Single-Observer Based Current Sensor Fault Tolerant Control for IM Traction Drives

Authors

  • Luis Esteban Venghi Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina (CONICET) https://orcid.org/0000-0003-3185-0975
  • Facundo Aguilera Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina (CONICET) https://orcid.org/0000-0002-8858-2222
  • Pablo M. de la Barrera Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina (CONICET) https://orcid.org/0000-0003-4944-9522
  • Cristian H. De Angelo Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina (CONICET) https://orcid.org/0000-0001-8080-927X

Keywords:

Electric vehicle, electric drive, fault detection, fault tolerance, current sensor

Abstract

In this work, a current sensors fault tolerant control system (FTCS) for induction motor traction drives is proposed. The FTCS uses a single observer for the detection and isolation of disconnection and gain faults occurred in a single or two current sensors available in the drive. Moreover, the observer signals are used for the control reconfiguration within a field-oriented control strategy. The effectiveness of the FTCS (detection, isolation and reconfiguration) and the performance of the control strategy after different faults and perturbations is verified by simulation results using an electric vehicle model.

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Author Biographies

Luis Esteban Venghi, Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina (CONICET)

Luis E. Venghi naci´o en Santa Fe, Argentina, en 1987. Recibi´o su t´ıtulo de Ingeniero Electr´onico en 2016, en la Universidad Nacional de San Luis (UNSL). Actualmente es becario del CONICET e integrante del Grupo de Electr´onica Aplicada y se encuentra cursando el doctorado en Ciencias de la Ingenier´ıa en la Universidad Nacional de R´ıo Cuarto (UNRC), C´ordoba, Argentina. Sus temas de inter´es son: sistemas de control, observadores, accionamientos el´ectricos, veh´ıculos el´ectricos y tolerancia a fallas.

Facundo Aguilera, Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina (CONICET)

Facundo Aguilera (S’05 - M’14 - SM’20) naci´o en San Luis, Argentina, en 1985. Recibi´o el t´ıtulo de Ingeniero Electr´onico con Orientaci´on en Sistemas Digitales en la Universidad Nacional de San Luis, en 2009, y el de doctor en Ciencias de la Ingenier´ıa en la Universidad Nacional de R´ıo Cuarto, Argentina, en 2015. Es miembro del Grupo de Electr´onica Aplicada de la Universidad Nacional de R´ıo Cuarto desde el 2010. Tambi´en es miembro del CONICET (Consejo Nacional de Investigaciones Cient´ıficas y T´ecnicas de Argentina). Fue secretario (2015), vicepresidente (2016) y presidente (2017) del grupo de afinidad IEEE YPArgentina y actualmente es tesorero del Cap´ıtulo Conjunto #1 Argentina (IE13/CS23/RA24/IA34/PEL35/VT06).

Pablo M. de la Barrera, Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina (CONICET)

Pablo M. de la Barrera (S’99 - GS’08 - M’09 - SM’15) naci´o en R´ıo Cuarto, Argentina, en 1978. Recibi´o el t´ıtulo de Ingeniero Electricista y Magister en Ciencias de la Ingenier´ıa en la Universidad Nacional de R´ıo Cuarto, Argentina, en 2003 y 2006, respectivamente, y el t´ıtulo de Doctor en Control de Sistemas en la Universidad Nacional del Sur, Argentina, en 2009. En 1998, se incorpor´o al Grupo de Electr´onica Aplicada, de la Universidad Nacional de R´ıo Cuarto. Tambi´en es miembro del CONICET (Consejo Nacional de Investigaciones Cient´ıficas y T´ecnicas de Argentina). Dentro del IEEE, fue Secretario (de 2012 a 2016), Vicepresidente (2017) y Presidente (2018) del Cap´ıtulo Conjunto #1 de la Secci´on Argentina (IE13/CS23/RA24/IA34/PEL35/VT06).

Cristian H. De Angelo, Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina (CONICET)

Cristian H. De Angelo (S’96 - M’05 - SM’10) recibi´o su t´ıtulo de Ingeniero Electricista en la Universidad Nacional de R´ıo Cuarto, Argentina, en 1999, y el grado de Dr. en Ingenier´ıa en la Universidad Nacional de La Plata, Argentina, en 2004. Desde 1994, se encuentra trabajando en el Grupo de Electr´onica Aplicada, Facultad de Ingenier´ıa, Universidad Nacional de R´ıo Cuarto. Actualmente es Profesor Adjunto en la Universidad Nacional de R´ıo Cuarto e Investigador Principal del Consejo Nacional de Investigaciones Cient´ıficas y T´ecnicas (CONICET), Argentina. Sus temas de inter´es en investigaci´on incluyen diagn´ostico de fallas en m´aquinas el´ectricas, accionamientos el´ectricos, veh´ıculos el´ectricos, eficiencia energ´etica y energ´ıas renovables.

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Published

2021-05-26

How to Cite

Venghi, L. E., Aguilera, F., de la Barrera, P. M., & De Angelo, C. H. (2021). Single-Observer Based Current Sensor Fault Tolerant Control for IM Traction Drives. IEEE Latin America Transactions, 19(12), 2087–2096. Retrieved from https://latamt.ieeer9.org/index.php/transactions/article/view/5126

Issue

Vol. 19 No. 12 (2021): Ordinary Issue

Section

Articles