Voltage inverter IGBT fault diagnosis in the sensorless induction motor drive with MRASCC speed estimator

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

Identyfikatory

DOI

10.12915/pe.2014.06.01

Warianty tytułu

PL

Diagnostyka awarii tranzystorów IGBT falownika napięcia w bezczujnikowym napędzie indukcyjnym z estymatorem prędkości typu MRASCC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article discusses the issue of a single IGBTs open-circuit fault diagnosis problem in voltage source inverters feeding modern electric motor drives. In the first stage of simulation tests the analysis of selected state variable transients relating to the field oriented controlled induction motor drive operation under inverter fault was presented, and then some simulation results of the modeled diagnostic system were introduced.

PL

W artykule omówiono problem diagnostyki uszkodzeń polegających na braku przewodzenia prądu jednego z tranzystorów falownika napięcia we współczesnych napędach elektrycznych. W pierwszej części badań symulacyjnych przeprowadzono analizę wybranych zmiennych stanu w bezczujnikowym napędzie indukcyjnym z bezpośrednim sterowaniem polowo zorientowanym, w którym przekształtnik uległ uszkodzeniu, a następnie przedstawiono wyniki testów zamodelowanego układu diagnostyki awarii.

Słowa kluczowe

EN

sensorless drive; voltage inverter; speed estimator; MRAS

PL

napęd bezczujnikowy; falownik napięcia; estymator prędkości; MRAS

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 90, nr 6
• Strony: 1--5
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sobański P.

• Wrocław University of Technology, Institute of Electrical Machines, Drives and Measurements, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 57-370 Wrocław

autor

Orłowska-Kowalska T.

• Wrocław University of Technology, Institute of Electrical Machines, Drives and Measurements, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 57-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] Finch J.W., Giaouris D., Controlled AC Electrical Drives, IEEE Trans. Industrial Electronics, 55 (2008), n.2, 481-491
• [2] Orlowska–Kowalska T., Sensorless Induction Motor Drives, Wroclaw University of Technology Press, Wroclaw, (2003)
• [3] Holtz J., Sensorless Control of Induction Machine – With or Without Signal Injection?, IEEE Trans. Industrial Electronics, 53 (2006), n.1, 7-30
• [4] Yoon Y., Sul S., Morimoto S., Ide K., High Bandwidth Sensorless Algorithm for AC Machines based on Square-wave Type Voltage Injection, IEEE Energy Conversion Congress and Expo, 47 (2011), n.3, 1361-1370
• [5] Krzeminski Z., A new speed observer for control system of induction motor, IEEE Int. Conf. on Power electronics and Drive Systems, PESC’99, Hong Kong, 1999
• [6] Auger F., Guerrero J., Hilairet M, Monmasson E., Orlowska- Kowalska T. and Katsura S., Industrial Applications of the Kalman Filter: A Review, IEEE Trans. on Industrial Electronics, 60 (2013), n.12, 5458-5471
• [7] Orlowska-Kowalska T, Dybkowski M., Stator Current-based MRAS Estimator for Wide Range Speed-Sensorless Induction Motor Drive, IEEE Trans. Industrial Electronics, 57 (2010), n.4, 1296 – 1308
• [8] Cirrincione M., Pucci M., Cirrincione G., Capolino G.A., Sensorless control of induction machines by a new neural algorithm: The TLS EXIN neuron, IEEE Trans. on Industrial Electronics, 54 (2007), n.1, 127-149.
• [9] Grzesiak L., Ufnalski B., Projektowanie neuronowego estymatora prędkości kątowej silnika indukcyjnego przy zastosowaniu analizy składowych głównych, Przegląd Elektrotech., (2004), nr 5, 493-497
• [10] Yang S., Xiang D., Bryant P., Ran L., Tavner P., Condition monitoring for device reliability in power electronic converters: a review, IEEE Trans. on Power Electronics, 25 (2010), 2734- 2752
• [11] Ribeiro R.L.A., Jacobina C.B., Lima A.M.N., DA Silva E.R.C., A Strategy for Improving Reliability of Motor Drive Systems Using a Four-Leg Three-Phase Converter, Proc. 16th Ann. IEEE Applied Power Electronics Conf. and Expo., Anaheim, 1 (2001), 385-391
• [12] Trabelsi M., Jouili M., Boussak M. Koubaa Y., Gossa M., Robustness and limitations of sensorless technique based on Luenberger state-observer for induction motor drives under inverter faults, IEEE Int. Symp. on Industrial Electronics ISIE’2011, Gdansk, Polnad, (2011), 716-721
• [13] Araujo Ribeiro R.L., Jacobina C.B., Cabral da Silva E.R., Lima A. M.N., Fault detection of open-switch damage in voltage-fed PWM motor drive systems, IEEE Trans. Power Electronics, 18 (2004), 439-446
• [14] Trabelsi M., Boussak M., Mestre P., Gossa M., An improved diagnosis technique for IGBTs open-circuit fault in PWM-VSIfed induction motor drive, IEEE Int. Symp on Ind. Electronics ISIE’2011, Gdansk, Poland, (2011), 2111-2117
• [15] Lee Choi C,W., Design and evaluation of voltage measurement based sectoral diagnosis method for inverter open switch faults of permanent magnet synchronous motor drives, IET–Electric Power Applications, 6 (2012), 526-532
• [16] Jung Shin-Myung, Park Jin-Sik, Kim Hyoung-Suk, Kim Hag- Wone, Youn Myung-Joong, Simple switch open fault detection method of voltage source inverter, Energy Conversion Congress and Exposition IEEE, (2009), 3175-3181
• [17] Freire N.M.A., Estima J.O., Cardoso A.J.M., A voltage-based approach for open-circuit fault diagnosis in voltage-fed SVM motor drives without extra hardware, XXth Int. Conf. on Electrical Machines, (2012), 2378-2383
• [18] A.M.S. Mendes, A.J. Marques Cardoso, Voltage source inverter fault diagnosis in variable speed AC drives, by the average current Park's vector approach, Int. Conf. on Electr. Mach. and Drives, (1999), 704-706
• [19] Sobański P., Orłowska-Kowalska T., Metoda diagnostyki uszkodzenia typu przerwa łącznika IGBT falownika napięcia w układzie wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym, Przegląd Elektrotechniczny, 89 (2013),nr 6, 159-163
• [20] Sobański P., Orłowska-Kowalska T., Wpływ uszkodzenia tranzystora IGBT falownika napięcia na przebiegi zmiennych stanu silnika indukcyjnego ze sterowaniem wektorowym, Przegląd Elektrotechniczny, 89 (2013),nr 2b, 162-165