1 / 41

DIAGNOSTICO AUTOMATICO DE MOTORES DE A.C.CON VARIADORES DE VELOCIDAD

cartif. DIAGNOSTICO AUTOMATICO DE MOTORES DE A.C.CON VARIADORES DE VELOCIDAD. REFERENCIA DPI2001-0725. INVESTIGADOR PRINCIPAL: JOSE RAMÓN PERÁN GONZÁLEZ CENTRO: CARTIF . cartif. Esquema. Objetivos del proyecto Resultados Control Diagnóstico Diagnostico basado en el modelo

chibale
Download Presentation

DIAGNOSTICO AUTOMATICO DE MOTORES DE A.C.CON VARIADORES DE VELOCIDAD

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. cartif DIAGNOSTICO AUTOMATICO DE MOTORES DE A.C.CON VARIADORES DE VELOCIDAD REFERENCIA DPI2001-0725 INVESTIGADOR PRINCIPAL: JOSE RAMÓN PERÁN GONZÁLEZ CENTRO: CARTIF v1(07.07.2003)

  2. cartif Esquema • Objetivos del proyecto • Resultados • Control • Diagnóstico • Diagnostico basado en el modelo • Test clásicos. • Integración • Telegestión • Problemas y soluciones aportadas • Estado actual del proyecto • Referencias • Líneas futuras • DEMOSTRACIÓN v1(07.07.2003)

  3. cartif OBJETIVOS DEL PROYECTO. Motivaciones • La utilización creciente de los motores de inducción en la industria para aplicaciones con control de velocidad han sustituido a los motores de corriente contínua. • Se han convertido en elementos claves en los sistemas de producción. • Requieren de nuevos esquemas de diagnostico y programas de Matenimiento, que minimizen el número de test y el sensorizado de las instalaciones. v1(07.07.2003)

  4. cartif OBJETIVOS DEL PROYECTO. • Desarrollo de un sistema automático de diagnostico en motores de inducción con control • Estudio de los sistemas de control • Estudio de las métodos de diagnostico • Integración del control y el diagnostico en una planta en tiempo real • Incorporar al sistema una capa final de gestión remota y accesibilidad al sistema vía web v1(07.07.2003)

  5. cartif Esquema • Objetivos del proyecto • Resultados • Control • Diagnóstico • Diagnostico basado en el modelo • Test clásicos. • Integración • Telegestión • Problemas y soluciones aportadas • Estado actual del proyecto • Referencias • Líneas futuras • DEMOSTRACIÓN v1(07.07.2003)

  6. cartif RESULTADOS Control Implementación de V/f Mantenemos par constante manteniendo la relación V/f INCONVENIENTES Pocas prestaciones a baja y alta velocidad. v1(07.07.2003)

  7. cartif Invesor RESULTADOS Control Implementación de control vectorial INCONVENIENTE El control vectorial requiere una buena estimación de los parámetros para desacoplar par y flujo. Modelo con Simulink del control vectorial Tr es esencial para obtener buena dinámica del control. Los demás parámetros son necesarios para garantizar que los retardos del sistema de control no afectan a sus prestaciones. v1(07.07.2003)

  8. cartif Tabla de disparos Inversor Comparador óptima del de flujo VSI inversor Comparador de par Modelo del motor de CA RESULTADOS Control Implementación de Control Directo de Par Utiliza una tabla de disparos óptimos en cada instante El error de par y flujo determinan el vector a disparar de los seis que permite en inversor INCONVENIENTES Necesita una buena estimación de flujo y par Los modelos no son buenos a baja velocidad v1(07.07.2003)

  9. cartif d1 d2 d3 Ts (1-d1)·(0, 0, 0)+(d1- d3)·(1, 0, 0)+ + (d3- d2)·(1, 0, 1)+ d2·(1, 1, 1) U = RESULTADOS Control (1,0,1) R S Ts U = (1, 0, 1) Triangular: en cada instante de muestreo selecciona uno de los ocho posibles vectores de disparo del inversor. Siempre el más cercano al vector deseado SVM: genera exactamente el vector deseado con la precisión que permite el reloj que controla el PWM del DSP v1(07.07.2003)

  10. cartif n = 1440 rpm Mr = 20 Nm RESULTADOS Control Control desacoplado de Flujo y Par Referencia de Par definida por el Control de Velocidad Curva de Flujo función de la velocidad de giro (curva habitual) Variación de las variables del motor con la consigna de flujo: v1(07.07.2003)

  11. cartif Irm Velocidad RESULTADOS Control Selección de flujo en función de la variable que se desee optimizar Ejemplo: minimización de potencia activa (curva experimental) v1(07.07.2003)

  12. cartif Esquema • Objetivos del proyecto • Resultados • Control • Diagnóstico • Diagnostico basado en el modelo • Test clásicos. • Integración • Telegestión • Problemas y soluciones aportadas • Estado actual del proyecto • Referencias • Líneas futuras • DEMOSTRACIÓN v1(07.07.2003)

  13. cartif RESULTADOS Diagnóstico Basado en el modelo Algoritmo que permite detectar y aislar fallos de todo tipo SENSORES Corriente Velocidad ACTUADORES Fallos del convertidor de potencia Perturbaciones en el par de carga PLANTA Cortocircuitos en el estator. Rotura de barras en el rotor. v1(07.07.2003)

  14. cartif RESULTADOS Diagnóstico Basado en el modelo Generador de residuos Desarrollo del modelo de motor basado en Filtro de Kalman Extendido. Problemas: valores de la matriz de covarianza. Utilización del algoritmo MOAM para optimizar estos valores. Convergencia, experimentalmente con buenos valores iniciales. Modelo bifásico del motor v1(07.07.2003)

  15. cartif RESULTADOS Diagnóstico Basado en el modelo Generador de residuos v1(07.07.2003)

  16. cartif RESULTADOS Diagnóstico Basado en el modelo Detector de Cambios Los umbrales se ajustan para cada tamaño de motor y funcionalidad Matriz con estructura fuertemente aislada v1(07.07.2003)

  17. cartif RESULTADOS Diagnóstico Basado en el modelo Módulo de decisión FALLO EN SENSORES Y ACTUADORES El sistema es capaz de aislar e identificar fallos en cada uno de los sensores, fallos intermitentes en el convertidor y perturbaciones del par de carga. FALLOS EN LA PLANTA La degradación de los elementos está ligado a las evoluciones de los parámetros del modelo identificado mediante el filtro de Kalman. Cortocircuitos entre espiras Rs Rr L0 Rotura de barras en el rotor Rr v1(07.07.2003)

  18. cartif Esquema • Objetivos del proyecto • Resultados • Control • Diagnóstico • Diagnostico basado en el modelo • Test clásicos. • Integración • Telegestión • Problemas y soluciones aportadas • Estado actual del proyecto • Referencias • Líneas futuras • DEMOSTRACIÓN v1(07.07.2003)

  19. cartif RESULTADOS Diagnóstico Tests Clásicos v1(07.07.2003)

  20. cartif RESULTADOS Diagnóstico Tests Clásicos Vibración Desequilibrio ESPECTROS TOMADOS A 800 y 1000 r.p.m. Desalineado v1(07.07.2003)

  21. cartif RESULTADOS Diagnóstico Tests Clásicos Corriente Cortocircuitos: solo se detecta en la presencia del 3er armónico de frecuencia. Rotura de Barras: los incrementos en las bandas laterales son del mismo orden de magnitud v1(07.07.2003)

  22. cartif Esquema • Objetivos del proyecto • Resultados • Control • Diagnóstico • Diagnostico basado en el modelo • Test clásicos. • Integración • Telegestión • Problemas y soluciones aportadas • Estado actual del proyecto • Referencias • Líneas futuras • DEMOSTRACIÓN v1(07.07.2003)

  23. cartif RESULTADOS Integración CONTROL Control Vectorial Reajustes en el control DIAGNOSTICO Basado en el modelo La detección de fallos provoca COMPARTEN EL MODELO BIFASICO COMPARTEN EL MÉTODO DE IDENTIFICACIÓN BASADO EN FILTRO DE KALMAN ALGORITMO EN TIEMPO REAL v1(07.07.2003)

  24. cartif MODULO DE ADAPTACIÓN Fallo en sensor de corriente Sensor de corriente es sustituido por  I = 1 Fallo en sensor de velocidad Medida de la velocidad es sustituido por estimación con Filtro de Kalman GENERADOR DE RESIDUOS BASADO EN FILTRO DE KALMAN EXTENDIDO [resy1,resy2,resy3,resy0,resw,resu0,ResmecresRs,resRr,resL0] MODULO DE DECISIÓN Determina si existe fallo en: Sensor fase R Sensor fase S Sensor fase T Sensor de velocidad DETECTOR DE CAMBIOS Umbrales para los residuos que aíslan fallos en sensores [resy1,resy2,resy3, resy0,resw, Resmec] S.A.D Medida de Ir,Is, It y W CONTROL VECTORIAL RESULTADOS Integración CONTROLES: - 3 sensores de corriente y 1 sensor de velocidad - 2 sensores de corriente y 1 sensor de velocidad - 2 sensores de corriente v1(07.07.2003)

  25. cartif RESULTADOS Integración Ejemplo experimental: Fallo de desviación constante en el sensor de velocidad de 20 r.p.m. v1(07.07.2003)

  26. cartif Esquema • Objetivos del proyecto • Resultados • Control • Diagnóstico • Diagnostico basado en el modelo • Test clásicos. • Integración • Telegestión • Problemas y soluciones aportadas • Estado actual del proyecto • Referencias • Líneas futuras • DEMOSTRACIÓN v1(07.07.2003)

  27. cartif RESULTADOS Telegestión • ¿Por qué un laboratorio remoto? • La educación a distancia y los laboratorios remotos • ofrecen un tremendo potencial en términos de • aprovechamiento del tiempo y una gran flexibilidad de • espacio. • Ofrece la posibilidad de acceder a gran cantidad de • información y permite disponer de forma inmediata de • recursos que de otra forma no sería posible. • WWW proporciona a sus usuarios una gran cantidad de • recursos y está al alcance de un gran número de • personas. v1(07.07.2003)

  28. cartif RESULTADOS Telegestión • Objetivos principales: • Proporcionar un banco de ensayos de motores de inducción con el objetivo de conocer el funcionamiento de estos sistemas. • Ofrecer un banco de ensayo remoto real en un entorno industrial que permita disponer de datos para realizar diferentes trabajos de investigación. v1(07.07.2003)

  29. cartif Servidor local Banco de motores Cliente/Servidor local Servidor Web Clientes locales (Intranet) Clientes remotos (Internet) Cliente Web Cliente Wap RESULTADOS Telegestión • Arquitectura abierta cliente-servidor basada en el • protocolo TCP-IP. • Arquitectura: v1(07.07.2003)

  30. cartif Clientes Wap Clientes Web Cliente remoto LabVIEW RESULTADOS Telegestión Cliente-Servidor local • Valores RMS de las • diferentes señales • eléctricas. • Recibir alarmas de • fallos producidos en • el sistema. • Monitorización de señales • (corrientes, tensiones, velocidad, • par de carga) • Desarrollo de controles del motor • Control V/f • Control vectorial • Control DTC • Adquisición de ficheros • Realización de experimentos v1(07.07.2003)

  31. cartif Esquema • Objetivos del proyecto • Resultados • Control • Diagnóstico • Diagnostico basado en el modelo • Test clásicos. • Integración • Telegestión • Problemas y soluciones aportadas • Estado actual del proyecto • Referencias • Líneas futuras • DEMOSTRACIÓN v1(07.07.2003)

  32. cartif Problemas y soluciones adoptadas • Determinación del flujo magnético óptimo: Obtención de curva experimental. • Modelo clasico del motor en bajas frecuencias: nueva identificación paramétrica del modelo y determinación de la magnetizacion inyectada. • Vibración estructural del sistema: se realiza el diseño de una nueva estructura con modos de vibración alejados de los utilizados por el planta. • Realización de cortocircuitos en el bobinado provoca inestabilidades en el control: disminución de la corriente que regula el circuito. • Descontrol del sistema telegestionado debido a las consignas del usuario: se han implementado las necesarias seguridades hardware y software para evitar riesgos en caso de que el usuario pierda el control. v1(07.07.2003)

  33. cartif Esquema • Objetivos del proyecto • Resultados • Control • Diagnóstico • Diagnostico basado en el modelo • Test clásicos. • Integración • Telegestión • Problemas y soluciones aportadas • Estado actual del proyecto • Referencias • Líneas futuras • DEMOSTRACIÓN v1(07.07.2003)

  34. cartif Estado actual del proyecto • Comparativa de los controles • Utilización de Redes neuronales y técnicas de lógica borrosa • Identificación, obtención de un modelo no lineal • para el banco de motores. • Control, mejora del control DTC • Diagnóstico, clasificación de los distintos tipos de • fallos presentes en el sistema. • Incorporación en el sistema de telegestion fallos a • seleccionar por el usuario v1(07.07.2003)

  35. cartif Esquema • Objetivos del proyecto • Resultados • Control • Diagnóstico • Diagnostico basado en el modelo • Test clásicos. • Integración • Telegestión • Problemas y soluciones aportadas • Estado actual del proyecto • Referencias • Líneas futuras • DEMOSTRACIÓN v1(07.07.2003)

  36. cartif Referencias v1(07.07.2003)

  37. cartif VI programa marco Participación en 3 propuestas del sexto programa Marco UHPED PI Arsenal Center Austria Desarrollo de un nuevo driver para vehículos de automoción eléctrico. OELEM AC University of Picadilly Francia Red de plantas piloto de energías renovables con maquinas eléctricas INFATOCON STREP CARTIF Desarrollo de drivers inteligentes tolerantes a fallos para maquinas eléctricas. v1(07.07.2003)

  38. cartif Esquema • Objetivos del proyecto • Resultados • Control • Diagnóstico • Diagnostico basado en el modelo • Test clásicos. • Integración • Telegestión • Problemas y soluciones aportadas • Estado actual del proyecto • Referencias • Líneas futuras • DEMOSTRACIÓN v1(07.07.2003)

  39. cartif GRUPO DE MOTORES DE CARTIF GENERACIÓN DEL CONOCIMIENTO INVESTIGACIÓN EN EL CAMPO DEL DIAGNOSTICO 2005 DIAGNOSTICO BASADO EN EL MODELO PLATAFORMAS DE CONTROL TOLERANTE A FALLOS PARA MOTORES DE CA Diagnostico integrado Optimización energética Mejora de calidad de onda FATODRIVE TEST PREDICTIVOS DIAGNOSTICO BASADO EN EL MODELO DE MOTORES DE INDUCCIÓN CONTROLADOS. 1997 1999 2001 DESARROLLO DE NUEVOSCONTROLES DESARROLLO DE PROTOTIPO AC/AC INVESTIGACIÓN EN EL CAMPO DEL CONTROL EXPLOTACIÓN DEL CONOCIMIENTO TRANSFERENCIA DE TECNOLOGÍA A EMPRESAS RENAULT IBERDROLA BESEL INTERNACIONALIZACIÓN INFATOCON UHPED OELEM FORMACIÓN DEL PERSONAL Líneas futuras FATODRIVE DPI2004-06458 v1(07.07.2003)

  40. cartif Líneas futuras FATODRIVE DPI2004-06458 DESARROLLO DE SISTEMAS DE CONTROL TOLERANTE A FALLOS INDUCCIÓN IMANES PERMANENTES. • CARACTERÍSTICAS • Rendimiento Energético • Mejora en la calidad de la señal • Prestaciones del sistema tolerantes ante fallos. • Coste y complejidad de las nuevas estructuras. APLICACIONES CRÍTICAS v1(07.07.2003)

  41. cartif Esquema • Objetivos del proyecto • Resultados • Control • Diagnóstico • Diagnostico basado en el modelo • Test clásicos. • Integración • Telegestión • Problemas y soluciones aportadas • Estado actual del proyecto • Referencias • Líneas futuras • DEMOSTRACIÓN v1(07.07.2003)

More Related