Enfoque novedoso para el control tolerante a fallos de cortocircuitos entre devanados en motores síncronos de imán permanente para hélices de UAV
Autores: Suti, Aleksander; Di Rito, Gianpietro; Galatolo, Roberto
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Enfoque novedoso para el control tolerante a fallos de cortocircuitos entre devanados en motores síncronos de imán permanente para hélices de UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Desarrollo
Control tolerante a fallos
Fallos de cortocircuito
Motores síncronos de imán permanente
Detección y aislamiento de fallos
Técnica de acomodación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este documento trata sobre el desarrollo de una nueva técnica de control tolerante a fallos que tiene como objetivo el diagnóstico y la acomodación de fallos de cortocircuito entre devanados en motores síncronos de imán permanente para la propulsión de UAV ligeros. El motor de referencia es impulsado por un convertidor de cuatro patas, que puede ser reconfigurado en caso de un fallo de fase al habilitar el control del punto central de la conexión en Y del motor. Un punto crucial en el diseño implica el desarrollo de algoritmos de detección y aislamiento de fallos (FDI) capaces de minimizar las transiciones de fallo y evitar la extensión del cortocircuito. El control tolerante a fallos propuesto se compone de dos secciones: la primera aplica un nuevo algoritmo FDI para fallos de cortocircuito basado en el seguimiento de la trayectoria del fasor de corriente del motor en el plano de Clarke; la segunda implementa la acomodación de fallos, aplicando una técnica de transformación de marco de referencia a los comandos posteriores al fallo. La efectividad del control se evalúa a través de simulaciones no lineales caracterizando la latencia del FDI y el rendimiento posterior al fallo. La técnica propuesta demuestra excelentes potencialidades: el algoritmo FDI detecta y aísla simultáneamente los fallos considerados, incluso con extensiones muy limitadas, durante condiciones de operación tanto estacionarias como no estacionarias. Además, la técnica de acomodación propuesta es muy efectiva para minimizar las oscilaciones de par posteriores al fallo.
Descripción
Este documento trata sobre el desarrollo de una nueva técnica de control tolerante a fallos que tiene como objetivo el diagnóstico y la acomodación de fallos de cortocircuito entre devanados en motores síncronos de imán permanente para la propulsión de UAV ligeros. El motor de referencia es impulsado por un convertidor de cuatro patas, que puede ser reconfigurado en caso de un fallo de fase al habilitar el control del punto central de la conexión en Y del motor. Un punto crucial en el diseño implica el desarrollo de algoritmos de detección y aislamiento de fallos (FDI) capaces de minimizar las transiciones de fallo y evitar la extensión del cortocircuito. El control tolerante a fallos propuesto se compone de dos secciones: la primera aplica un nuevo algoritmo FDI para fallos de cortocircuito basado en el seguimiento de la trayectoria del fasor de corriente del motor en el plano de Clarke; la segunda implementa la acomodación de fallos, aplicando una técnica de transformación de marco de referencia a los comandos posteriores al fallo. La efectividad del control se evalúa a través de simulaciones no lineales caracterizando la latencia del FDI y el rendimiento posterior al fallo. La técnica propuesta demuestra excelentes potencialidades: el algoritmo FDI detecta y aísla simultáneamente los fallos considerados, incluso con extensiones muy limitadas, durante condiciones de operación tanto estacionarias como no estacionarias. Además, la técnica de acomodación propuesta es muy efectiva para minimizar las oscilaciones de par posteriores al fallo.