Estrategia de detección y localización de fallas en sensor de velocidad y llaves del inversor para accionamientos eléctricos de tracción

LUIS E. VENGHI; FACUNDO AGUILERA; PABLO M. DE LA BARRERA; LUIS I. SILVA; CRISTIAN H. DE ANGELO

Aportes científico académicos - Memorias de la 1° Jornada de Aportes científico-académicos de la UNRaf

UNRaf Ediciones

Lugar: Rafaela (Santa Fe); Año: 2023; p. 95 - 96

Los vehículos eléctricos (VE) utilizan accionamientos eléctricos (AE)para su tracción, compuestos generalmente por una máquina eléctrica, uninversor, un sistema de control y sensores. Estos AE son susceptibles a dife-rentes tipos de fallas, siendo las fallas en los sensores una de las principalescausas de pérdida de control de los AE, más aún en el contexto automotrizdonde las mediciones de los sensores pueden corromperse o interrumpirse,provocando un deterioro en el funcionamiento general del VE.Particularmente, los sensores de velocidad se encuentran expuestosa golpes, vibraciones y esfuerzos mecánicos, por lo tanto, las fallas se manifiestancon mayor frecuencia en este tipo de sensores y, en consecuencia, hanadquirido un tratamiento importante en la literatura.Por esta razón, para evitar que las fallas en el sensor de velocidadafecten el desempeño de control del AE, lo primero que se debe realizar esdetectar la falla para luego reconfigurar el control. Generalmente se utilizanestrategias basadas en modelos matemáticos que permiten estimar la velocidad.A partir de la comparación entre la velocidad estimada y la medida, segenera una señal de residuo que permite diagnosticar la presencia de fallas.Sin embargo, estas estrategias de estimación se basan en un modeloidealizado de motor de inducción alimentado por un sistema trifásicosimétrico y balanceado, a partir de un inversor. En consecuencia, si ocurreuna falla en una llave del inversor se producen incrementos en los erroresde estimación que afectan la señal de residuo, provocando diagnósticos incorrectos.Por otra parte, en muchas propuestas de sistemas de control tolerantesa fallas (SCTF) en sensores de velocidad, la velocidad estimada seutiliza para hacer la reconfiguración del lazo de control cuando se detectauna falla, reemplazando la señal del sensor por la estimación para mantenerel AE en funcionamiento. En este tipo de SCTF, un diagnóstico incorrectodebido a una falla en el inversor puede ser más perjudicial para el desempeñodel control que la presencia de la falla en el AE. Si bien en la literatura se hanpropuesto diferentes estrategias para el diagnóstico de fallas en las llaves delinversor de un AE, estas no permiten diferenciar si las fallas se producen enun sensor de velocidad o en las llaves. Por lo tanto, se desarrolló una estrategiade detección y localización de fallas en AE para tracción que medianteresultados de simulación numérica demostró distinguir entre fallas en elsensor de velocidad y fallas en las llaves del inversor, evitando falsas alarmas.