Fault detection of permanent magnet synchronous motor (pmsm) by means of stator currents analysis
- Autores: Javier Rosero G.
- Directores de la Tesis: José Luis Romeral Martínez (dir. tes.), Juan Antonio Ortega Redondo (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2007
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Miguel J. García Hernández (presid.), Juan Manuel Moreno Eguilaz (secret.), Fernando Briz del Blanco (voc.), José Miguel Ramírez Scarpetta (voc.), Humberto Henao Fernández (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La máquina síncrona de imanes permanentes (PMSM) se ha vuelto popular en aplicaciones de alto rendimiento en comparación con otros tipos de máquinas AC. La capacidad de operación a altas velocidades y un control de par preciso son algunas de sus ventajas características, que incluyen uan elevada relación par/densidad de corriente, elevada potencia respecto al peso de la máquina, baja generación de ruido eléctrico y elevada robustez.
En esta tesis, se estudia el motor PMSM bajo fallos eléctricos y mecánicos, con diferentes valores de velocidad y par. Los fallos eléctricos considerados son el corto circuito de espiras y la desmagnetización del imán permanente; por su parte, los fallos mecánicos son el daño en los cojinetes y la excentricidad dinámica y estática en el rotor. El motor PMSM sano y bajo condición de fallo es simulado en diferentes puntos de trabajo mediante el análisis de elementos finitos (FEA) en dos dimensiones (2-D). Con estas simulaciones se obtiene el contenido armónico de la corriente y la densidad de flujo, y se comparan con los resultantes de una máquina sana, a efectos de comprender y caracterizar los fallos bajo estudio.
La tesis introduce, aplica y evalúa las herramientas matemáticas apropiadas por determinar la condición de fallo por medio del análisis de la corriente de estator. Distribuciones tiempo-frecuencia, transformada Wavelet y transformada Hilbert Huang son usadas para la detección de fallos en el rango de operación del motor. Otras transformadas tiempo-frecuencia menos frecuentes son también estudiadas. Los resultados experimentales validan las simulaciones realizadas, y confirman la bondad de los métodos de análisis utilizados. Finalmente, se sugiere el método y herramienta matemática más adecuada para cada tipo de fallo, y se propone un protocolo para la detección automática de fallos en PMSM.
