Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2016 - zeszyt 6

Praca napędu z silnikiem PM BLDC w warunkach awarii tranzystora komutatora elektronicznego

10.15199/48.2016.06.09

Marcin SKÓRA

nr katalogowy: 98784
10.15199/48.2016.06.09

Celem niniejszej pracy jest przedstawienie pełnego procesu diagnostycznego sterownika silnika PM BLDC - od wykrycia uszkodzenia, jego identyfikacji i izolacji aż do działania napędu po dokonaniu kompensacji uszkodzenia. Wyniki zilustrowano przykładowymi przebiegami uzyskanymi podczas eksperymentu na stanowisku badawczym. Abstract. The paper presents a complete diagnostic process of PM BLDC motor driver - from detection of the transistor fault, the fault identification, isolation and finally compensation of damage. The results are illustrated with examples of waveforms obtained during an experiment on laboratory stand. (PM BLDC motor drive under electronic commutator transistor faults conditions). Słowa kluczowe: silnik bezszczotkowy, awarie tranzystorów, kompensacja uszkodzeń, falownik czterotranzystorowy. Keywords: brushless motor, open switch fault, fault compensation, four switch inverter. Wstęp Współczesne urządzenia stają się coraz bardziej skomplikowane ze względu na coraz większe wymagania jakościowe, eksploatacyjne i niezawodnościowe. Jedną z ich ważniejszych części składowych jest układ napędowy. Często wyposażony jest on w maszyny elektryczne, na które przepisy w ostatnich latach zwracają szczególną uwagę. Rosnące wymagania co do sprawności silników elektrycznych powodują wzrost popularności konstrukcji z magnesami trwałymi. W tej grupie można wyróżnić silniki z magnesami trwałymi: synchroniczne (PMSM) i bezszczotkowe prądu stałego (PM BLDC). Integralną częścią takiego napędu jest dodatkowy układ energoelektroniczny pełniący funkcję komutatora elektronicznego. Jednakże mimo zastosowania nowocześniejszych silników elektrycznych, lista potencjalnych problemów eksploatacyjnych nie ulega skróceniu, a wręcz się wydłuża, właśnie z powodu wzrostu skomplikowania budowy układu napędowego. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie postępowania, jakie należy przeprowadzić, by przejść cały proces diagnostyczny od detekcji uszkod[...]

Bibliografia

[1] Kowalski Cz., Diagnostyka układów napędowych z silnikiem indukcyjnym z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013
[2] Tashakori A., Ektesabi M., Fault Diagnosis of In-wheel BLDC Motor Drive for Electric Vehicle Application, IV Intelligent Vehicles Symposium, 2013, 925-930
[3] Yao Da, Xiaodong Shi, Krishnamurthy M., Health monitoring, fault diagnosis and failure prognosis techniques for Brushless Permanent Magnet Machines, IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), 2011, 1-7
[4] Meingue F., Fault-tolerant permanent-magnet synchronous machine drives. Fault detection and isolation, control reconfiguration and design considerations, rozprawa doktorska, Bruksela, 2012
[5] Rajagopalan S., Roux W., Habetler T.G., Harley R.G., Dynamic Eccentricity and Demagnetized Rotor Magnet Detection in Trapezoidal Flux (Brushless DC) Motors Operating Under Different Load Conditions, IEEE Transactions on Power Electronics, 22 (2007), 2061-2069
[6] Tashakori A., Ektesabi M., A Simple Fault Tolerant Control System for Hall, Effect Sensors Failure of BLDC Motor, IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA), 2013, 1011-1016
[7] Scelba G., Scarcella G., De Donato G., Giulii Capponi F., Bonaccorso F., Fault Tolerant Rotor Position and Velocity Estimation Using Binary Hall-Effect Sensors for Low Cost Vector Control Drives, Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2013 IEEE , 15-19 Sept. 2013, 2123-2130
[8] Skóra M., Kowalski C.T., Wpływ uszkodzeń czujników położenia wirnika na pracę napędu z silnikiem PM BLDC, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały, nr 33, 2013, 357-366
[9] Ke Song, Weiguo Liu, Guangzhao Luo, Xiwei Zhou, Analysis of Current Waves and Faults Recognition in Rare Earth Permanent Magnet Brushless DC Motor, Proceedings of the IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, 2007, 3481-3485
[10] Olivieri C., A fault-adaptive and observer-based sensorless strategy for a fault-tolerant five-phase BLDC motor, IEEE International Symposium on Sensorless Control for Electrical Drives and Predictive Control of Electrical Drives and Power Electronics (SLED/PRECEDE), 2013, 1-8
[11] Meagan M., Jayakumar J.M., Jaleel A., Fault Detection in Brushless DC Motors using Discrete Square Root Filtering and Fuzzy Logic, International Conference on Computing, Electronics and Electrical Technologies, 2012, 12-17
[12] Awadallah M.A., Morcos M.M., Automatic Diagnosis and Location of Open-Switch Fault in Brushless DC Motor Drives Using Wavelets and Neuro-Fuzzy Systems , IEEE Transactions on Energy Conversion, 21 (2007), n.1, 104-111
[13] Estima J.O., Freire N.M.A., Cardoso A.J.M, Recent Advances in Fault Diagnosis by Park's Vector Approach, IEEE Workshop on Electrical Machines Design Control and Diagnosis (WEMDCD), 2013, 279 - 288
[14] Byoung-Gun P., Kui-Jun L., Rae-Young K., Tae-Sung K., Ji-Su R., Dong-Seok H., Simple Fault Diagnosis Based on Operating Characteristic of Brushless Direct-Current Motor Drives, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 58 (2011), n.5, 1586- 1593
[15] Errabelli R.R., Mutschler P., Fault-Tolerant Voltage Source Inverter for Permanent Magnet Drives, IEEE Transactions on Power Electronics, 27 (2012), n.2, 500-508
[16] Byoung-kuk L., Tae-Hyung K., Ehsani M., On the feasibility of four-switch three-phase BLDC motor drives for low cost commercial applications: topology and control, IEEE Transactions on Power Electronics, 18 (2003), 164-172
[17] Aghili F., Fault-Tolerant Torque Control of BLDC Motors, IEEE Transactions on Power Electronics, 26 (2011), n.2, 355-363
[18] Freire N. M.A, Cardoso A. J. M., Fault-Tolerant Converter for AC Drives using Vector-Based Hysteresis Current Control, IEEE International Symposium on Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics and Drives, 2013, 249-256
[19] Salehifar M., Salehi Arashloo R., Moreno-Equilaz M., Sala V., Romeral L., Fault Detection and Fault Tolerant Operation of a Five Phase PM Motor Drive Using Adaptive Model Identification Approach, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2 (2014), 212-223
[20] Skóra M., Stanowisko do badania układów napędowych z silnikiem PM BLDC, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały, nr 70, 2014, 183-192
[21] Skóra M., Kowalski C.T., Analiza wpływu uszkodzeń czujników na pracę napędu z silnikiem PM BLDC , Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne, (2014), nr 104, 37-42
[22] Krykowski K., Silnik PM BLDC w napędzie elektrycznym. Analiza, właściwości, modelowanie, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011
[23] Masmoudi M., Badsi B.E., Masmoudi A., DTC of B4-Inverter- Fed BLDC Motor Drives With Reduced Torque Ripple During Sector-to-Sector Commutations, IEEE Transactions On Power Electronics, 29 (2014), n.9, 4855-4865
[24] Sobański P., Fuzzy-logic-based approach to voltage inverter fault diagnosis in induction motor drive, Przegląd Elektrotechniczny, 90 (2014), nr 6, 149-153
[25] Skóra M., Kowalski C.T., Analiza wpływu wybranych uszkodzeń sterownika silnika PM BLDC na widma prądów fazowych, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 108, (2015), 7-13

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 98784 "Praca napędu z silnikiem ..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-6 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2016-6

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma