Continuidade de operação de acionamentos multifásicos frente afalhas de circuito aberto

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-12T01:07:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 disserta__o_tamires_santos_de_souza.pdf: 6685864 bytes, checksum: 62ccc7625c0951dff91bd674024974de (MD5) Previous issue date: 18Máquinas multifásicas possuem várias vantagens frente a seus homólogos trifásicos e são atrativas para algumas aplicações. A tolerância a falhas é uma das mais importantes dessas vantagens, uma vez que a interrupção do serviço pode gerar grandes custos e oferecer riscos. Falhas geralmente ocorrem em inversores e em enrolamentos de estator. No entanto, uma grande vantagem das máquinas de indução multifásicas é a capacidade de partir e continuar operando mesmo com uma ou várias de suas fases de estator abertas ou em curto-circuito. Oobjetivo desta dissertação é analisar a operação pós-falta de uma máquina indução de nove fases em várias condições de falha na própria máquina, seus terminais e nas chaves dos inversores. A princípio, é feita uma abrangente revisão bibliográfica. São desenvolvidos dois métodos neste trabalho para eliminar a pulsação de torque, que ocorre na situação de uma ou mais fases abertas, mantendo a mesma força magnetomotriz balanceada. O primeiro método possibilita as menores perdas no cobre do estator. O segundo produz as mesmas magnitudes de corrente para as oito fases restantes. Ambos os métodos dispensam conexões ou equipamentos extras. Um modelo da máquina de indução de nove fases com múltiplas fases abertas também foi desenvolvido aqui. Com este modelo, velocidade, enlaces de fluxo e pulsações de torque podem ser analisados quando algumas fases são abertas. Derivadas desse modelo, as novas correntes de estator em referencial estacionário podem ser calculadas para eliminar a pulsação de torque,com até 7 fases abertas. Os resultados de simulação mostram a eliminação da pulsação de torque aplicando os métodos propostos. Resultados experimentais, comparações e análises de vários tipos de falhas no inversor e na máquina são realizadas: uma, duas e três fases abertas adjacentes, falta fase-neutro, falta fase-fase e um IGBT em curto-circuito. Os resultados experimentais estão incluídos como suporte a trabalhos futuros sobre modelagem do sistema de acionamento composto por motores de indução multifásicos operando com essas falhas e sua validação.Multiphase machines have several advantages when compared to their three-phase counterparts and are attractive for some applications. Fault-tolerance is one of the most important of those advantages, since interruption of service can be costly and dangerous. Faults commonly occur in inverter switches and stator windings. However, a great advantage of multiphase induction machines is the capability to start and keep working even with one or several of its many stator phases open or short circuited. The purpose of this dissertation is to analyze the post fault operation of a nine-phase induction machine under several fault conditions in the machine itself, its terminals and in the inverter switches. Initially, an embrancing literature review is realized. Two methods are developed here to eliminate the torque pulsation which appears in the situation of one or more open phases by maintaining the same balanced magnetomotive force. The first method provides the lowest stator copper losses. The second one produces the same current magnitudes for all the remaining phases. Both methods exempt extra connections or equipment. A model of the nine-phase induction machine with multiple open phases was also developed here. With this model, the speed, flux linkage and torque pulsations can be analyzed when some phases are opened. This model can also be used to validate the proposed methods. The new stationary reference frame stator currents can be calculated to overcome the torque pulsation, with up to 7 open phases. Simulation results show the elimination of torque pulsation by applying the proposed methods, when the machine has an open phase. Experimental results, comparisons and analysis of several types of inverter and machine faults are performed: one, two and three adjacent open phases, phase-neutral fault, phase-phase fault and IGBT short-circuit. Experimental results are included as a support for further work on multiphase induction motor drives modeling and validation