Estratégia para Redução da Corrente Eficaz em Motores BLDC Operando sob Falta de Fase Visando Amenizar o Desgaste do Motor
DOI:
https://doi.org/10.18618/REP.2018.4.0008Keywords:
Controle Tolerante a Falhas, Detecção de Falta e Retorno de Fase, Motor BLDC, Redução de CorrenteAbstract
Esse trabalho apresenta uma estratégia de redução de corrente eficaz das fases saudáveis para motores brushless DC (BLDC) operando em falha de abertura de fase, evitando a degradação do motor e permitindo o desligamento seguro. Após o diagnóstico de uma falha de fase aberta, através de um algoritmo capaz de detectar e identificar falhas e retornos de fases do motor BLDC em tempo real, uma ação corretiva dividida em três etapas é proposta. Primeiro, o modo de operação tradicional Six-Step com condução em 120? elétricos é alterado para um novo modo de operação que utiliza as duas fases saudáveis em condução de 180? elétricos para reduzir a perda de torque em falha. Segundo, é imposta uma forma trapezoidal para a referência de corrente em sincronismo com as tensões induzidas entre as fases saudáveis visando reduzir o nível de corrente e, consequentemente, melhorar a eficiência do motor. E terceiro, reduz-se a banda passante da malha de velocidade para reduzir a influência das oscilações de velocidade em falha no controlador. Os resultados experimentais apresentados mostram que o modo de operação com a estratégia de redução de corrente proposta possibilita uma redução aproximada de 25% na corrente eficaz e de 40% na variação de temperatura do motor, em comparação ao modo de operação usual do motor BLDC em falha de fase sem a estratégia proposta.
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R. Carlson, M. Lajoie-Mazenc, J. C. d. S. Fagundes, "Analysis of torque ripple due to phase commutation in brushless DC machines", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 28, no. 3, pp. 632-638,Maio 1992. https://doi.org/10.1109/28.137450 DOI: https://doi.org/10.1109/28.137450
M. Bertoluzzo, G. Buja, R. K. Keshri, R. Menis, "Analytical study of torque vs. speed characteristics of PM brushless DC drives", in IECON 2012 - 38thAnnual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, pp. 1684-1689, Montreal, Canadá, 2012. https://doi.org/10.1109/IECON.2012.6388722 DOI: https://doi.org/10.1109/IECON.2012.6388722
F. Aghili, "Fault-tolerant torque control of BLDC motors", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 26, no. 2, pp. 355-363, Fevereiro 2011. https://doi.org/10.1109/TPEL.2010.2060361 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2010.2060361
R. Ribeiro, C. Jacobina, E. da Silva, A. Lima,"Sistema de acionamento de máquinas com estratégias de controle tolerante a faltas", Eletrônica de Potência, vol. 9, no. 1, pp. 45-52, 2004. https://doi.org/10.18618/REP.2004.1.045052 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2004.1.045052
S. Neethu, V. Sreelekha, "Hysteresis controller basedopen phase fault tolerant control of BLDC motor drives", in 2014 International Conference on Power Signals Control and Computations (EPSCICON), pp.1-6, Thrissur, Índia, Janeiro 2014. https://doi.org/10.1109/EPSCICON.2014.6887514 DOI: https://doi.org/10.1109/EPSCICON.2014.6887514
B. Mirafzal, "Survey of fault-tolerance techniques for three-phase voltage source inverters", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 61, no. 10,pp. 5192-5202, 2014. https://doi.org/10.1109/TIE.2014.2301712 DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2014.2301712
J. Fang, W. Li, H. Li, X. Xu, "Online inverter fault diagnosis of buck-converter BLDC motor combinations", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 30, no. 5, pp. 355-363, Maio2015. https://doi.org/10.1109/TPEL.2014.2330420 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2014.2330420
R. S. Miranda, C. B. Jacobina, A. M. N. Lima, M. B. R.Correa, L. A. S. Ribeiro, "Operação de um sistema de acionamento com motor de seis fases tolerante a faltas", Eletrônica de Potência, vol. 10, no. 1, pp. 15-22, 2005. https://doi.org/10.18618/REP.2005.1.015022 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2005.1.015022
R. K. Jha, S. Garlapati, R. K. Keshri, G. Buj,"Remedial control strategies for a three-phase PMBLDC drive under VSI faults", in 2014 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES), pp. 1-6, Mumbai, Índia, Dezembro 2014. https://doi.org/10.1109/PEDES.2014.7041966 DOI: https://doi.org/10.1109/PEDES.2014.7041966
J. Chiasson, Modeling and High-Performance Control of Electric Machines, John-Wiley & Sons Inc.,Roboken, EUA, 2005. https://doi.org/10.1002/0471722359 DOI: https://doi.org/10.1002/0471722359
R. Krishnan, Electric Motor Drives Modeling, Analysis and Control, Prentice Hall, 2001.
R. W. Erickson, Fundamentals of Power Electronics,2 ed., Kluwer Academic Publishers, Secaucus, EUA,2000
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