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Mechanical systems and signal processing v.103, 2018년, pp.264 - 279   SCIE
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Demagnetization monitoring and life extending control for permanent magnet-driven traction systems

Niu, Gang (Corresponding author. ) ; Liu, Senyi ;
  • 초록  

    Abstract This paper presents a novel scheme of demagnetization monitoring and life extending control for traction systems driven by permanent magnet synchronous motors (PMSMs). Firstly, the offline training is carried to evaluate fatigue damage of insulated gate bipolar transistors (IGBTs) under different flux loss based on first-principle modeling . Then an optimal control law can be extracted by turning down the power distribution factor of the demagnetizing PMSM until all damages of IGBTs turn to balance. Next, the similarity-based empirical modeling is employed to online estimate remaining flux of PMSMs, which is used to update the power distribution factor by referring the optimal control law for the health-oriented autonomous control. The proposed strategy can be demonstrated by a case study of traction drive system coupled with dual-PMSMs. Compared with traditional control strategy, the results show that the novel scheme can not only guarantee traction performance but also extend remaining useful life (RUL) of the system after suffering demagnetization fault. Highlights A novel life extending control scheme for autonomous systems health management. First-principle modeling and simulation to extract an optimal control law. Data-driven empirical modeling for online monitoring and trigger control reconfiguration. A simulation experiment validation on PMSMs traction drive systems of rail vehicles. Performance is guaranteed and remaining useful life is extended for the whole system.


  • 주제어

    Traction drive system .   Permanent magnet synchronous motors (PMSMs) .   Insulated gate bipolar transistors (IGBTs) .   Demagnetization monitoring .   Life extending control.  

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