19915

۱۹۹۱۵

آشكار سازي، تخمين و كنترل تحمل پذيري عيب در موتورهاي كششي القايي

كارشناسي ارشد

كنترل و علائم

۱۳۹۵

۱۳۹۷/۹/۱۲

دكتر بيژن معاوني

راه آهن

موتور هاي القايي داراي كاربردهاي مختلف و متنوعي در صنعت بوده و تشخيص به موقع عيوب آن و كنترل آن در زمان رخ دادن عيب به نحوي كه موجب حداقل شدن خسارت گشته و ضمنا امكان بهره برداري در حين رخ دادن عيب را نيز فراهم نمايد از اهميت ويژه اي برخوردار است. يكي از كاربرد هاي موتور القايي استفاده از اين موتور‌ها در صنعت ريلي به عنوان موتورهاي كششي مي‌باشد. با توجه به اهميت ايمني سفر هاي ريلي و لزوم تنظيم زمان سير قطار، عيب يابي و تشخيص به موقع عيب در اين موتور‌ها حائز اهميت مي‌باشد. موتورهاي القايي ممكن است با عيوب مختلفي از اجزا مكانيكي و يا الكتريكي مواجه شوند و يكي از عيوب رايج در موتور‌هاي القايي، اتصال كوتاه شدن سيم پيچ استاتور مي‌باشد. اين عيب از آن نظر حائز اهميت مي‌باشد كه تشخيص ندادن به موقع آن باعث افزايش درصد حلقه هاي اتصال كوتاه شده و سبب بوجود آوردن خسارات فراوان و هزينه هاي گزاف مي‌شود. در اين پايان نامه، يك رويكرد فعال جهت طراحي كنترل كننده تحمل پذير عيب براي جبران عيب اتصال كوتاه استاتور موتور القايي سه فاز كششي ارائه شده است. ساختار اين سيستم از سه بخش اصلي تشكيل شده است كه عبارتند از: يك رويتگر نمايي با ورودي ناشناخته كه آشكار سازي عيب را برعهده دارد. همچنين با مدل سازي معادلات غير خطي موتور القايي به صورت سيستم خطي متغير با زمان، اين امكان ايجاد شده است كه رويتگر هاي غير خطي و متغير با زمان به منظور تشخيص و تخمين عيب استفاده شود. همچنين در ادامه با استفاده از رويتگر پيشنهاد شده، مقدار اين عيب تخمين زده مي شود. در انتها با استفاده از تخمين بدست آمده از رويتگر نمايي، سيگنال‌هاي جبران‌گر براي جبران اثر عيب اتصال كوتاه استاتور توسط كنترل كننده ساخته خواهد شد. كارايي اجزاي مختلف سيستم كنترل تحمل پذير عيب ارائه شده شامل آشكارساز، تخمينگر عيب و كنترل كننده، با استفاده از نتايج شبيه سازي صحت سنجي شده است.

1397/10/18

Detection, Estimation and Fault Tolerant Control in Induction Traction Motors

12/3/2019 12:00:00 AM

Three phase induction motors are one of the most important tools in the industry with a variety of applications and their timely detection of its fault and its control at fault time in a way that minimizes damage and also allows operation during fault. One of the applications of the induction motor is the use of these motors in the railway industry. Due to the importance of safety of rail travel and the need to adjust the train's time, troubleshooting and timely diagnosis of faults in these motors is important. One of the common faults in induction motors is the inter-turn short-circuit. This fault is important because do not detection timely can increase the number of short-circuit loops and cause large losses and exorbitant costs. In this thesis, an active approach to designing a fault tolerance controller is presented to provide a three-phase induction traction motor stator compensation short circuit compensation. The structure of this system consists of three main parts: an exponential observer with an unknown input that detections the fault. By modeling the nonlinear equations of the induction motor into a linear time-varying system, nonlinear and linear time-varying observers are presented. Also, with the proposed observer, the value of this fault is estimated. In the following, considering the importance of the time of arrival of the train to the station, at the end, using the estimate obtained from the exponential observation, compensating signals will be made by the controller to compensate for the inter-turn short-circuit fault. The function of the various components of the fault-tolerant system, including detector, fatlt estimator and controller, is represented using simulation results.