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FPGA based robust open transistor fault diagnosis and fault tolerant sliding mode control of a five-phase PM motor drive

机译：基于FpGa的鲁棒开路晶体管故障诊断和五相永磁电机驱动的容错滑模控制

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摘要

The voltage-source inverters (VSI) supplying a motor drive are prone to open transistor faults. To address this issue in faulttolerant drives applicable to electric vehicles, a new open transistor fault diagnosis (FD) method is presented in this paper. According to the proposed method, in order to define the FD index, the phase angle of the converter output current is estimated by a simple trigonometric function. The proposed FD method is adaptable, simple, capable of detecting multiple open switch faults and robust to load operational variations. Keeping the FD in mind as a mandatory part of the fault tolerant control algorithm, the FD block is applied to a five-phase converter supplying a multiphase fault-tolerant PM motor drive with nonsinusoidal unbalanced current waveforms. To investigate the performance of the FD technique, the fault-tolerant sliding mode\udcontrol (SMC) of a five-phase brushless direct current (BLDC) motor is developed in this paper with the embedded FD block.\udOnce the theory is explained, experimental waveforms are obtained from a five-phase BLDC motor to show the effectiveness of the proposed FD method. The FD algorithm is implemented on a field programmable gate array (FPGA).
机译：为电动机驱动器供电的电压源逆变器（VSI）容易断开晶体管故障。为了解决适用于电动汽车的容错驱动器中的这一问题，本文提出了一种新的开路晶体管故障诊断（FD）方法。根据所提出的方法，为了定义FD指数，通过简单的三角函数来估计转换器输出电流的相角。所提出的FD方法适应性强，简单，能够检测多个断开开关故障并且对于负载操作变化具有鲁棒性。将FD牢记为容错控制算法的必要组成部分，FD块应用于五相转换器，该转换器为多相容错PM电动机驱动器提供非正弦不平衡电流波形。为了研究FD技术的性能，本文开发了带有嵌入式FD块的五相无刷直流（BLDC）电动机的容错滑模\ udcontrol（SMC）。\ ud对理论进行了解释，从五相BLDC电动机获得的实验波形表明了所提出的FD方法的有效性。 FD算法在现场可编程门阵列（FPGA）上实现。

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