Cristian Hernan De Angelo

In this work, a new and simple method for open-switch fault diagnosis in electric drives based on zero-current detection is proposed. The approach requires only two phase current sensors, with the measured currents being normalized and separated into positive and negative half-cycles. A variable-sample-time moving average is introduced for post-processing the signals. Zero-current interval detection is employed to diagnose both single and multiple open-switch faults. The proposed method was experimentally validated under various fault conditions, including single-switch, crossed-switch, full-leg, and two upper- or lower-switch open-circuit faults. Experimental results demonstrate that, despite its simplicity and ease of implementation, the method reliably detects all single and double open-switch fault scenarios in less than one electrical cycle, across different motor operating conditions.

En este trabajo se propone una estrategia para la estimación del par efectuado por un ciclista en una bicicleta eléctrica, mediante el empleo de un observador de perturbación con acción de estimación pasa banda (estima la perturbación dentro de un ancho de banda determinado). Para ello, se considera el modelo dinámico longitudinal de la bicicleta, incluyendo la carga resistente. A partir de este modelo, se propone la estrategia de estimación utilizando solo las mediciones disponibles en un motor síncrono de imanes permanentes (MSIP), donde la velocidad angular representa una variable de estado del modelo y se determina a partir de los sensores de efecto hall ubicados en el estator del motor. Esta estrategia de estimación presenta un enfoque novedoso ya que permite obtener el par del ciclista (señal variable en el tiempo) a partir de la perturbación estimada y sin que sea necesario calcular el efecto de otras cargas constantes o lentamente variables presentes en la perturbación, dentro de las cuales se destaca el par de la gravedad. Esto permite disminuir los costos de fabricación y simplificar la implementación, respecto a trabajos tratados anteriormente por otros autores, en los cuales, para determinar esta magnitud, debían conocer el ángulo de inclinación de la pendiente del terreno y, para este fin, se empleaban sensores en conjunto con estrategias de estimación. Para validar esta idea, en el artículo se demuestra la efectividad del observador ante cambios lentamente variables en la pendiente del terreno. También se comprueba la independencia del modelo matemático del observador respecto a las señales constantes y cuadráticas del par de carga, siendo necesario únicamente el conocimiento del término lineal de esta magnitud para la implementación. Este estimador puede complementarse con estrategias de asistencia al pedaleo y, para su validación, se presentan resultados experimentales utilizando una bicicleta eléctrica rodado 26 con sensor de par incorporado al eje del pedal.

This paper presents a fault signal reconstruction method for current sensors in an interleaved buck DC–DC converter, utilizing a sliding mode observer (SMO). A filter bank is used to design the observer within an extended-order system, effectively treating sensor faults as actuator faults, which enables precise estimation of the fault signal. Thus, the proposed approach allows for the identification of the faulty sensor and supports the implementation of fault-tolerant strategies. The paper provides an in-depth analysis of current sensor faults, verifies their impact on current balancing control, and demonstrates the challenge of achieving error-free current estimation in one phase using observers. A comprehensive set of simulation results is carried out, validating the method’s effectiveness and showing a strong correlation with theoretical principles.

La selección de la estrategia de control para un motor síncrono de imanes permanentes o PMSM (del inglés Permanent Magnet Synchronous Motor) depende sus aspectos constructivos, aplicación específica y del costo de implementación de dicha estrategia. Por ello, resulta de interés el estudio de diferentes alternativas de control considerando a su impacto sobre variables críticas tales como la potencia máxima desarrollada y el rendimiento del motor. Este artículo presenta el análisis teórico y la validación experimental de un modelo para la estimación del desempeño de un PMSM al ser controlado con dos estrategias diferentes, específicamente, control vectorial por campo orientado y control Seis-Pulsos. Se estudian las ecuaciones que modelan las pérdidas del motor y se estiman para un conjunto de puntos de operación, los cuales son contrastados con los resultados obtenidos de los ensayos experimentales en los que se evalúan los mapas de eficiencia de la máquina para las dos estrategias de control estudiadas. Los resultados del modelo muestran una adecuada correlación cuando es ajustado con datos del ensayo. Por último se propone una aproximación simplificada para estimar la degradación de la eficiencia en el punto nominal de operación.

Small efficiency improvement in induction motors (IMs) often lead to large monetary savings over time. These monetary savings justify the current movement toward the use of higher efficiency IMs. In many cases, replacing a standard efficiency IM with a higher efficiency one is transparent to the user. In other cases, however, there are side effects which need to be considered. This paper presents data showing that vibrations due to voltage unbalance are significantly more pronounced on higher efficiency IMs than in standard efficiency ones. This paper presents the mathematical expressions for active power for an IM under voltage unbalance. Then the paper describes a dynamic simulation framework to validate the paper's hypothesis over a wide range of IMs and a laboratory the test setup used to validate the mathematical expressions with experimental results of standard (IE1), premium (IE3) and super premium (IE4) IMs. Finally, the paper presents vibration measurements due voltage unbalance, and compares the results with the measured vibration levels with the ISO 20816-1 standard vibration severity guidelines

A direct power based controller designed using a modified interconnection and damping assignment passivity-based control (IDA-PBC) with integral action is proposed in this paper for a shunt active power filter (SAPF). A power based model of the SAPF is proposed and it is described as a port-Hamiltonian model. Then, an extended port Hamiltonian system is proposed including an integral action to compensate for parameter errors and unmodeled uncertainties. From this model, a complete matching equation for the extended system is proposed, and a modified IDA-PBC with integral action is employed to design a power-based controller for a SAPF.