• Title/Summary/Keyword: 영구 고장

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Real-time Multiple Open-switch Fault Detection and Fault Localization for a PWM VSI-fed PMSM Drive System (영구자석 동기전동기 구동용 PWM 전압원 인버터의 실시간 다중 스위치 개방고장 검출 및 고장부 판별기법)

  • Song, Jae-Hwan;Kim, Kyeong-Hwa
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2017.07a
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    • pp.413-414
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    • 2017
  • 영구자석 동기전동기 구동 인버터 시스템 내 스위치 고장은 다양한 조합으로 발생한다. 특히 스위치 개방고장의 경우 다른 전기 부품에 과전류를 유발하여 전체 시스템에 심각한 2차 손상을 초래한다. 본 논문에서는 개방고장 진단 알고리즘의 복잡성을 완화하기 위해 고장 그룹을 분류하여 고장 발생 시 false alarm의 영향을 받지 않고 간단하고 체계적인 방식으로 고장을 식별할 수 있는 기법을 제안한다. 스위치의 개방 고장으로 영구자석 동기전동기 구동 시스템 내 PWM 전압원 인버터의 신뢰성을 향상시키기 위해 3중 스위치 개방고장 진단 및 검출 기법을 제시한다. 제안된 기법은 기존의 개방고장 진단방법과 달리 정보처리를 위해 Moving Filter를 사용함으로써 연산부하를 증가시키지 않고 신속한 고장 검출이 가능하며 별도의 하드웨어 구성없이 구현이 가능하다. 제안된 기법의 안정성과 유효성이 시뮬레이션을 통해 입증된다.

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Detection and Classification of Open-phase Faults in PMSM Using Extended Kalman Filter and Multiple Model (확장칼만필터 및 다중모델 기반 영구자석 동기전동기 권선 개방 고장의 검출 및 분류)

  • Minwoo Kim;Junhyeong Park;Sangho Ko
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.17 no.6
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    • pp.100-107
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    • 2023
  • Open-phase fault in a Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) occurs due to disconnection of phases of motor windings or inverter switch failures. When an open-phase occurs, it leads to the generation of torque ripples and vibrations in the motor, which can have a critical impact on the safety of the vehicle (including aircraft) using a PMSM as an actuator. Therefore, rapid fault detection and classification are essential. This paper proposes a classification method for detecting open-phase faults and locating fault positions in a PMSM used in aircraft applications. The proposed approach uses an Extended Kalman Filter for fault diagnosis, and it subsequently classifies faults using a Multiple Model filter.

Corrective Control of Asynchronous Sequential Machines for Tolerating Permanent Faults (교정 제어를 이용한 비동기 순차 머신의 영구 고장 극복)

  • Yang, Jung-Min
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.47 no.5
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    • pp.9-17
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    • 2010
  • Corrective control compensates the stable-state behavior of asynchronous sequential machines so that the closed-loop system can be changed in a desirable way. Using corrective control, we present a novel fault tolerance scheme that overcomes permanent faults for asynchronous sequential machines. When a permanent fault occurs to an asynchronous machine, the fault is not recovered forever while the machine is irreversibly stuck in a set of failure states. But, if the machine has control redundancy in the limited behavior range, corrective control can be applied to solve the fault tolerance problem against permanent faults. We present the condition on detecting permanent faults and the existence condition of an appropriate corrective controller. The design procedure for the proposed controller is described in a case study.

Failure Diagnosis Technology Trends and Analysis of Permanent Magnet Synchronous Motors for Aircraft Application (항공기용 영구자석 동기전동기 고장진단의 기술 동향 및 분석)

  • Minwoo, Kim;Sangho, Ko
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.16 no.6
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    • pp.129-137
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    • 2022
  • Recently, the technology of aircraft drivers has been transitioning from the existing hydraulically-focused mechanical system to an all-electric one due to the high precision and ease of maintenance of electric drivers. Consequently, the failure of an aircraft's electric motor can have fatal consequences. To ensure aircraft safety, efficient and timely fault diagnosis methods are required prompting the active pursuit of research into fault diagnosis technology. This paper introduces and analyses the failure types and failure diagnosis technology trends of permanent magnet synchronous motors among electric motors.

The Analysis of Arc Characteristics according to the Change of Fault Location using ZnO Arc Model (ZnO 아크 모델 적용 계통에서의 고장 지점에 따른 아크 특성 분석)

  • Kim, Min-Joo;Lee, You-Jin;Kim, Chul-Hwan
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2009.07a
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    • pp.2203_2104
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    • 2009
  • 아크는 전원의 양단에 큰 전류가 흐를 때 공기의 이온화와 발열로 인하여 생성된 플리즈마로 정의될 수 있다. 최근 경제발전과 IT산업 발달로 큰 전력계통에서 안정적인 전력 공급이 중요하므로 이러한 아크가 발생하면 부하의 정전사태를 방지하기 위해 일시고장인지 영구 고장인지 빠르게 판단하여 재폐로를 수행하여야 한다. 이를 위해 아크에 대한 특성을 살펴보는 것은 반드시 필요한 사항이므로 본 논문에서는 아크가 발생하는 고장지점에 따른 아크의 특성 변화를 EMTP로 모델링 하여 살펴보고자 하였다. 일반적으로 아크는 특성상 매우 복잡한 구조를 가지며 여러 주위 조건들에 따라 그 특성이 변화한다. 아크의 발생 원인이 되는 사고는 크게 일시고장과 영구고장으로 나눌 수 있는데 여기서 모델링한 것은 스위칭 작용에 의한 2차아크가 발생하는 일시고장의 경우라고 가정하였다. 그리고 아크를 모델링함에 있어서 아크의 특성과 유사한 ZnO 아크 모델을 이용하여 송전선로의 한 상에 연결시켜 연구를 수행하였다.

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Fault Diagnosis Scheme for Open-Phase Fault of Permanent Magnet Synchronous Motor Drive using Extended Kalman Filter (영구자석 동기전동기 드라이브의 확장형 칼만필터를 이용한 개방성 고장진단 기법)

  • Ahn, Sung-Guk;Park, Byoung-Gun;Kim, Rae-Young;Hyun, Dong-Seok
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.16 no.2
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    • pp.191-198
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    • 2011
  • In this paper, the fault diagnosis scheme for PMSM drives has been proposed to maintain control performance under a switch open-phase fault of inverter. When the open-phase fault occurs, the stator resistances of PMSM are estimated by Extended Kalman Filter (EKF) in real time and can appear differently according to the location of fault occurrence to check the fault detection and identification. The control algorithm is configured without the additional device and low cost by adding the existing control program. Also, by using motor parameter the estimated stator resistance value improves the control performance of the controller affected by parameter variation. The feasibility of the proposed fault diagnosis algorithm is validated in simulation and experiment.

Position Sensor Fault Tolerant Control of Permanent Magnet Synchronous Generator (영구자석 동기발전기의 위치센서 고장 회피 제어)

  • Lee, Kwang-Woon
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.16 no.4
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    • pp.351-357
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    • 2011
  • Rotor position is essentially required for vector control of permanent magnet synchronous generator(PMSG) and position sensor such as encoder are generally used for the purpose of position sensing. However, the use of position sensor degrades reliability of PMSG control system. This paper presents position sensor fault tolerant control method for PMSG control system. Sensorless position estimator based on extended electromotive force(EMF) is operated in parallel with sensored vector control to provide rapid reconfiguration capability to sensorless vector control at the moment of position sensor fault detection. Experimental results show the effectiveness of the proposed method.

The Adaptive Autorecloure Relaying Scheme with Real-time Transient Stability of Transmission line (실시간 과도안정도가 고려된 송전선 적응 재폐로 계전시스템)

  • Jang, S.I.;Park, S.K.;Yoon, J.W.;Lee, J.J.;Shin, M.C.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.07a
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    • pp.474-476
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    • 2005
  • 전력계통의 안정도 향상 방안으로 적용되는 재폐로계전기에서 재폐로의 성공뿐만 아니라 투입시점에 따른 최적재폐로의 적용으로 계통의 동요를 최소화 하게된다. 본 논문에서는 순간고장 제거 후 계통 안정화되는 계통의 최적재폐로 적용과, 불안정하게 되는 계통에서의 직렬 커패시턴스 투입 재폐로 제어로 안정화 가능성을 높였고, 영구고장으로 재폐로 실패되어 계통이 불안정해지는 경우에 계통 최소충격을 위한 최적재폐로가 적용되도록 하였다. 이를 위해 순간고장과 영구고장의 식별 기법과 광역 측정장치(WAM), 고속전송 적용 등으로 계통 안정의 정도를 판별, 예측하여 실시간 과도안정도가 고려된 최적제어가 되도록 하였다.

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A Fault Diagnosis Technique of an Inverter-fed PMSM under Winding Shorted Turn and Inverter Switch Open Fault (권선 단락 및 스위치 개방 고장 시의 인버터 구동 영구자석 동기전동기의 고장 진단 기법)

  • Kim, Kyeong-Hwa
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.24 no.5
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    • pp.94-105
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    • 2010
  • To detect faults in an inverter-fed permanent magnet synchronous motor (PMSM) drive under the circumstance having faults in a stator winding and inverter switch, an on-line basis fault detecting scheme during operation is presented. The proposed scheme is achieved by monitoring the second-order harmonic component in q-axis current and the fault is detected by comparing these components with those in normal conditions. The linear interpolation method is employed to determine the harmonic data in normal operating conditions. As soon as the fault is detected, the operating mode is changed to identify a fault type using the phase current waveform. To verify the effectiveness of the proposed fault detecting scheme, a test motor to allow inter-turn short in the stator winding has been built. The entire control algorithm is implemented using DSP TMS320F28335. Without requiring an additional hardware, the fault can be effectively detected by the proposed scheme during operation so long as the steady-state condition is satisfied.

Fault Recovery and Optimal Checkpointing Strategy for Dual Modular Redundancy Real-time Systems (중복구조 실시간 시스템에서의 고장 극복 및 최적 체크포인팅 기법)

  • Kwak, Seong-Woo
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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    • v.44 no.7 s.361
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    • pp.112-121
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    • 2007
  • In this paper, we propose a new checkpointing strategy for dual modular redundancy real-time systems. For every checkpoints the execution results from two processors, and the result saved in the previous checkpoint are compared to detect faults. We devised an operation algorithm in chectpoints to recover from transient faults as well as permanent faults. We also develop a Markov model for the optimization of the proposed checkpointing strategy. The probability of successful task execution within its deadline is derived from the Markov model. The optimal number of checkpoints is the checkpoints which makes the successful probability maximum.