DETECCIÓN DE FALLAS INCIPIENTES DE CORTOCIRCUITO EN EL ESTATOR DE UN AEROGENERADOR (PMSG) BASADO EN LAS TRANSFORMADAS DE FOURIER Y ONDELETA (DETECTION OF INCIPIENT SHORT-CIRCUIT FAULTS IN THE STATOR OF A PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATOR (PMSG) BASED ON FOURIER AND WAVELET TRANSFORMS)
Resumen
Con el aumento de los sistemas alternativos de energía surgen nuevas problemáticas, las cuales pueden ser fallas del tipo: eléctricas y/o mecánicas. La presente investigación se centra en el estudio de fallas incipientes en los devanados del aerogenerador síncrono de imanes permanentes (PMSG) de 400 W, el cual fue alterado para poder inducir diferentes escenarios de falla. Se utilizan las herramientas transformadas discretas de Fourier y ondeleta, por medio de un sistema fruto de una investigación previa [Ortiz, 2021] basado en un procesador dsPIC30F4011 y sensores de efecto Hall, y mediante el uso de un programa de computadora de alto nivel desarrollado en Delphi XE7 el cual permite la descarga de información y almacenamiento en el equipo de cómputo. Con base en los resultados experimentales se logra la detección de fallas incipientes.
Palabras Clave: Detección de fallas, Fallas eléctricas, Generador síncrono de imanes permanentes, Transformada discreta Ondeleta, Transformada discreta de Fourier.
Abstract
With the increase in alternative energy systems, new problems arise, which can include electrical and/or mechanical faults. This research focuses on the study of incipient faults on the windings of a 400 W PMSG (Permanent Magnet Synchronous Generators), which was altered to induce different fault scenarios. Discrete Fourier and wavelet transforms are used through a system developed in a previous study [Ortiz, 2021], based on a dsPIC30F4011 processor and Hall effect sensors, along with a high-level computer program developed in Delphi XE7 that enables data download and storage in the computer. According to the experimental results it is possible to detect incipient faults.
Keywords: Discrete Fourier transform, Discrete Wavelet transform, electrical faults, Fault detection, Permanent Magnet synchronous generator.
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Asociación Mexicana de Energía Eólica (AMDEE), Informe anual, 2021.
Chapman S. J. Máquinas eléctricas. Mc Graw Hill, México, D.F. 5ta edición, 2012.
Choudhary D. Goyal., Akula A. & Shimi. S. L., Condition monitoring and fault diagnosis of induction motors: A review. Archives of computational methods in engineering, Vol. 26, pp. 1221-1238, 2018.
De la Rosa Mendoza S. J., Álvarez Salas R., González García M., Cárdenas V., Pazos Flores F. & Villalobos Piña F. J., Detección de fallas en el convertidor de potencia con diodos de enclavamiento back-to-back de un sistema de generación eólica, Memorias del congreso nacional de control automático AMCA 2019, pp.489-494, octubre 2019.
Irhoumah M., Pusca R., Lefevre E., Mercier D., Romary R., Detection of the Stator Winding Inter-Turn Faults in Induction and Synchronous Machines through the Correlation Between Harmonics of the Voltage of Two Magnetic Flux Sensors, pp. 1-2, 2019.
Ismagilov Flyur R., Vavilov Viacheslav Ye, Bekuzin Vladimir I., Chirkov Vladislav S., Design Analysis of Submersible Brushless DC Motors for the Oil and Gas Industry.2019 IEEE Open Conference of Electrical, Electronic and Information Sciences pp.1-2, 2019.
Kudelina K., Vaimann T., Rassõlkin A., Asad B. & Kallaste A. Effect of bearing faults on vibration spectrum of bldc motor. 2020 IEEE Open Conference of Electrical, Electronic and Information Sciences, pp. 1-6, 2020.
Mayilsamy, G.; Palanimuthu, K.; Venkateswaran, R.; Antonysamy, R.P.; Lee, S.R.; Song, D.; Joo, Y.H. A Review of State Estimation Techniques for Grid-Connected PMSG-Based Wind Turbine Systems. Energies 2023, 16, 634. https://doi.org/10.3390/en16020634.
Ortiz-Medina R. A., Villalobos Piña F. J., Álvarez Salas R., Esparza González M., Saucedo-Zarate C. H., Maldonado-Ruelas V. A., Detección de fallas de un aerogenerador basado en un PMSG, Memorias del congreso nacional de control automático AMCA 2018, pp.477-482, octubre 2018.
Ortiz Medina R. A., Villalobos Piña F. J, Maldonado Ruelas V. A., Álvarez Salas R., PARK’S VECTOR ANALYSIS FOR ELECTRICAL FAULT DETECTION IN STATOR OF LOW POWER WIND TURBINE, Pistas Educativas, 2018.
Ortiz-Medina R. A., Diagnóstico de Fallas Eléctricas en Estator de Máquinas Eléctricas de Aerogeneradores, Instituto Tecnológico de Aguascalientes, mayo, 2021.
Proakis J. & Manolakis D. Tratamiento Digital De Señales, Pearson Education, 2007.
Walker J. A Primer on WAVELETS and Their Scientific Applications. Taylor & Francis Group, 2008.
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