به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « fault detection » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »

  • قابلیت انتقال توان افزایش یافته با سیستم انتقال شش فاز امکان پذیر است اما به دلیل عدم وجود یک طرح حفاظتی مناسب برای ایمن سازی خط از 120 نوع خطای مختلف اتصال کوتاه احتمالی محبوبیت پیدا نکرد. این کار یک طرح حفاظتی با تبدیل موجک گسسته (موجک مادر db4) و یک شبکه عصبی مصنوعی (ANN) ارایه می کند. الگوریتم Levenberg-Marquardt برای آموزش شبکه های عصبی مصنوعی استفاده می شود. این طرح حفاظتی فقط به اطلاعات فعلی از پیش پردازش شده گذرگاه پایانی ارسال کننده نیاز دارد. برای تشخیص و طبقه بندی خطای تمامی 120 نوع خطا، یک ماژول ANN منفرد با شش ورودی و شش خروجی پیاده سازی شده است. برای تخمین مکان خطا در هر فاز، 11 ماژول ANN با شش خروجی، یکی برای هر یک از 11 نوع ترکیبی از خطاها، پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی MATLAB/SIMULINK تکنیک حفاظتی پیشنهادی پیاده سازی شده بر روی سیستم انتقال قدرت شش فاز آلگنی نشان می دهد که در تشخیص و طبقه بندی تمامی خطاها با پارامترهای خطای متغیر با دقت 99.76 درصد موثر و کارآمد است. مشخص شد که عملکرد ماژول های تخمین مکان خطا با داده های آموزشی بهتر و با داده های تست متوسط است.
    کلید واژگان: شبکه عصبی مصنوعی, تبدیل موجک گسسته, تشخیص, طبقه بندی خطا, تخمین مکان خطا, انتقال شش فاز}
    G. Vikram Raju *, N. Venkata Srikanth
    The enhanced power transfer capability is possible with the six-phase transmission system but it did not gain popularity due to the lack of a proper protection scheme to secure the line from 120 types of different possible short circuit faults. This work presents a protection scheme with discrete wavelet transform (db4 mother wavelet) and an artificial neural network (ANN). The Levenberg-Marquardt algorithm is used for training the ANNs. This protection scheme requires only the pre-processed current information of the sending end bus. For fault detection and classification of all 120 fault types, a single ANN module is implemented with six inputs and six outputs. For fault location estimation in each phase, 11 ANN modules with six outputs are implemented, one for each of the 11 types of combination of faults. The MATLAB/ SIMULINK simulation results of the proposed protection technique implemented on the six-phase Allegheny power transmission system show that it is effective and efficient in detecting and classifying all the faults with varying fault parameters with an accuracy of 99.76%. It is found that the performance of the fault location estimation modules is better with the training data and moderate with the testing data.
    Keywords: Artificial Neural Network, Discrete wavelet transform, Fault detection, classification, Fault location estimation, Six-phase transmission}
  • علیرضا یعقوبی، محسن محمدی*
    خطاهای سیستم که معمولا منجر به تغییر در پارامترهای حیاتی سیستم یا حتی دینامیک سیستم می شود، ممکن است منجر به کاهش عملکرد و شرایط عملیاتی ناایمن شود. تشخیص خطا نقش مهمی در تضمین ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم برای وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین ایفا می کند. شبکه های عصبی مصنوعی پتانسیل خوبی برای تشخیص و جدا سازی خطا در فرایندهای پیچیده را دارند. در این مقاله یک مشاهده گر مبتنی بر شبکه عصبی تطبیقی ارائه شده است که در این مطالعه، شبکه عصبی تطبیقی به عنوان یک سیستم یادگیری هوشمند برای تشخیص و جداسازی خطای حسگر و عملگر در یک مدل دینامیکی غیرخطی وسیله نقلیه هوایی بدون سرنشین طراحی شده است. به دلیل غیرخطی بودن سیستم، پارامترهای وزن شبکه عصبی با استفاده از کالمن فیلتر توسعه یافته به روز می شوند که این کار باعث افزایش نرخ همگرایی شبکه عصبی می شود. مجموعه ای از خطاهای ناگهانی و متناوب برای ارزیابی روش به یک مدل دینامیکی غیرخطی مالتی روتور تمایل یابنده اعمال می شود. به دلیل نرخ بالای بروزرسانی وزن های شبکه عصبی، روش پیشنهادی قادر است خطاهای ناگهانی و متناوب را بادقت و سرعت مناسب تشخیص دهد. نتایج شبیه سازی عددی نیز برای نشان دادن عملکرد روش پیشنهادی آورده شده است که نشان از عملکرد مناسب این طراحی دارد.
    کلید واژگان: تشخیص خطا, روتور تمایل یابنده, شبکه عصبی تطبیقی, کالمن فیلتر توسعه یافته, سیستم غیر خطی}
    Alireza Yaghubi, Mohsen Mohammadi *
    System faults, usually lead to changes in critical system parameters or even system dynamics, may lead to reduced performance and unsafe operating conditions. Fault detection plays an important role in ensuring system safety and reliability for unmanned aerial vehicles. Artificial neural networks have a good potential to detect and isolate errors in complex processes. In this paper, an observer based on adaptive neural network is presented. In this study, the adaptive neural network is designed as an intelligent learning system to detect and isolate sensor and actuator error in a nonlinear dynamic model of an unmanned aerial vehicle. Due to the nonlinearity of the system, the weighting parameters of the neural network are updated using the extended Kalman filter, which increases the convergence rate of the neural network. A set of sudden and intermittent faults is applied to a nonlinear dynamic model of a tilting multirotor to evaluate the method. Due to the high rate of updating the neural network weightings, the proposed method is able to detect sudden and intermittent faults with appropriate accuracy and speed. Numerical simulation results are also given to show the performance of the proposed method. which shows the proper performance of this design.
    Keywords: Fault Detection, Tilting Rotor, Adaptive Neural Network, Extended Kalman Filter, Nonlinear System}
  • احسان مرادی*، رضا مرادپور
    در این مقاله پس از بررسی انواع روش های موجود برای تشخیص خطای کلید الکترونیک قدرت مبدل پل متوالی، یک روش حوزه زمانی که از شکل موج های ولتاژ و جریان برای تشخیص خطا استفاده می کند برای تشخیص خطا ارائه می گردد. روش های حوزه ی زمانی برای تشخیص خطا نیازمند شکل موج های خروجی ولتاژ و جریان مبدل پل متوالی هستند. وقتی که خطای رخ داده در کلید الکترونیک قدرت از نوع اتصال کوتاه باشد بهترین روش تشخیص خطا، استفاده از راه اندازهای گیت پیشرفته است که به سرعت و در کم تر از 10 میکروثانیه رخداد خطای اتصال کوتاه را تشخیص می دهند. برای خطای مدار باز استفاده از روش های پاسخ فرکانسی، روش برپایه الگوریتم هوشمند و روش-های حوزه زمانی مرسوم هستند. این روش ها برای تشخیص خطا به بیش از 10 میکرو ثانیه زمان لازم دارند. روش ارائه شده در این مقاله برای هر دو نوع خطای اتصال کوتاه و مدار باز کاربرد دارد. به دلیل انعطاف پذیری مدولاسیون برداری در دست کاری وضعیت های کلیدزنی روش ارائه شده برای تشخیص خطا در این مقاله با استفاده از مدولاسیون برداری قابل پیاده سازی است. در شبیه سازی روش ارائه شده در این مقاله در نرم افزار متلب/ سیمولینک در زمان کم تر از 760 میکرو ثانیه خطای مبدل پل متوالی تشخیص داده می شود.
    کلید واژگان: مبدل پل متوالی, خطای مدار باز, تشخیص خطا, راه انداز گیت, خطای اتصال کوتاه}
    Ehsan Moradi *, Reza Moradpour
    In this article, after reviewing the various methods available to detect the fault of the power electronic switch of the sequential bridge converter, a time domain method that uses the waveforms of voltage and current to detect the fault is presented. Time domain methods for fault detection require output waveforms of voltage and current of the sequential bridge converter. When the error occurred in the power electronic switch is of short circuit type, the best error detection method is to use advanced gate starters that quickly detect the short circuit error in less than 10 microseconds. For open circuit error, using frequency response methods, smart algorithm based method and time domain methods are common. These methods require more than 10 microseconds to detect the error. The method presented in this article is applicable to both types of short circuit and open circuit faults. Due to the flexibility of vector modulation in manipulating keying situations, the method presented for error detection in this article can be implemented using vector modulation. In the simulation of the method presented in this article in MATLAB/Simulink software, the error of the consecutive bridge converter is detected in less than 760 microseconds.
    Keywords: Cascaded H-Bridge, Multilevel Inverter, Open Ciruit Fault, Fault Detection, Gate Driver, Short Circuit Fault}
  • زهرا مروج*، امیر ایمانی، محمد پازکی
    در سالیان اخیر استفاده از خطوط DC جهت اتصال منابع تولید پراکنده از قبیل مزارع بادی فراساحلی با رشد روزافزونی روبه روست. یکی از چالش های حفاظت خطوط DC مربوط به خطوط ترکیبی کابل های زیرزمینی و خطوط هوایی می باشد. در این مقاله، روشی نوین جهت شناسایی و طبقه بندی خطای خطوط DC ترکیبی به کمک ابزارهای پردازش سیگنال در حوزه زمان و با استفاده از داده های یک پایانه ارائه شده که دارای مزایایی از قبیل سادگی پیاده سازی، سرعت بالای شناسایی، فرکانس پایین نمونه برداری و مقاومت مناسب در برابر نویز می باشد. به وسیله انجام شبیه سازی های متعدد در محیط نرم ا فزاری PSCAD و پیاده سازی الگوریتم حفاظتی در محیط نرم افزاری MATLAB، تاثیر پارامترهای خطا همچون مقاومت، نوع و محل وقوع خطا بر عملکرد طرح حفاظتی پیشنهادی مورد صحت سنجی قرارگرفته است. همچنین کارآمدی روش پیشنهادی در سناریوهای مختلف بهره برداری از خطوط ترکیبی همچون تغییر طول خط انتقال، تغییر درصد خطوط کابلی و هوایی و افزایش تعداد بخش های خطوط مورد بررسی قرار گرفته و نشان دهده عملکرد قابل قبول آن می باشد.
    کلید واژگان: خطوط HVDC, شناسایی خطا, طبقه بندی خطا, روش ITD, خطوط انتقال ترکیبی}
    ZAHRA MORAVEJ *, Amir Imani, Mohammad Pazoki
    The growth of exploitation of distributed generation sources (DGs) such as offshore wind farms makes DC networks an interesting alternative to conventional AC grids. But protection of DC lines is one of the main challenges of these grids especially in hybrid non-homogenous corridors including underground cables and overhead lines. In this paper, a new single-end time domain-based protection scheme for fault detection and classification is presented with remarkable features such as easy implementation, low computation burden, low sampling frequency, no setting parameters requirement, and also appropriate performance in noisy conditions. To validate the proper performance of the proposed scheme, several scenarios are simulated including internal and external DC, AC faults, and severe load variations in EMTDC/PSCAD software environment. Also, some hybrid line scenarios such as line length variation, OHL or Cable length changes, and increasing the number of line segments are investigated. The result shows desirable performance in various conditions.
    Keywords: HVDC Line, Fault Detection, Fault Classification, ITD, Non-Homogenous Line}
  • سجاد روشن روان، سعید شمقدری*
    در این مقاله، به ارائه روشی جهت طراحی سیستم کنترل وضعیت ردیاب بهینه برای پرنده کوادروتور که در معرض عیوب اجزا و عملگر قرار دارد پرداخته شده است. روش کنترل تحمل پذیر عیب یکپارچه پیشنهادی مبتنی بر یادگیری تقویتی ایمن ارائه شده است و قادر است بدون نیاز به شناخت قبلی از دینامیک پرنده، قیود ورودی و حالات را تضمین نماید. به این منظور، روش بهینه پیشنهادی با ساختار شبکه عصبی دوگانه شامل شبکه های عصبی شناساگر-نقاد ارائه شده است. در قانون به روزرسانی وزن های شبکه شناساگر علاوه بر متغیر در نظر گرفتن ضریب فراموشی از روش پاسخ تجربه استفاده شده که باعث افزایش سرعت همگرایی و مقاومت نسبت به نویز اندازه گیری و کاهش خطای تخمین می شوند. در این روش، حل مسئله کنترل ردیاب وضعیت بهینه تحمل پذیر عیب در حالت مقید با حل مسئله پایدارسازی بهینه نامقید برای یک سیستم افزوده معادل می شود که در آن قیود ورودی کنترلی و حالات به ترتیب با انتخاب تابع هزینه مناسب بر سیگنال ورودی و توابع کنترل مانع مناسب بر حالات، تضمین داده می شوند. همچنین آشکارسازی وقوع عیب بدون نیاز به هیچ گونه بانکی از مدل یا فیلتر و صرفا با مقایسه مقدار باقی مانده معادله همیلتون-ژاکوبی-بلمن با یک آستانه از پیش تعیین شده انجام می پذیرد. پایداری فراگیر یکنواخت وزن های هر دو شبکه و درنتیجه همگرایی قانون کنترل به پاسخ بهینه با استفاده از قضیه لیاپانوف اثبات و با استفاده از نتایج شبیه سازی صحت عملکرد آن نشان داده شده است.
    کلید واژگان: کنترل وضعیت کوادروتور, عیوب اجزا و عملگر, کنترل بهینه تحمل پذیر عیب, آشکارسازی وقوع عیب, یادگیری تقویتی ایمن}
    Sajad Roshanravan, Saeed Shamaghdari *
    In this article, a method for designing a fault-tolerant optimal attitude tracking control (FTOATC) for a quadrotor UAV subject to component and actuator faults is presented. The proposed fault-tolerant method is based on safe reinforcement learning (SRL) and is capable of ensuring input and state constraints without the need for prior knowledge of the quadrotor dynamics. To this end, the proposed optimal method is presented with a dual neural network (NN) structure consisting of identifier-critic neural networks. In the identifier NN update law, in addition to considering the variable forgetting factor dependent on measurement noise, the experience response method is used, which increases convergence speed and robustness to measurement noise and reduces estimation error. In this method, solving the constrained FTOATC problem is equivalent to solving an unconstrained optimal stabilization problem for an augmented system, where control input constraints and states are guaranteed by selecting suitable cost functions on the input signal and appropriate control barrier functions (CBF)on the states, respectively. Furthermore, fault detection is performed without the need for any model or filter bank, simply by comparing the residual value of the Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) equation with a predetermined threshold. The Uniformly Ultimately Boundedness (UUB) of identifier and critic NN weight errors and, as a result, the convergence of the control input to the neighborhood of the optimal solution are all proved by Lyapunov theory and the performance of the method is validated through simulation results.
    Keywords: Quadrotor attitude control, Component, actuator faults, Fault-tolerant optimal control, Fault detection, Safe reinforcement learning}
  • Satyaprasad Mohapatra, Akshaya Kumar Patra *, Debswarup Rath

    The design of a Spotted Hyena Optimization Algorithm-Variable Parameter Tilt Integral Derivative with Filter (SHO-VPTIDF) controller for improved performance and enhanced devaluation of harmonic components of grid-connected photovoltaic systems is the main objective of the suggested manuscript. The SHO-VPTIDF controller is proposed by reformulating Tilt Integral Derivative Controller with Filter (TIDCF). The TIDCF is characterized by longer simulation time, lower robustness, longer settling time, attenuated ability for noise rejection, and limited use. This research gap is addressed by replacing the constant gains of TIDCF by variable parameter tilt integral derivative with filter. The VPTIDF replaces the constant gains of TIDCF with error varying control parameters to improve the robustness of the system. The photovoltaic system with nonlinearities causes power quality issues and occasional faults, which can be detected by using Levenberg-Marquardt Algorithm (LMA) based machine learning technique. The novelties of the proposed manuscript including improved stability, better robustness, upgraded accuracy, better harmonic mitigation ability, and improved ability to handle uncertainties are verified in a Matlab simulink environment. In this manuscript, the SHO-VPTIDF and the Direct and Quadrature Control based Sinusoidal Pulse Width Modulation (DQCSPWM) method are employed for fault classification, harmonic diminishing, stability enhancement, better system performance, better accuracy, improved robustness, and better capabilities to handle system uncertainties.

    Keywords: SHO-VPTIDF, Fault Detection, Harmonic Mitigation, Improved Performance, Enhanced Stability, Non-Ideal Boost Converter}
  • Shankarshan Prasad Tiwari*

    In recent years, due to the widespread applications of DC power-based appliances, the researchers attention to the adoption of DC microgrids are continuously increasing. Nevertheless, protection of the DC microgrid is still a major challenge due to a number of protection issues, such as pole-to-ground and pole-to-pole faults, absence of a zero crossing signal, magnitude of the fault current during grid-connected and islanded mode, bidirectional behaviour of converters, and failure of the converters due to enormous electrical stress in the converter switches which are integrated in the microgrid.  Failure of the converter switches can interrupt the charging of the electrical vehicles in the charging stations which can affect transportation facilities. In addition to the above mentioned issues protection of the DC microgrid is more challenging when fault parameters are varying due to dissimilar grounding conditions and varying operational dynamics of the renewable sources of energy. Motivated by the above challenges a support vector machine and ensemble of k-nearest neighbor based protection scheme has been proposed in this paper to accurately detect and classify faults under both of the modes of operation. Results in the section 5 indicate that performance of the protection scheme is greater as compared to other algorithms.

    Keywords: DC Microgrid, Fault Detection, Support Vector Machine, Ensemble Of K-Nearest Neighbor, Grid Connected, Islanded Mode}
  • Alireza Sistani, Seyed Amir Hosseini *, Vahideh Sadat Sadeghi, Behrooz Taheri
    DC microgrids have emerged as a promising solution to provide reliable and efficient power for various applications. However, similar to any power system, DC microgrids are prone to faults that can disrupt their performance. Accordingly, the lack of publication of sufficient standards and guidelines for the protection of DC microgrids makes it necessary to develop protection methods in these networks. Therefore, the purpose of this paper is to create a new fault detection method in islanded DC microgrids. In this method, the current signal samples are entered into a chaotic state, and using the feature of sensitivity to the initial conditions of this method, it accurately identifies the fault. In this case, the signal undergoes a very large chang during the fault, which is easily visible compared to the normal state. It should be noted that, unlike other methods, in the proposed method in this paper, only one measurement unit is used in the DC bus for sampling signals. Therefore, there is no need to use communication links in the proposed method. The proposed method has been implemented using MATLAB/Simulink software on a sample DC microgrid. The results show that the proposed method is capable to detect pole-to-pole and pole-to-ground faults on the microgrids and also faults on the distributed generations and electrical vehicles. Also, results prove that this method is resistant to the operational uncertainty of distributed generations, electrical vehicles, and the destructive effects of noise on the sampled signals.
    Keywords: DC Microgrid, Chaos Theory, Fault Detection, White Gaussian Noise, Uncertainty}
  • محمدحسین یزدی، مهدی علیاری شوره دلی*، اشکان موسویان

    تشخیص و اصلاح عیوب شمع ها در جلوگیری از مسائل موتور که می تواند منجر به عواقب عملیاتی و مالی قابل توجهی شود، بسیار مهم است. برای افزایش دقت و استحکام تشخیص عیب شمع، این تحقیق یک رویکرد ترنسفورمر پیچشی را معرفی می کند که از نقاط قوت شبکه های عصبی و ترنسفورمرها استفاده می کند تا به طور موثر وابستگی های زمانی محلی و طولانی را در علامت های صوتی شمع ها ثبت کند. نتایج این رویکرد پیشگامانه، همانطور که در جداول و شکل های همراه ارائه شده است، عملکرد برتر آن را نشان می دهد و به دقت چشمگیر 97.1% در مسئله چالش برانگیز طبقه بندی 4 کلاس صرفا با استفاده از علامت های صوتی دست یافته است. این دستاورد نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در حوزه تشخیص عیب شمع است، با ظرفیت راه اندازی روش های تشخیصی مطمئن تر و دقیق تر، که در نهایت به جلوگیری از خرابی های پرهزینه موتور و افزایش طول عمر موتور کمک می کند. همانطور که صنعت خودرو به تکامل خود ادامه می دهد، پذیرش روش های یادگیری عمیق مانند مبدل‏ های ضرب پیچشی یک راه امیدوارکننده برای افزایش قابلیت اطمینان و عملکرد موتورهای احتراق داخلی ارائه می دهد و اهمیت این تحقیق را در زمینه پیشرفت های آینده خودرو برجسته می کند.

    کلید واژگان: تشخیص عیب, شمع موتور, داده های صوتی, ترنسفورمر پیچشی, یادگیری ماشین}
    Mohammadhossein Yazdi, Mahdi Aliyari-Shoorehdeli *, Ashkan Moosavian

    Detecting and rectifying spark plug faults are pivotal in preventing engine-related issues that can have substantial operational and financial consequences. To improve the accuracy and robustness of spark plug fault diagnosis, this research introduces a novel Convolutional Transformer approach that leverages the strengths of Convolutional Neural Networks and Transformers, which effectively capture both local and extended temporal dependencies within spark plug acoustic signals. The results of this groundbreaking approach, as presented in accompanying tables and figures, demonstrate its superior performance, achieving an impressive 97.1% accuracy in a challenging 4-class classification scenario using solely acoustic signals. This achievement signifies a significant advancement in spark plug fault detection, potentially ushering in more reliable and precise diagnostic methods, ultimately contributing to the prevention of costly engine breakdowns and the extension of engine lifespan. Deep learning techniques such as Convolutional Transformers offer a promising way to improve the reliability and performance of internal combustion engines as the automotive industry continues to evolve, highlighting the importance of this research for future automotive developments.

    Keywords: Fault Detection, Engine Spark Plug, Acoustic Signal, Convolutional Transformer, Machine Learning}
  • Z. Khodadadi, M. S. Owlia *, A. Amiri
    This study focuses on utilizing image data for statistical process control and improving quality monitoring in manufacturing and service systems. The effectiveness of individual and combined feature extraction methods is evaluated, with the Wavelet-Fourier approach identified as the most suitable. The proposed method not only identifies image processing issues but also provides valuable information for estimating change points, fault locations, and fault sizes. This enables the resolution and prediction of faults, leading to cost and time savings in production. To perform evaluation of the proposed method, an image from a tile production line is subjected to Wavelet transform, followed by Fourier transform on the obtained coefficients. The results demonstrate the superiority of the Wavelet-Fourier method over individual methods such as Fourier transform and Wavelet transform. The proposed method exhibits comparable or improved performance in fault detection and localization compared to similar research. This study highlights the potential of utilizing image data for statistical process control and quality monitoring, offering a comprehensive solution for fault detection and analysis. The findings contribute to advancements in image processing techniques and have practical implications for enhancing quality monitoring in various industries. By leveraging image data, manufacturers can make informed decisions, enhance process performance, and improve overall product quality.
    Keywords: Quality performance, Imaging technologies, Feature Extraction, Statistical process control, Online process monitoring, Wavelet-Fourier Method, Fault detection, localization}
  • Reza Ghadirinezhad, Mohammad Hoseintabar-Marzebali *

    Wound rotor induction machine (WRIM) has been extensively used in different applications such as medium-power wind turbines and traction systems. Since these machines work under harsh and difficult conditions, condition monitoring of such systems is crucial. Different electrical and mechanical signatures of machines were used for electrical and mechanical fault detection in electrical machines such as vibration, acoustic emission, stray flux, and stator current signature. In recent years, stator current signature analysis due to simplicity, cost-effectiveness, and availability has been considered for fault detection process in comparison with previous conventional methods such as acoustic and vibration. In this paper, a high-resolution technique based on the chirp-Z transform is used for rotor asymmetry fault (RAF) detection in induction machines through stator current signature analysis. In this regard, the Teager-Kaiser energy operator (TKEO) technique for demodulation fault characteristic frequency is used as a pre-processing stage to avoid leakage of the supply frequency. The method has better accuracy due to better spectral resolution and resolvability. Furthermore, computational complexity in the proposed method will be reduced in comparison to the previous conventional ones which have used the Fast Fourier transform (FFT). The proposed technique is tested through synthetic and experimental stator current of WRIM in healthy and faulty conditions with different rotational speeds and fault severities. The results show the validity of the proposed method in rotor asymmetry fault detection through the stator current signature of WRIM.

    Keywords: Fault Detection, Condition Monitoring, Stator Current Signature Analysis}
  • Abbas Ehsani-Seresht *, Ali Bolourian, Reza Roshanfekr
    One of the most common causes of vibration in rotating machines is the misalignment fault. The Motor Current Signature Analysis (MCSA) is an excellent method for the detection of the misalignment fault on those electric machines whose current signals are practically available. This paper aims to extend the application of the MCSA method to non-electric rotating systems for the detection of the misalignment fault between the driver machine and the driven machine. For this, a small brushless direct current (BLDC) motor was connected to the driver machine. Then, by using the Fast Fourier Transform and Wavelet Packet Transform the current signal of the BLDC motor was analyzed to detect the misalignment fault. In addition, a fault detection indicator was provided using the energy of the current signal. For the evaluation of the proposed method, an experimental setup was provided. The driver machine of the setup was an induction machine. So, it was possible to investigate the misalignment fault through both the BLDC motor and the induction motor. The results showed that the misalignment fault can be detected by the current signal of the BLDC motor as well as the current signal of the driver machine.
    Keywords: Condition monitoring, Fault detection, Fast Fourier Transform, Wavelet packet transform}
  • M. Arehpanahi *, M. Zare Ravandy
    In this paper, a new online technique for Hall Effect sensor fault diagnosis in brushless DC (BLDC) motor is proposed. The proposed technique is based on phase current waveform analysis and does not need any Hall sensor information. The normalized phases current values are analyzed per and post-sensor fault in every cycle. Using a definition of suitable conditions and threshold values for normalized currents values, all sensor fault types (i.e. set to 0 and 1) could be detected and located online effectively. The main contribution of this paper is introducing an online BLDC sensor fault detection and location technique under low-speed operation and transient conditions. Simulation results show the effectiveness of the proposed technique in all of the sensor faults types diagnosis without any sensor output value information. Two different types of BLDC motors are considered for fault diagnosis using the proposed technique. Simulation results during starting and low-speed operations of BLDC motor are well confirmed by the experimental results.
    Keywords: Brushless DC Motor, fault detection, Hall sensor fault, Normalized Current, Online Location}
  • شهریار شیردل، مزدک تیمورتاشلو*، محمد محمدیون، عبدالرضا علوی قره باغ

    با توجه به کاربرد گسترده موتور های الکتریکی در صنایع گوناگون، بررسی شرایط و تشخیص ایراد احتمالی آن در مراحل اولیه یکی از مهمترین اهداف تجهیزات هوشمند پایش موتورهای صنعتی در کارخانه های مدرن می باشد. بلبرینگ ها از جمله قطعات مکانیکی هستند که رخداد ایراد در آن ها حین کار متداول است. ایرادات مکانیکی موتور الکتریکی به صورت لرزش در موتور خود را نشان می دهند که این امر می تواند به تشخیص ایراد رخ داده خصوصا در مراحل اولیه کمک کند. علاوه بر آن نویز موجود در محیط های صنعتی نسبت به سایر سیگنال ها معمولا تاثیر کمتری بر لرزش می گذارد، زیرا لرزش مستقیما از بدنه موتور ویا پایه آن استخراج می گردد. با توجه به این توضیح در این تحقیق یک روش تشخیص ایراد یاتاقان با استفاده از تبدیل موجک سیگنال لرزش در موتور های القایی پیشنهاد شده که می تواند با دقت بسیار بالا، ایراد را شناسایی کند. روش پیشنهادی در نرم افزار Matlab پیاده سازی شد و نتیجه به دست آمده از آن روی داده های لرزش در دو پایگاه داده مختلف، با آخرین مقالات این حوزه مقایسه و بر اساس معیارهایی مانند دقت و صحت کارایی روش پیشنهادی اثبات و مزایای آن مانند سرعت بالا، محاسبات کم و مقاوم بودن آن در برابر نویز محیط نیز نشان داده شد.

    کلید واژگان: تشخیص ایراد, موتور القایی, تبدیل موجک, یادگیری ماشین, سیگنال لرزش}
    Shahryar Shirdel, Mazdak Teimoortashloo*, Mohammad Mohammadiun, Abdorreza Alavi Gharahbagh

    Due to the widespread use of electric motors in various industries, checking the conditions and diagnosing its possible faults in the early stages is one of the most important goals of intelligent industrial monitoring equipment in modern factories. Bearings are one of the mechanical parts that often fail during operation. The mechanical faults of the electric motor show themselves as vibration in the motor, which can be used to diagnose the fault, especially in the early stages. In addition, noise in industrial environments usually has less impact on vibration because vibration is extracted directly from the motor body or its base. According to this explanation, in this research, a bearing fault detection method is proposed using wavelet transform of the vibration signal in induction motors, which can detect the defect with very high accuracy. The proposed method was implemented on two different databases using Matlab 2021. The obtained results, compared with the latest articles in this field, confirmed the effectiveness of proposed method based on criteria such as accuracy and correctness. In the meantime, the advantages of proposed method, such as high speed, low calculations and its robustness to noise, were also shown.

    Keywords: Fault detection, Induction motor, Wavelet transform, Machine learning, Vibration signal}
  • R. Kumar, M. A. Chaudhari, P. Chaturvedi, K. S. Raja Sekhar

    Fault detection and its restoration is the major challenge for the smooth functioning of the Multi-Level Inverter (MLI). In this paper, fault detection and its clearance scheme for an Open Circuit (OC) fault on a 3-level 5-level Cascaded H-Bridge Multi-Level Inverter (CHBMLI) has been developed and tested to improve the reliability and suitability of the system. An accurate and fast detection, isolation and bypassing of faulty bridges enhance the reliability, suitability, and acceptability of CHBMLI in any domestic, industrial drive applications. To reschedule the line voltage and current value close to the pre-fault level, a Neutral Point Shift (NPS) technique is presented in this paper. The desired output voltage is governed by Level Shift Pulse Width Modulation (LSPWM) technique. The proposed scheme is developed in MATLAB/Simulink environment and results are validated by using Opal-RT simulator. Simulation results has confirmed the performance and Opal-RT simulator results shows feasibility and applicability of the proposed scheme.

    Keywords: Cascaded Multi-level Inverter, Level Shift PWM Technique, Fault Detection, Fault Tolerant, Neutral Point Shift Technique}
  • مصطفی دودانگه، نوید غفارزاده*

    در این مقاله روشی جدید جهت تشخیص خطا و تعیین محل خطا در ریزشبکه سولار MTDC ارایه شده است. مسایلی از جمله گسترش منابع تولیدات تجدیدپذیرو بارهای DC و تلاش برای افزایش کیفیت توان و کاهش اثرات زیست محیطی تولید برق باعث گسترش شبکه های سولار شده است. تشخیص انواع و محل خطا جهت تداوم سرویس دهی و جلوگیری از خرابی بیشتر و تقویت ویژگی انتخابگری حفاظت مورد اهمیت است. در این روش یک کیت مداری به شبکه متصل می شود. در صورت رخداد خطا در شبکه با عبور جریان از کیت های متصل شده و اندازه گیری امواج سیار مشتق جریان خطا و اعمال آن به یک فیلتر ریخت شناسی ریاضی، تشخیص خطا صورت می گیرد. تعیین محل خطا با استفاده از معادلات مداری و محاسبات جریانی صورت می گیرد. خطاهای اتصال قطب مثبت به زمین (PG)، اتصال قطب منفی به زمین (NG) و اتصال قطب مثبت به منفی (PN) به عنوان اغتشاشات خط DC در نظر گرفته شد. در تعیین نوع خطا از خروجی فیلتر ریخت شناسی ریاضی و تحلیل انرژی سیگنال استفاده شده است. روش ارایه شده در یک ریزشبکه MTDC متصل به منابع ذخیره کننده و تجدیدپذیر انرژی با خطاهای بسیاری آزموده شد. نتایج بیان کننده صحت روش پیشنهادی است. این روش نسبت به نویز با نسبت سیگنال به نویز بین 10 تا 70 درصد و تغییرات فرکانس نمونه برداری از 5/0 تا 50 کیلوهرتز و مقاومت خطا تا 100 اهم به صورت مقاوم عمل می کند و درصدخطای روش پیشنهادی کمتر از 3 درصد می باشد. در خطاهای با امپدانس بالا تا 1000 اهم عملکرد بسیار خوب بوده و در بدترین شرایط خطا کمتر از 7 درصد است.

    کلید واژگان: حفاظت ریزشبکه سولار MTDC, انرژی سیگنال, فیلتر ریخت شناسی ریاضی, دسته بندی خطا, تشخیص و تعیین محل خطا, فیزلت آنلاین و تزریق جریان}
    Mostafa Dodangeh, Nzvid Ghaffarzadeh*

    In this paper, a new method for detection and fault location and classification in MTDC solar microgrid is presented. Some issues such as expanding renewable energy sources and DC loads and efforts to increase power quality and reduce the environmental impact of electricity generation have led to the expansion of solar networks. Identifying the types and locations of faults is important to ensure service continues and to prevent further breakdowns and the increasing the protection’s selectivity characteristic. In this method, an orbital kit is connected to the network. In the fault occurrence time in the network, the fault is detected by passing a current through the connected kits and measuring the traveling waves derived from the fault current, and applying it to a mathematical morphological filter The location of the error is determined using orbital equations and flow calculations. Mathematical morphology filter output and signal energy analysis were used to determine the type of faults. The method presented in an MTDC microgrid connected to energy storage and renewable sources was tested with many faults. The results indicate the accuracy of the proposed method. This method is resistant to changes in arcs resistance (up to 100 ohms), and has a very good performance in high impedance faults conditions(up to 1000 ohms).

    Keywords: DC solar microgrid protection, signal energy analysis, fault classification, fault detection, location, current injection kit, online phaselet, mathematical morphology filter}
  • S. Prasad Tiwari*

    In spite of the numerous benefits over the traditional power distribution system, protection of the microgrid is a challenging and complex task. The varying fault resistances due to dissimilar grounding conditions can affect the performance of the protection scheme. Under such conditions, the magnitude of the fault current can vary from lower to higher level. In addition to the above, the dissimilar magnitude of fault current during grid connected and islanded mode demands a protection scheme that can easily discriminate the mode of operation. The magnitude of fault current in grid-connected and islanded modes needs a robust protection scheme. In this regard, an ensemble of subspace kNN based robust protection scheme has been proposed to detect the faulty conditions of the microgrid. The tasks of the mode detection, fault detection/classification as well as faulty line identification has been carried out in the proposed work. In the proposed protection scheme, discrete wavelet transform (DWT) has been used for processing of the data. After recording the voltage and current signals at bus-1, the protection scheme has been validated. The validation of the protection scheme in Section 6 reveals that the protection scheme is efficiently working.

    Keywords: Fault Detection, classification, Grid-connected, Islanded Mode, Ensemble of kNN, Microgrid, Faulty Line Identification}
  • محمدعلی صندیدزاده*، محمدرضا داودی

    از مهم ترین بخش های ایمنی هر شبکه ریلی درکشور های مختلف سیستم ترمزگیری است. کلیه مراحل به کارگیری ترمز در سیستم های مدرن با کمک سیستمی به نام ATP صورت می گیرد. این سیستم از واحدهای مختلفی تشکیل شده است. یکی از مهم ترین بخش ها، واحد دیجیتال ورودی- خروجی حیاتی جهت کنترل و به کارگیری ترمز است که VDX نامیده می شود. ما ابتدا سیستم حفاظت خودکار قطار ساخت شرکت بمباردیه مورداستفاده در مترو تهران را تحلیل می کنیم. ازآنجایی که واحد VDX در این سیستم کنترل ترمز و درب های سمت راست و چپ قطار را بر عهده دارد، لذا پس از بررسی این واحد، طرحی ارایه شده که تمامی نکات ایمنی و قابلیت اعتماد در آن رعایت شده است. همچنین این طرح شامل دو پردازنده، 4 مدار رابط ترمز، 2 مدار رابط کنترل کننده درب های راست و چپ، 6 رله، 6 درایور، 3 سنسور جریان، فیدبک فشار لوله های سیستم ترمزی و به ازای هر درب 1 سوییچ است. ابتدا وضعیت سوییچ های درب های سمت راست و چپ بررسی می شوند، اگر درب ها بسته باشد ترمزها آزاد و اگر درب ها باز باشند، ترمزها درگیر می شوند. همچنین هرچند میلی ثانیه یک بار وضعیت درب ها چک می شود و باز شدن درب ها را به عنوان یک خطا تلقی می کند. سیستم دارای دو واحد پردازنده کنترلی، یک واحد تشخیص خطا، مدارات رابط ترمز و رابط درب های سمت راست و چپ است. این واحد بر اساس سیگنال های High-Low رسیده از طرف پردازنده های کنترلی بر پردازنده ها، بر اساس سیگنال های ارسالی سنسورها بر درایورها، رابط ترمز و رله ها و بر اساس جریان سوییچ ها بر درب های راست و چپ نظارت می کند.

    کلید واژگان: ترمز, VDX, کنترل درب های راست و چپ, مدار رابط ترمز, تشخیص و ردیابی خطا}
    MohammadAli Sandidzadeh *, MohammadReza Davoodi

    One of the most important parts of the safety of each rail network is the fleet cruise control system. All break application processes are carried out in today's modern systems with the help of a system called ATP. This system consists of several units. One of the most important parts of this system is vital digital input and output unit for brake control, which is called VDX. We analyze the automatic train protection system of the made by the Bombardier Company, which is used in the Tehran Metros. Since the VDX unit in this system is responsible for controlling the emergency brakes and the right and left train doors, after examining the unit in this system, a design is presented that, while simplicity all safety and reliability    considerations are observed. as well as the proposed design consists of two processors, four brakes, two controllers for the right and left doors, six relays, six drivers, three flow sensors, a pressure pipe for the brake system and a switch for each door. In addition, the proposed design consists of two processors; four break control circuits, two door controllers, six relays, six drivers, three current sensors, a pressure Cylinder pipe for the brake system, and one switch for each door. Initially, the status of the switches on the right and left doors is checked if the doors are closed, the brakes are released, and if the doors are open, the brakes are engaged. The door status is checked once several milliseconds and opening the doors are considered as an error. The designed system has two units, which act as processor and controller, a fault detection unit, brake interface circuits, and right and left door interface circuits. Fault detection and troubleshooting are performed alternatively within milliseconds. This unit monitors the processors based on high/low signals received from controllers of them. This system monitors the drivers, brake interface & relays via some dedicated sensors as well. Current of the switches help monitoring left and right sides door.

    Keywords: brake, VDX, brake interface circuit, left, right control, fault detection}
  • A. Zare, M. Simab *, M. Nafar
    Due to the growing demand in the electricity sector and the shift to the operation of renewable sources, the use of solar arrays has been at the forefront of consumers' interests. In the meantime, since the production capacity of each solar cell is limited, in order to increase the production capacity of photovoltaic (PV) arrays, several cells are arranged in parallel or in series to form a panel in order to obtain the expected power. Short circuit (SC) and open circuit (OC) faults in the solar PV systems are the main factors that reduce the amount of solar power generation, which has different types. Partial shadow, cable rot, un-achieved maximum power point tracking (MPPT) and ground faults are some of these malfunctions that should be detected and located as soon as possible. Therefore, effective fault detection strategy is very essential to maintain the proper performance of PV systems to minimize network interruptions. The detection method must also be able to detect, locate and differentiate between SC and OC modules in irradiated PV arrays and non-uniform temperature distributions. In this paper, based on artificial intelligence (AI) and neural networks (NN), neutrons can be utilized, as they have been trained in machine learning process, to detect various types of faults in PV networks. The proposed technique is faster than other artificial neural networks (ANN) methods, since it uses an additional hidden layer that can also increase processing accuracy. The output results prove the superiority of this claim.
    Keywords: Photovoltaic arrays, Fault detection, Machine learning, Neural network}
  • Das P. Chennamsetty*, Sravana K. Bali

    Symmetrical nature of mean of electrical signals during normal operating conditions is used in the fault detection task for dependable, robust, and simple fault detector implementation is presented in this work. Every fourth cycle of the instantaneous current signal, the mean is computed and carried into the next cycle to discover nonlinearities in the signal. A fault detection task is completed using a comparison of two sub cycle means, and the same concept is extended to faulty phase classification. Under various fault and system operating situations, the suggested technique is assessed for regular faults, remote end faults, high resistive faults, and high impedance arcing faults. This paper's extensive case studies illustrate the suggested scheme's simplicity, computational flexibility, speed, and reliability. The suggested approach yields 100% consistent results in 4-8 msec detection time.

    Keywords: Shifting Window, Fault Detection, Remote End Fault}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال