طراحي يك رويكرد فعال آشكار سازي، تخمين و كنترل تحمل پذير عيب اتصال كوتاه استاتور در موتور هاي القايي

Design of an Active Approach for Detection, Estimation and Short-Circuit Stator Fault Tolerant Control in Induction Motors

موتور هاي القايي سه فاز كاربرد هاي مختلف و متنوعي در صنايع دارند و تشخيص به موقع عيوب آنها و كنترل آنها در زمان رخ دادن عيب به نحوي كه موجب كاهش خسارات احتمالي گشته و ضمنا امكان بهره برداري در حضور عيب را نيز فراهم نمايد از اهميت ويژه اي برخوردار است. يكي از عيوب رايج در موتور‌هاي القايي، اتصال كوتاه شدن سيم پيچ استاتور مي‌باشد. در اين مقاله، يك رويكرد فعال جهت طراحي كنترل كننده تحمل پذير عيب براي جبران عيب اتصال كوتاه استاتور موتور القايي سه فاز ارائه شده است. ساختار اين سيستم از يك رويتگر نمايي با ورودي ناشناخته كه آشكار سازي عيب را برعهده دارد و همچنين در ادامه با استفاده از آن مقدار اين عيب تخمين زده مي شود. در انتها با استفاده از تخمين بدست آمده، سيگنال هاي جبران گر براي جبران اثر عيب اتصال كوتاه استاتور توسط كنترل كننده مد لغزشي ساخته مي¬شود.كارايي اجزاي مختلف سيستم فعال كنترل پذير عيب ارائه شده شامل آشكارساز، تخمينگر عيب و كنترل كننده، با استفاده از نتايج شبيه سازي نمايش داده مي شود.

Three phase induction motors have many applications in industries. Consequently, detecting and estimating the fault and compensate it in a way that the faulty induction motor satisfies the predefined goals are important issues. One of the most common faults in induction motors is the short circuit of the stator winding. In this paper, an active fault-tolerant control system is designed and presented to compensate the effect of the short circuit fault in the stator of a three-phase induction motor. The introduced fault tolerant control system consists of an exponential unknown input observer to detect and estimate the fault. Also, based on the estimation results, control signals are made by employing a sliding mode controller to compensate the short circuit of the stator winding. The efficiency of the proposed system includes, fault detector, fault estimator and controller, is shown using simulation results.