Zastosowanie redundantnego falownika napięcia w układzie napędowym z silnikiem indukcyjnym

• Autorzy: Sobański P. , Orłowska-Kowalska T.

Warianty tytułu

EN

Application of redundant voltage inverter in induction motor drive

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych modelu układu napędowego z trójfazowym silnikiem indukcyjnym zasilanym z dwupoziomowego falownika napięcia, w którym zastosowano dodatkowe urządzenia półprzewodnikowe umożliwiające rekonfigurację obwodów przekształtnika po wystąpieniu awarii jednego z tranzystorów. Główną uwagę poświęcono zagadnieniu sterowania napędem po identyfikacji uszkodzonego łącznika półprzewodnikowego falownika napięcia. Wskazano na istotne ograniczenia struktury regulacji prędkości silnika oraz określono zakres jej możliwych zastosowań przemysłowych.

EN

In this paper simulation results related to a model of a three-phase two-level redundant voltage inverter-fed induction motor drive are presented. The described system, due to its reconfigurable topology, is capable to operate properly during an inverter open-switch failure. A main focus of the study has been oriented to the drive control after a transistor fault identification. In the article, limitations of the control method and its range of effective application were specified.

Słowa kluczowe

PL

falowniki napięcia; uszkodzenia tranzystorów IGBT; układy odporne; redundantne układy mocy; wektorowa modulacja napięcia

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 69, nr 33
• Strony: 44--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sobański P.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław

autor

Orłowska-Kowalska T.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław

Bibliografia

• 1. ALAVIJE H.S., AKHBARI M., Investigation of Induction Motor Drive Behavior in Low-cost Fault Tolerant Control for Electric Vehicles, IEEE 5th Int. Power Engineering and Optimization Conf., PEOCO, Shah Alam, Selangor, Malaysia, 2011, 176–181.
• 2. BOLOGNANI S., ZORDAN M.; ZIGLIOTTO M., Experimental fault-tolerant control of a PMSM drive, IEEE Trans. on Industrial Electronics, 2000, Vol. 47, No. 5, 1134–1141.
• 3. DE ARAUJO RIBEIRO R.L., JACOBINA C.B., DA SILVA E.R.C., LIMA A.M.N., Fault-Tolerant Voltage-Fed PWM Inverter AC Motor Drive Systems, IEEE Trans. Industrial Electronics, 2004, Vol. 51, No. 2, 439–446.
• 4. EL BADASI B., BOUZIDI B., MASMOUDI A., DTC Scheme for a Four-Switch Inverter-Fed Induction Motor Emulating the Six-Switch Inverter Operation, IEEE Trans. on Power Electronics, 2013, Vol. 28, No. 7, 3528–3538.
• 5. FU JR., LIPO T.A., A Strategy to Isolate the Switching Device Fault of a Current Regulated Motor Drive, Proc. of IEEE Industry Appl. Soc. Ann. Meet., Toronto, Canada, 1993, Vol. 2, 1015–1020.
• 6. LEE H.H., DZUNG P.Q., PHUONG L.M., KHOA L.D., THANH H.T., New Space Vector Control Approach for Four Switch Three Phase Inverter under DC – Link Voltage Ripple, Proc. IEEE Int. Conf. Sustainable Energy Technologies, ICSET, Singapore, 2008, 1059–1064.
• 7. ORŁOWSKA-KOWALSKA T., SOBAŃSKI P., Przegląd dwupoziomowych falowników napięcia odpornych na uszkodzenia tranzystorów IGBT, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, Nr 69, Studia i Materiały, Nr 33, 2013.
• 8. ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Bezczujnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2003, 60–64.
• 9. SOBAŃSKI P., ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Wpływ uszkodzenia tranzystora IGBT falownika napięcia na przebiegi zmiennych stanu silnika indukcyjnego ze sterowaniem wektorowym, Przegląd Elektrotechniczny, 2013, Vol. 89, Nr 2b, 162–165.
• 10. SOBAŃSKI P., ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Analiza wpływu uszkodzenia tranzystora IGBT falownika napięcia na przebiegi zmiennych stanu w napędzie indukcyjnym, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej Nr 66, Studia i Materiały, Nr 32, 2012, 145–152.
• 11. SOBAŃSKI P., ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Metoda diagnostyki uszkodzenia typu przerwa łącznika IGBT falownika napięcia w układzie wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym, Przegląd Elektrotechniczny, 2013, Vol. 89, Nr 6, 159–163.
• 12. SOBAŃSKI P., ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Simple Sensorless Diagnosis Method for Open-Switch Faults in SVM-VSI-fed Induction Motor Drive, IEEE-IECON ’13 Conf., Vienna, Austria, 2013.
• 13. SOBAŃSKI P., ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Diagnostyka awarii falownika napięcia w bezczujnikowym napędzie indukcyjnym z estymatorem prędkości typu MRASCC , XI Konferencja Naukowa. Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym SENE, 2013, Łódź, Polska.
• 14. SOBAŃSKI P., Szybka metoda diagnostyki uszkodzenia falownika napięcia w układzie bezpośredniego sterowania polowo zorientowanego, XI Konferencja Naukowa. Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym SENE, Łódź 2013.
• 15. SOBAŃSKI P., Open-Circuit Fault Diagnosis Problem in Two-Level Voltage Inverter-Fed AC Drives, XV International PhD Workshop OWD, Wisła 2013, 228–233.
• 16. WELCHKO B.A., LIPO T.A., JAHNS T.M., SCHULZ S.E., Fault Tolerant Three-Phase AC Motor Drive Topologies: A Comparison of Features, Cost, and Limitations, IEEE Trans. Power Electronics, 2004, Vol. 19, No. 4, 1108–1116.