Escherichia coli (ATCC 25922), and Bacillus cereus (ATCC11778) by disk diffusion assay. Results: The essential oil revealed the presence of 14 components, the dominant compounds arecadina-1(10), 4-diene (10.69%), germacrene D (9.79%), octane (9.37%), pelargonaldehyde (9.06%), 3-Furancarboxaldehyde (6.87%), β-pinene (2.6%), camphene (2.59%), and myrcene (2.10%). The essential oil exhibits very effective antimicrobial activity using disk diffusion assay method with minimum inhibitory concentration ranging from 0.82 μl/ml to 2.4525 μl/ml. Conclusions: This result showed that this native plant may be a good candidate for further biological and pharmacological investigations

Measurement and analysis of common and differential modes conducted emissions generated by an AC/DC converter

Introduction. Rectifiers are the most important converters in a very wide field: the transport of electrical energy in direct current and in the applications of direct current motors. In most electrical and electronic systems, rectifiers are non-linear loads made up of diodes, therefore they are a source of harmonic pollution at a base frequency with a distorting line current signal that generates electromagnetic interference. There are two disturbance modes: common mode and differential mode. These disturbances caused by the rapid variation of current and voltage as a function of time due to the switching of active components, passive components such as inductors, capacitors, coupling, etc. The purpose of this work is to study the conducted emissions generated by a rectifier connected to the Line Impedance Stabilizing Network in an electric circuit. The determination of these disturbances is done for firstly both common and differential modes at high frequency, and secondly harmonics current, line current at low frequency. The novelty of the proposed work consists in presenting a study of disturbance generated by rectifiers using simulation and also experimental measurements at low and high frequencies in order to compare the results. Methods. For the study of the disturbances conducted by the diode bridge converter (rectifier), the sources of conducted electromagnetic disturbances were presented in the first time. Then, the common and differential modes were defined. This converter was studied by LTspice Software for simulation and also experimental measurements at low frequency for harmonics current and high frequencies for disturbances in common and differential modes. Results. All the simulations were performed using the LTspice software and the results obtained are validated by experimental measurements performed in the APELEC laboratory at the University of Sidi Bel-Abbes in Algeria. The obtained results of conducted emissions at high frequency and total harmonics distortion of current at low frequency are compared between simulation and experiment. Вступ. Випрямлячі є найважливішими перетворювачами у дуже широкій сфері застосування: передача електроенергії постійного струму та застосування двигунів постійного струму. У більшості електричних та електронних систем випрямлячі є нелінійними навантаженнями, що складаються з діодів, тому вони є джерелом гармонійних «забруднень» на базовій частоті зі спотворенням сигналу лінійного струму, що генерує електромагнітні завади. Існує два режими завад: загальний та диференціальний режим. Ці завади викликані швидкою зміною струму і напруги в залежності від часу через перемикання активних компонентів, пасивних компонентів, таких як котушки індуктивності, конденсатори, муфти та ін. Метою даної роботи є вивчення кондуктивних випромінювань, створюваних випрямлячем, під‘єднаним до мережі стабілізатора повного опору лінії в електричному колі. Визначення цих завад проводиться, по-перше, як для  загального, такі для диференціального режимів на високій частоті, а по-друге, для гармонічного струму, лінійного струму на низькій частоті. Новизна запропонованої роботи полягає у поданні дослідження завад, створюваних випрямлячами, з використанням моделювання, а також експериментальних вимірювань на низьких та високих частотах для порівняння результатів. Методи. Для дослідження завад, створюваних діодним мостовим перетворювачем (випрямлячем), вперше були представлені джерела електромагнітних завад, що виникають. Потім було визначено загальний та диференціальний режими. Цей перетворювач був вивчений програмним забезпеченням LTspice для моделювання, а також експериментальними вимірюваннями на низьких частотах для гармонійного струму та високих частот для завад у загальному та диференціальному режимах. Результати. Усі моделювання були виконані з використанням програмного забезпечення LTspice, а отримані результати підтверджені експериментальними вимірюваннями, проведеними в лабораторії APELEC в Університеті Сіді-Бель-Аббес в Алжирі. Отримані результати для кондуктивних завад на високій частоті та повних гармонічних спотворень струму на низькій частоті порівнюються стосовно моделювання та експерименту.

Nonlinear forced vibration of damped plates by an asymptotic numerical method

International audienceThis work deals with damped nonlinear forced vibrations of thin elastic rectangular plates subjected to harmonic excitation by an asymptotic numerical method. Using the harmonic balance method and Hamilton’s principle, the governing equation is converted into a static formulation. A mixed formulation is used to transform the problem from cubic nonlinearity to quadratic one sequence. Displacement, stress and frequency are represented by power series with respect to a path parameter. Equating the like powers of this parameter, the nonlinear governing equation is transformed into a sequence of linear problems with the same stiffness matrix. Through a single matrix inversion, a considerable number of terms of the perturbation series can easily be computed with a limited computation time. The starting point, corresponding to a regular solution, is obtained by the Newton–Raphson method. In order to increase the step length, Padé approximants are used. Numerical tests are presented and compared with numerical and analytical results in the literature, for different boundary conditions, excitations and damping coefficients

Prediction and optimizing residual stress profile induced by cold expansion in aluminum alloys using experimental design

Cold expansion by hardening is a common process used in the aerospace industry to extend the fatigue lifetime of drilled assemblies due to the existence of a field of high compressive tangential residual stresses. The understanding and the control of the residual stresses are thus important, since it can be beneficial to improve the reliability and lifetime of the structures. The main objective of this work is to establish and validate a predictive model of residual stresses generated by cold hardening. This technique will be useful for industrial application since it allows the estimation of the fatigue lifetime of parts with respect to the process parameters. This tool can also be used to determine the optimal parameters in order to maximize the fatigue lifespan. An experimental setup was used to highlight the effect of the expansion degree, the thickness of the part and the yield strength on the residual stresse profiles. Moreover, the proposed mathematical models are used to determine the optimal values of the process parameters and predict the residual stress in order to achieve a maximum service life of cracked structure after repair. Also it aims to delay crack initiation and growth in riveted or bolted structures. Moreover, the modelling allows to highlighting the effect of these factors and their interactions on the residual stresses profiles

Prediction and optimizing residual stress profile induced by cold expansion in aluminum alloys using experimental design

Cold expansion by hardening is a common process used in the aerospace industry to extend the fatigue lifetime of assembly holes, through a field of high compressive tangential residual stresses. The understanding and the control of the residual stresses are thus important, since it can be beneficial to improve lifetime of the structures. The main objective of this work is to establish and validate a predictive model of residual stresses generated by cold hardening. This technique can be an effective ways for industrials allowing an estimation of the fatigue lifetime of parts according to the process parameters or to determine the optimal parameters to maximize fatigue lifetime. An experimental setup was used to highlight the effect of expansion degree, thickness of the part and yield strength on the residual stresses profiles. Moreover, the proposed mathematical models were used to determine the optimal values of the various factors for the residual stress profiles prediction at any factor values, in order to achieve maximum service life after repair of a cracked structure or to delay crack initiation and growth in riveted or bolted structures. Besides, the modelling permits us to highlight the effect of interaction of these factors on the residual stresses profiles

Influence of the Coupling between the Mechanical Characteristics and the Welding Conditions by the FSSW Process: Case of the Bimaterial Alu-Steel

The present study investigates the effect of joining parameters on the mechanical characteristics of dissimilar friction stir spot welding (FSSW) between AA 6061 Al and galvanized steel. Mechanical performance has been evaluated by shear and microhardnes testing. A macrostructural examination has revealed the creation of mechanical interlocking in the Al steel connections. Shear failure load has increased with increasing both tool rotational speed and plunge depth for all FSSW connections. Higher plunge depth has improved the mechanical interlocking between lower and upper sheet due to the formation of a larger secondary flash

Influence of the coupling between the mechanical characteristics and the welding conditions by the FSSW process: case of the bi-material aluminum-steel

The present study investigates the effect of joining parameters on the mechanical characteristics of dissimilar friction stir spot welding (FSSW) between aluminum alloys and galvanized steel. Mechanical performance has been evaluated by shear and microhardness testing. A macrostructural examination has revealed the creation of mechanical interlocking in the Al steel connections. Shear failure load has increased with increasing both tool rotational speed and plunge depth for all FSSW connections. Higher plunge depth has improved the mechanical interlocking between lower and upper sheet due to the formation of hoo

Neuron-Derived Semaphorin 3A Is an Early Inducer of Vascular Permeability in Diabetic Retinopathy via Neuropilin-1

SummaryThe deterioration of the inner blood-retinal barrier and consequent macular edema is a cardinal manifestation of diabetic retinopathy (DR) and the clinical feature most closely associated with loss of sight. We provide evidence from both human and animal studies for the critical role of the classical neuronal guidance cue, semaphorin 3A, in instigating pathological vascular permeability in diabetic retinas via its cognate receptor neuropilin-1. We reveal that semaphorin 3A is induced in early hyperglycemic phases of diabetes within the neuronal retina and precipitates initial breakdown of endothelial barrier function. We demonstrate, by a series of orthogonal approaches, that neutralization of semaphorin 3A efficiently prevents diabetes-induced retinal vascular leakage in a stage of the disease when vascular endothelial growth factor neutralization is inefficient. These observations were corroborated in TgCre-Esr1/Nrp1flox/flox conditional knockout mice. Our findings identify a therapeutic target for macular edema and provide further evidence for neurovascular crosstalk in the pathogenesis of DR