Decrease of the thermal overloads of a variable-frequency electric drive at damages in the electric circuit of an induction motor stator

• Autorzy: Zagirnyak Mykhaylo , Kalinov Andrii , Melnykov Viacheslav

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2019.05.11

Warianty tytułu

PL

Zmniejszenie przeciążeń termicznych napędów zmienno-częstotliwościowego napędu elektrycznego przy uszkodzeniu obwodu elektrycznego w stojanie silnika indukcyjnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with a method of fault-tolerant control of an induction motor at damages in the stator power electrical circuit. The method bases on the decrease of the damaged phase flux linkage, which enables the reduction of the level of the consumed power variable component. The research concerned the cases of the stator winding damages at the early stage of their development. At such damages, the induction motor can operate for a long time in the asymmetric mode without protection actuation but with essential thermal overload of particular phases. The results of the research of the proposed system of fault-tolerant control confirmed the possibility of the decrease of the thermal overloads of the induction motor windings and frequency convertor semiconductor switches, which will allow the increase of their life span.

PL

W artykule przedstawiono metodę kontroli odporności na uszkodzenia silnika indukcyjnego przy uszkodzeniach w obwodzie elektrycznym stojana. Metoda opiera się na zmniejszeniu uszkodzonego połączenia fazowego, co umożliwia obniżenie poziomu zużytej zmiennej składowej mocy. Badania dotyczyły uszkodzeń uzwojenia stojana na wczesnym etapie ich rozwoju. Przy takich uszkodzeniach silnik indukcyjny może działać przez długi czas w trybie asymetrycznym bez włączenia zabezpieczeń ale z istotnym przeciążeniem termicznym poszczególnych faz. Wyniki badań proponowanego systemu odpornego na uszkodzenia potwierdziły możliwość zmniejszenia przeciążeń termicznych uzwojeń silnika indukcyjnego i półprzewodnikowych łączników przemienników częstotliwości, co pozwoli na zwiększenie ich żywotności.

Słowa kluczowe

EN

induction motor; frequency control; fault tolerant systems

PL

silnik indukcyjny; kontrola częstotliwości; system odporny na uszkodzenia

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 95, nr 5
• Strony: 43--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Zagirnyak Mykhaylo

• Kremenchuk Mykhaylo Ostrohradskyi National University Viacheslav Melnykov, Pershotravneva str. 20, Kremenchuk, Ukraine, 39600

autor

Kalinov Andrii

• Kremenchuk Mykhaylo Ostrohradskyi National University Viacheslav Melnykov, Pershotravneva str. 20, Kremenchuk, Ukraine, 39600

autor

Melnykov Viacheslav

• Kremenchuk Mykhaylo Ostrohradskyi National University Viacheslav Melnykov, Pershotravneva str. 20, Kremenchuk, Ukraine, 39600

Bibliografia

• [1] B. Mirafzal, "Survey of Fault-Tolerance Techniques for ThreePhase Voltage Source Inverters," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 61, pp. 5192-5202, 2014.
• [2] M. Zagirnyak, A. Kalinov and V. Melnykov, “Variable-frequency electric drive with a function of compensation for induction motor asymmetry,” / IEEE First Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON), pp. 338 – 344, 29 May-2 June 2017.
• [3] Moussa Boukhnifer and Aziz Raisemche, “Fault Tolerant Control for Induction Motor in Electrical Vehicle,” IEEE International Conference on Control Applications (CCA), pp. 136 – 141, 3-5 Oct. 2012.
• [4] D. Kouchih, R. Hachelaf, N. Boumalha, M. Tadjine and M. S. Boucherit, “Vector fault tolerant control of induction motor drives subject to stator interturn faults,” 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition (PEMC), pp. 108-113, 21-24 Sept. 2014.
• [5] D. Kouchih, R. Hachelaf, N. Boumalha, M. Tadjine and M.S. Boucherit, “Fault Tolerant Control of DTC Controlled Induction Motors subject to Interturn Faults,”International Conference on Control, Engineering & Information Technology (CEIT’14), pp.115-122, 22-23 March 2014.
• [6] Khalaf Salloum Gaeid, Hew Wooi Ping, Mustafa Khalid Masood and Ali Saghafinia, “Induction motor fault tolerant control with wavelet indicator,” International Conference on Transportation, Mechanical, and Electrical Engineering (TMEE), pp. 949-953, 16-18 Dec. 2011.
• [7] Khalaf Salloum Gaeid, Hew Wooi Ping, Mustafa Khalid and Ammar Masaoud, “Sensor and Sensorless Fault Tolerant Control for InductionMotors Using a Wavelet Index,” Sensors, vol 12, issue 4, pp.4031-4050, April 2012.
• [8] L. Zarri, M. Mengoni, Y. Gritli, A. Tani, F. Filippetti and Sang Bin Lee, “On-line detection of high resistance connections with inverse-sequence regulators in three phase induction motor drives,” IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, pp. 4426 – 4431, 15-19 Sept. 2013.
• [9] Michele Mengoni, Luca Zarri, Yasser Gritli, Angelo Tani, Fiorenzo Filippetti and Sang Bin Lee, “Online Detection of HighResistance Connections With Negative-Sequence Regulators in Three-Phase Induction Motor Drives,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 51, issue 2, pp. 1579-1586, MarchApril 2015.
• [10] M.B.R. Correa, C.B. Jacobina, A.W. Mascarenhas, A.M.N. Lima and E.R.C. da Suva, “Self-compensation of unbalancing for induction motors drive system based on a quasi timeinvariant model,” 35th IEEE Annual Power Electronics Specialists Conference (PESC 04), pp. 4390-4396, 20-25 June 2004.
• [11] T. Roubache, S. Chaouch and M. S Nait Said, “Backstepping fault tolerant control for induction motor,” International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM), pp. 472 – 477, 18-20 June 2014.
• [12] M. Zagirnyak, D. Rodkin, and T. Korenkova, “Estimation of energy conversion processes in an electromechanical complex with the use of instantaneous power method”, Proceedings of 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition, Antalya, Turkey, 2014, pp. 238– 245.
• [13] M. Zagirnyak, A. Kalinov, V. Melnykov and P. Stakhiv, “Faulttolerant control of an induction motor with broken stator electric circuit,” Electric Power Networks (EPNet), pp. 1–6, 19-21 Sept. 2016.
• [14] M. Zagirnyak, A. Kalinov, V. Melnykov and I. Kochurov, “Correction of the operating modes of an induction motor with asymmetrical stator windings at vector control,” International Conference on Electrical Drives and Power Electronics (EDPE), 21-23 Sept. 2015, pp. 259-265.
• [15] V. Melnykov and A. Kalinov, “The increasing of energy characteristics of vector controlled electric drives by means of compensation for the induction motor parametrical asymmetry”, Tekhnichna electrodynamika, no. 3, pp. 85–86, 2012. (in Ukrainian)

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).