Open-Phase Fault Detection Method for Sensorless Five-Phase Induction Motor Drives with an Inverter Output Filter

• Autorzy: Strankowski Patryk , Guziński Jarosław , Wilczyński Filip , Morawiec Marcin , Lewicki Arkadiusz

Identyfikatory

DOI

10.2478/pead-2019-0004

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the sensorless five-phase induction motor drive implementation with an inverter output filter with third harmonic injection. For the sensorless operation, the required observers are presented for the first and third harmonics with consideration of the inverter output filter. Moreover, the interaction of the observers and the control system is capable to handle a deactivation of one or two phases, which improves the reliability of the complete drive system. A new idea of online open-phase fault detection is presented based on the frequency analysis of the estimated observer variables. The test setup, fault operation capabilities and an experimental verification of the proposed fault detection method are presented in the paper.

Słowa kluczowe

EN

five-phase induction motor; inverter output filter; open-phase fault detection

• Wydawca: De Gruyter
• Czasopismo: Power Electronics and Drives
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 4 (39)
• Strony: 189--200
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Strankowski Patryk

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Electrical and Control Engineering, G. Narutowicza 11/12, Gdańsk, Poland

autor

Guziński Jarosław

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Electrical and Control Engineering, G. Narutowicza 11/12, Gdańsk, Poland

autor

Wilczyński Filip

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Electrical and Control Engineering, G. Narutowicza 11/12, Gdańsk, Poland

autor

Morawiec Marcin

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Electrical and Control Engineering, G. Narutowicza 11/12, Gdańsk, Poland

autor

Lewicki Arkadiusz

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Electrical and Control Engineering, G. Narutowicza 11/12, Gdańsk, Poland

Bibliografia

• Adamowicz, M. Krzemiński, Z., Morawiec, M., Strankowski, P., Guziński, J. (2016). Sterowanie multiskalarne pięciofazową maszyną indukcyjną. Przegląd Elektrotechniczny, (5), pp. 108–115
• Adamowicz, M., Strankowski, P., Guzinski, J. and Krzeminski, Z. (2015). Sterowanie multiskalarne pięciofazowym silnikiem indukcyjnym. In XII Krajowa Konferencja Naukowa Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym SENE, Łódź.
• Guziński, J. (2008). Closed loop control of AC Drive with LC Filter. In 13th International Power Electronics and Motion Conference EPE-PEMC, Poland.
• Guzinski, J. (2009). Sensorless AC drive control with LC filter. In EPE’09. 13th European Conference on Power Electronics and Applications, 2009, pp. 1–10.
• Guziński, J. (2011). Układy napędowe z silnikami indukcyjnymi i filtrami wyjściowymi falowników: zagadnienia wybrane. Gdańsk: Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej.
• Guzinski, J., Abu-Rub, H. and Strankowski, P. (2015). Variable Speed AC Drives with Inverter Output Filters. Hoboken: John Wiley & Sons.
• Guzinski, J., Morawiec, M., Strankowski, P., Krzeminski, Z., Lewicki, A., Kostro, G. and Woronowski, K. (2017a). Sensorless multiscalar control of five-phase induction machine with inverter output filter. p. P.1-P.10.
• Guzinski, J., Kostro, G., Strankowski, P., Morawiec, M. and Wilczyński, F. (2017b). Właściwości napędowe pięciofazowego silnika indukcyjnego klatkowego. Automatyka Elektryka Zakłócenia, no. Innowacje, pomiary i bezpieczeństwo w elektroenergetyce, pp. 14–26
• Krzemiński, Z. (2000). Sensorless control of the induction motor based on new observer. In International Conference on Power Electronics, Intelligent Motions and Power Quality PCIM’00, Germany.
• Levi, E. (2008). Multiphase electric machines for variable-speed applications. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 55(5), pp. 1893–1909.
• Levi, E., Bojoi, R., Profumo, F., Toliyat, H. A. and Williamson, S. (2007). Multiphase induction motor drives - a technology status review. IET Electric Power Applications, 1(4), p. 489.
• Lewicki, A., Guziński, J., Strankowski, P. (2016a). Metoda wektorowej modulacji szerokości impulsów pięciofazowego falownika napięcia. Przegląd Elektrotechniczny, (5), pp.28–35.
• Lewicki, A., Guziński, J. and Strankowski, P. (2016b). Pulse width modulation method for a five phase voltage source inverter. Electronics Review, 1(5), pp. 28–35
• Lewicki, A., Strankowski, P., Morawiec, M. and Guzinski, J. (2017a). Strategia wektorowej modulacji szerokości impulsów dla wielofazowych falowników napięcia. In XIII Krajowa Konferencja Naukowa Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie ElektrycznymSENE 2017
• Lewicki, A., Strankowski, P., Morawiec, M. and Guziński, J. (2017b). Optimized space vector modulation strategy for five phase voltage source inverter with third harmonic injection. In Power Electronics and Applications (EPE’17 ECCE Europe), 2017, p. P–1.
• Lewicki, A., Strankowski, P., Morawiec, M. and Guziński, J. (2017c). Generating the output voltages in the 5-phase voltage source inverters. Automatyka Elektryka Zakłócenia, pp. 28–37
• Payami, S. and Behera, R. K. (2017). An improved DTC technique for low-speed operation of a five-phase induction motor. IEEE Transactions on Industrial Electronics, pp. 3513–3523.
• Strankowski, P., Guziński, J., Morawiec, M., Lewicki, A. and Wilczynski, F. (2017). Sensorless disturbance detection for five phase induction motor with third harmonic injection. 11th IEEE International Conference on (CPE-POWERENG), 2017, pp. 387–391.
• Ward, E. E. and Härer, H. (1969). Preliminary investigation of an inverter-fed 5-phase induction motor. Proceedings of the Institution of Electrical Engineers, pp. 980–984.
• Wilczynski, F., Morawiec, M., Strankowski, P., Guziński, J. and Lewicki, A. (2017a). Sensorless field oriented control of five phase induction motor with third harmonic injection. In Compatibility, Power Electronics and Power Engineering (CPE-POWERENG), 11th IEEE International Conference on, 2017, pp. 392–397.
• Wilczynski, F., Strankowski, P., Guzinski, J., Morawiec, M., Lewicki, A. and Kostro, G. (2017b). Działanie napędu z pięciofazowym silnikiem indukcyjnym przy uszkodzeniu faz stojana. Autom Elektr Zakłócenia, 8, pp. 28–37.
• Wilczynski, F., Strankowski, P., Guzinski, J., Morawiec, M. and Lewicki, A. (2017c). Vector control of five phase induction rotor with rotor flux shape optimization - Sterowanie wektorowe pięciofazowym silnikiem indukcyjnym z optymalizacją rozkładu strumienia wirnika. Wiadomosci Elektrotechniczne, pp. 23–28.