Intern ati o n a l  Jo u r n a l  of  P o we r El ec tr on i c an d D r i v e   S y stem   (I JPE D S)   V o l.  11 , N o . 2, Jun e   20 20 , pp . 61 1 ~ 61 I SSN 208 8-8 6 9 4 , D O I:  10. 115 91 /i jp e d s.v 1 1 .i2 . p p61 1-6 17          6 11     Jo urn a l  h o me pa ge : h t t p :/ /ijpe d s. i a e s c o re. c o m   Faul t tolerance of asymm e tri c al  si x- phase i n ducti on machi n duri n g si ngle open circu it fault  to three o p en  c i rcuit faults usin GUI       U n g ku Mo h a med  Isma i l Ad ria n  Ung ku Ab d u Ra hman 1 ,  Wa n No ra isha h Wa n A b d u Mun i m 2 ,   Ha ng  Sen g  Che 3 , Ma hd i Tous iza d eh 4 , K h a i rul  Sa f u an   M uha mm a d 5   1, 2, Fa c u l t y o f  Ele c t ric a l  En gi nee r in g,   Un ive r sit i   Te kn ol og i MARA  (Ui T M),  Ma l a y s ia   2,3 , UMPEDA C ,  University  of M a laya, K u ala  Lu mpur, Ma laysia       A r ticle In fo    A B S T RAC T   A r tic le  h i st o r y:  Rec e i v ed   O c t  2 1 ,  2 019  Rev i sed  D e c  15 , 20 19  A c ce p t ed  Jan  30 , 20 20      Th e f a ul to l e r a nce o f  mu l t i p h a se d r iv i s  favo urable in the indust ry for  it s   rel i abilit y and safet y  reas ons.  H o wever, from the  ed ucat ional  po i n t  of v i ew,   t h e post-fault capabili ty of  si x- phas e machi n e i s   st ill unclear . This  p a per   pres ents th fau l t to lera n c e  o f   asy mme t r ic al s i x-p h as e in du cti on  mach ine   (A6 -IM ) un der   o n e to thre e op en - c ircu it fa u l ts usi n g   Grap hi cal  U s e In terf ace   ( G U I ) .  I n  th is  st u d y ,  th c a p a bi li ty  of A6-IM has  been  in ter p reted through  simple and   u s er- frien dly   G U I help in g studen t s  to h a ve  be tter un d e rstand ing   on  th e cu rren t   limi ts  of A 6 -IM . The o p t im izat io n o f   po st-f au lt  curren t   references   i s  b a sed on  maxi mum  torque  ( M T)   an d min i mum  lo ss  (ML). This   wo rk pro v id es  GU I high ligh ting  th p o s t -f ault d e r a ting   o f   A 6 -IM  w i th singl e   i s olat ed   neu t ral (1N) i n  t w o di ffe re nt m o d e s na me ly   M T   an d ML   for  e d uc at io n a l pu rpose s .   Ke yw ords:   F a u l t- to le ra n c e   Gra p hic a l  use r   i n te rfa ce   S i x - ph as e ma c h i n es  Asy m me tric al  i n d u ct i on  machi n e s       Th is  is a n  o p en   acces s a r ticle   un d e r the   C C  B Y -SA  licens e   Corres p o n din g  A u t h or:   Wa n N o ra isha h   Wa n   A b dul  Mu ni m,   Fa cul t y   o f  Ele c t ri ca l En gine eri ng,    Uni v ersi t i   Te k nol ogi M A RA  (Ui T M),  K o le j A m ir a Uit m  P u n c ak  A l a m  R o ad 423 00   Sh ah   A l am,  Se la n gor,  M a l a y s ia   Emai l:  ai shah mu ni m@ ui tm.e du .m y       1.   IN TR O DUCTION    G r a p hi c U s er  Int e rface  ( G U I bene fi ts the  c o mput e r   gra p h i c s   fe at ure s  t o   bri dge  a ga p be twe e n   hu ma n s   a n d   c o mput e r s w i t h out  ge tt i n g the   use r  t o   fa ce  di ffic ult i es wi t h  t h prog ram m i n g  la n g u age  [1- 5 ] .   G U I can loa d , analyze r a data  as   input and  the  user-fr iend ly GU I allow s  modi f i cation of  any single  p a rame te r .   Mor e ov e r , G U I   a b l e   to si mu la te t h e p e rfo r m ance  of  a  mach in e  an it  ca b e  ex te nd ed  t o  o t h e a p p lic a tion s  a s  w e ll [ 6 ] .   H e nce ,  GU I  is a   u s e f u l  ai d   f o r t each ing  in   M a chin e s  a n d   D r i v e s  c o u r se  t o  v i su a l i z e   t h e pe rfo r ma nc e ca pa bi li t y  of mac h i n es   and   i s  more  a cce ssibl e t o   st ude nt wi th o u t  a   ba c k gro u n d   i n   p r og r a mming On e   p a r tic u l ar im port a n t  subje c t  i n   M a c h i n es  a n d D r iv es is t h e   top i c   ma c h in e s  it sel f M u l tiph a se  machi n e s  ha ve   be e n   i n tr oduc ed  si n c t h e be gi n n i ng o f   t h e 20t ce nt u r y [7,   8 ] In a d dit i on , mult i p hase   d r i v es   have  a  w i de d e gre e  o f   fre e d o m  w h ic c a n   b e  ut il i z e d  fo v a ri o u pur po se f o r ex am pl e fa ult  t o le ra nc whe n   t h e machi n e i s  in fa ul t c o n d i t i o n  [ 9 -1 2]. A m o ng  mult i p h a se machi n es,  those  wit h  a c o m b i n at io n o f  t h re pha ses s u ch  a s  si x,  ni ne , a n d   t w el ve  pha se are  b e ne fit e f r o m  the  e x i s ti n g  t h ree - p h ase  mac h ine  [1 3,  1 4 ]. In  te r m s of six - pha se   m a c h i n e s ,   t h e r e are   t h re e   ma in s t r eam six- ph a s e ma c h ine s   w h ich  ar e sy m m etr i ca l ( S 6 )   w i t h   angl di s p l ace me nt  60°, a s y mmet r i c a l  ( A 6 )  wi t h  a ngl d i spl ace me nt   3 0 °  a n dual  t h re e-pha se  (D 3 )   wi t h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I SSN : 2 088 -8 6 94  Int   J  P o w  Ele c   & D r i   S y st, V o l .  1 1 N o 2, Ju ne  20 2 0   :   6 1 1  –  617   61 2 angl e  di s p la ce ment   . T h i s   pape wi ll  foc u o n  t h e as y m me t r i cal  si x-pha se m a c h i n e  wit h  si ngl e  is ol at ed  neut ra l [13 ] .    S i ngle   i s ola t e d   ne utral  poi nt i m p r o v e s  fa ul t-t o l e rant   a s  i t  gi v e a ddi t i onal  deg r ee  of fre e d om [14 - 17 ].  Ho we ve r, i t  requi re s   ad di t i o n a l  c o nt rol   t o   re g u l a t e  the  z e ro  c u rre n t  s e que nc e   whic h ca use s  di st orti on  to     th e  p h ase   c u r r e n t s and  re su lt  i n  l o s s es [18 ,  19 ].  Thu s , in  the pr ev iou s  r e se arc h   lite r a t u re, th e   p o s t-fa u l t   for   A6 - IM  u nde r o n e   ope n - ci rc u i t  fa ul t  (O CF ) w i t h  si ngl isol at ed   neut ra has p r ovi de bet t e p e rformance  c o mpa r ed   t o  t w o i s ol at ed  ne ut ral s  [1 4,  2 0 ].    In a ddi t i on, t h e   possi bi l i t i e o f  ope n-ci rcui t  fa ul ca n occ u d u e  t o  a n   o p en - pha se  fa ul t  (O PF or  ope n   i s ol at e d  bip o l a tra n si st o r  (IGB T fa ult   [2 1- 24].  B e si des   t h at , OP F ca n ha ppe n w h e r e  one   o r  mo re   p h ase   con n ec t i o n (s )  bet w ee t h e m achi n e  an d   c onve rt er is ope n - ci rc uit e or  d u e t o   t h faul t  re co ver y  act i o n fr om  prot ec ti ve  devi ce [25 - 2 8 ]  or  p o o r   c o n n e c t i o n  i s sue s T h e r e f ore ,   i n   t h i s  pap e r,  OP F  wil l  be   dec l a r e d  as  O C F .   Au t h or [ 1 4 ,  29 30 h a v e   i nvest ig a t e d   th a t   fo r   sing l e  OCF of a n  asy m me tr ic al six - p h a se ma ch in e ,   t h ma xi mu cur r ent   a c h i e v a b l e   o u t p ut i s   69 .4 % for 1 N . Ho we ver,  f o e ducat i o nal  pu rpos e s t h e r e is  no fa ult   t o le ranc e  of A 6 -IM u nde 1  OC t o   3  OCF s   w i t h  G U t h a t   has  bee n   ye t rep o rt e d .   H e nc e ,   t h is  pape p r ese n ts  th e  po st -f au lt  ca p a b i lit y   o f  asy mme tr ic al   six - p h a se i nduc tio n  mac h i n e un d e r   1O CF to   3 O CFs  w i th  1N   con f i g ura t i o n   i n  M T   a n d M L  mode   ope rat i o n  usin g GU I fo r Machi n es  a n Dri v e s   c o u r se     2.   R E S E ARC H M ETH OD     In fa u lt to le ran c e  o f  A6 -IM, th e fi rst stag e inv o l v e he a l th y op e r at i o b y   ob t a i n in g six - p h a s e   bal a nc e d  st at o r  p h ase  cu rre n t s . F o r fa ul ty  ope rat i o n, t h op t i miz a t i on  is  pe rfo r me based  o n   di ffe r e n t   ope ra t i o n   mo d e na mel y   MT  or  ML   usi n g E x c e l  “ S ol ve r” This  opti m iz at i o n  co nsi d eri n g  faul t  sce n a r i o s  u p   to   3 O C F s Ne xt , G U I i s   de ve l ope d   t o  dis p l a y al l  p o ssibl e   sce n ari o s   f r o m   p r e - fa ult  t o  p o st -faul t  usi n g  si n g l e   i s ol at e d  neut ra l as il l u strat e d   i n  Fi gu re  1.    2.1.    Op ti mi za ti on  o f   A6  m a c h i n e  u s in g e x c e l  sol v er   The   i m ple m e n ta t i on o f  fa ul t - t o le rant  c ont ro l   i s   e s se nt ia ll y divi de d i n t o  t w st a g e s T h e   first sta g e   a sso c i a t e s   w ith   d e cid i ng  the po st -f au lt cu rr en r e f e r e nce s .   M eanw h i l e,  th e second   s t ag e w i ll   co n t ro l     th e  cu rr en ts to fo llow  i t s d e sig n a t e d  re f e r e nce s .  Th e s e two  sta g es  ar v e ry  impo rt a n t  in te rm of   f a u l t- t o l e r a n t   cont rol .   Du ri ng   h e a lth y co nd i tion s , t h x-y  and  zer seq u e n c e co mpo n e n t s a r e   k e p t  to  ze ro   w h il e th e   m ach in i s  c ontr o ll ed  b y  re gula t in g t h α - β  c u rre n c o mpo n e n t s . In a fa ult  con d i t i on, t h e  re ma i n i ng  heal t h pha se  c u rre n t s w ill b e  un ba la n ced du e t o  th e f fe c t  of  th x-y  and z e r o se qu en c e  co mp on en ts. Th e r ef or e,     t h c u rre nts  ne ed to  be  o p t i m i z ed acc ordin g  t o  a  dif f ere n t   m ode  o f  o p e r at i o n wi t h  re sp e c t   t o   i α  and   i β .   U s i n Exce l ,   al l  t h va lue s   of sta t or  cu rrent s  a ngl e  f o r A 6  mac h in e  fro m    u n t i l  36  are   ca lc ula t e d   a n d  co nve rt e d  to  unit  ra di a n  wh i c i s  kn o w n   a s   Ѳ I t  is c a l c u l a t e d  to   g e t the   v a lu e   of  i α  an i β   is   gi ve n by:      cos Ѳ     si n Ѳ  (1)    The n , t h val u e o f   x,  y 0+,  a nd  0-  c u rre nt are  de sc ri bed  in te rms of  α - β   current r e f e rence  as:      .   . Ɓ    .   . Ɓ     .   . Ɓ     .   . Ɓ    (2)    While the  α - β  c u rr en ts are  se t a s  ref e r e n ces,  th e on ly chan g e w i l l  b e   o n   K  co eff i c i en t s   n a m e l y   , , , , , ,       re pr esen ti ng   fo r   i x-y , i o+- 0 - .   Ne xt  st ep  i s   t o   get  t h e  st at o r  c u rre nts  of t h ma c h i n e   whi c h a r         by  ap p l y i ng   i n v e r s e   d e c ouplin g  tr an sf orm a t i o n  [T6]  [14]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J Po w El ec   &  Dr S y st  IS SN:  208 8-8 6 9 4       Fa ul t   t o le ra nc e of  asy mme tri c al   si x- ph ase  … (U n g ku   M o ham e d  Ism a il  Adri a n  U ngk u Ab dul   R a hm a n )   6 13  6     1 0 0 1 1 0 0 1  (3)    The r e  are   t w o   t ype s of o p t i mi za ti on use d  in thi s   pa per w h ic a r t h e mi ni m u m   l o ss  (ML )   a n d   maxi mum  t o rq ue  (M T) a s  de fi ned i n   (4 ) a n d  (5 ).          Fi gu re  1. O p t i mi za ti on ba se d   o n   M T   o r  ML  and   G U I fl ow c h art     Sta r t Ob t a in    ix y*   an d   i0+ 0 - *   refe rences   ex pres s   in   te rms   of    ia lph a *   an d   ib et a*   for   coe ffi ci ent s    ix -y   an d   izero   s e que nce   are   e qua l   to   zero ? Op ti mi za ti on   us i n g   “So l ve r”   in   MS   Office   Ex c e l En d No Ye s Al l   coe f i c ie nts   ( K )   are   se t   to   zero Fa ult y   pha se   e qua l   to   zero? Si gna l s   ba sed   on   MT   or   ML   ar e   co r r ec t? Co l l ec t   all   the   p a ra m e te rs Usi n g   Ma tl ab   Si mu l i n k   to   si mu l a t e   th e   res u lts Co m p a r e   wi th   Ex ce l   re sul t ,   is   it   sa me ? Sa ve   al l   th e   waveforms Pe rform   GU I   to   dis p la y   th e   waveforms Hea l t h y   si gna l s   ar e   c o rrect? Ye s Ye s Ye s Ye s No No No No St art Desi gn   th e   GU I Is   GU I   Wa ve form   Re sult   sam e   wi th   Si mu lin k   Wa veform ? Sa ve   GU I   da ta End Yes No In te gr at e   Si mu l i n k   with   GU I Crea te   GUI   Cod i ng Us er   In te r f ac e   Coe f fi c i en ts Disp la y   Wa ve for m   in   GU I Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I SSN : 2 088 -8 6 94  Int   J  P o w  Ele c   & D r i   S y st, V o l .  1 1 N o 2, Ju ne  20 2 0   :   6 1 1  –  617   61 4 ML mo de:   T h e   p u rp ose  of  M L  is to  mini miz e  the   st at o r   c o p p er loss  d e fi ne b y  eq ua ti o n  A ML  [1 7] .      mi n    Ɓ          (4)    H o w e ver, for  t h is mo de, t h e  maxi m u m a c h i e va bl e  tor q ue  i s  re duc ed  a nd le a d s t o   u n e ve p h ase  current . M T  mode:   Fo t h i s  mo de, A MT  ai ms sp ec ific al l y   a t  opt imi z i n g t h e   t o rq ue a n t h e am pl it ude  of t h α - β  ph aso r .   Th e  l i m ita tio n  ca n be se en from   t h e  h i gh er   v a lu e s   o f  sta t o r   c opp er   lo s s es   co mp are d  to   M L   mo de.      ma | Ɓ |      (5)    F o si ngl e   i s ol at ed neut ra l,  z e ro -se que nc e   c u rrent   can  fl o w  fr om wi n d i n g   t o  wi n d i n g  2 o r  vic e   versa  a s   gi ve i n  ( 6 ).  B o t h  z e r o-se q u ence  wi l l  be  ze ro  i f   usi n g   tw i s ol at e d   ne ut ra ls.     I 0+  +  I 0   = 0 (6)    O p t i m iz at i on i s  do ne  u s in MS   Offi ce   E x c e l   S ol ver” an a d d-i n  t h a t  fu nct i on a s   a n o n li nea r   opt imi zat i o a l go ri t h m. A p p l y i ng [T 6 ] -1   o n t o  t h VS cur r ent s  t o  o b t a i ne d s ubse q uent   pha se c u rre nts  ampl it ud es  a n the   co e f fi ci ent s  wi l l  diffe r  fo e a c h  it erat i on.  T h opt i m iz at ion  goa l   is de pe n d ent  o n  (4)   an (5 fo ML a n d   MT  m ode s re s p ect i v el y  wi t h   c onst r a i nt of  (6)  an t h e  fa ul t e pha se (s w i l l  be  ze ro   2.2.  Perf orm a nce o n di ca tor   Thi s   pa per  ha s t w o i ndi ca t o r s   t h at  wi l l   be   abl e  t o   rat e  t h e p o st- f a u l t   pe rfor ma nce   of t h ma c h i n whi c i s  t h e  de rat i ng  fac t or  a nd  no rmal i zed  p o st -faul t   st at o r  c o p p e r  los s -   De ra ti n g  fac t or   ( a ) :   t h e  va l u e of pe u n i t  of  t h e   c u rre n t  pha so r mo d u l e  post f a u lt   α - β , w i th  t h e restriction  t h at   t h pea k   p o stfa ul t p h ase  current  w oul d not  su rpa s s t h e   rat e d  p h a s e c u rre nt [3 1].         Ɓ .    Ɓ .      (7)    The  hi ghe r ma ximu t o rq ue  fo r a gi ve n c u rrent  li mit  ca n be ac h i e v e d  if  the   de rat i ng  fa c t or  va l u e  is   hi ghe r.  -   N o rm a liz ed  Po st- f a u lt  Stato r  Co pp er  Lo ss  ( P los s ) :  The  ph a s e  cu rren t w ill  b e  d i f f e r e n t   w h en   u s i ng    the  di ffe r ent   m ode s, s o  t h e st at or c o p p e r   los s  may   v a ry. T h e st at o r   c o p p e l o ss whi c i s  no rmal i z e d   t o  a   heal t h y   s y st em , can t h e r efo r e ,  be   de t e rmi n e d  on  the  ba si s of:                Ɓ                             .      Ɓ   .       (8)    A f t e p o st-fa u l t   c u rre nts o f  A 6 -IM be in opt imi zed, the   n e xt st ep i n vol ve s GU I. T h e G U i s  cre a t e d   usin M A TL A B  so ft wa re. Us i n g  G U I a ppl i c at i on, al l   wa ve fo rms   o f   cu rre n t s  fo r he al t hy,   M L  a n d MT  l o c a t e d   i n  o n e s y st em  t o  ea sie r  t h user t o  l o o k  a n d  ana l yz e t h wa vef o rm a n d  da t a GUI  of fer  p o i n t-a n d-cl i c k   navi gat i o n   of  soft ware  a ppl i cat i ons, mi ti g a t i ng  t h e  ne c e ssit y   for  t h e   user  t o  st u d y  a  l a n gua ge   o r  t ype   comma n d  for t h e ap pl i cat i on  to run .   M A TL AB ca n be   use d  to c r eat e   G U Is as a front  e n d whi c wi ll  t h en be   pro g ra mmed   to   aut o mat e  a c t i o ns  s u c h  a s  t a s k s a n d ca lc ul at ions .       3.   R E S U LTS  AND ANALY S IS     Ta ble  1  s h o w s   t h e ove ral l   v a l u es of de rat i ng  fac t ors,  P lo ss , a n d   c o ef fi ci ent s   of t h A6 i n d u c t ion   machi n e  un de 1 O C F   t o  3 O C F s wit h  1 N . Fr om  Tabl e   1 ,  M T   m ode  has  a  hig h e r   val u e of   de rat i ng   f act o r   i n   a ll  si tu a tio n s At   1O CF,  M T   m o d e   pr odu c e s 69. 4 %   o f   der a tin g fac t o r  wh ile   a t  ML mo d e , t h e val u o f     t h e der a t i ng  f act or  de crease s  t o  5 4 .1% .   2 O C F s a l so e xpe ri e n c e  dec r e a s i ng  va lue   o f  de rat i ng  fac t or i n     th e   co mp ar ison   of  M T   t o  M L   mod e  wh i c ar e  57 .7 to  53 %.  Bo t h   MT a n d M L   mod e  f o r  3O CFs  g i ve s 5 0 % There f ore ,   MT   mo de o b t a i n e d  more ma xi mum to rq ue  fo a give c u rre nt  l i mi t   c o mpa r e d  t o  ML m o d e   d u e  t o   t h e hi ghe der a t i ng  fac t or.  While for  the  P lo ss , M L   mo d e  pro duce d  l o wer  P lo ss   c o mp ared t o   MT m ode  i n   a l l sit u at i ons.  Fr om  Tabl e 1 ,  unde 1 O C F , ML a c hi eve d   1 . 3 3 3  co mp a r e d  t o  MT  w h i c i s   1. 72 8. F o r 2O CF sce n a r i o s,  ML   o b t a i n e d 1 . 9 31  com p a r ed  to   M T  wh i c is  2 wh il st for   3OCFs,   bo t h   M L  an d M T  mod e  ac h i e v ed 2.  The r efo r e ,   i t  ca be c onc l ude t h at   t h ML  m o de o b ta ine d   l o we c o ppe r l o sses  fo r a  give c u r r ent  l i mit  compa r e d  t o   MT   mode .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J   P o w   Elec &  Dri Sy st   I SSN : 2 0 8 8 -8 69     Fa ult  tol e ra nc e   of  asy mmet r i c al   si x- ph ase   … (U n g k u   M o ha me d Ism a i l  Adri a n  U ngk Ab dul R a hm a n )   6 15  S i mu l a ti on  te st s a r e  c a r r i e d  ou using  th e S i mu l i nk   o f   M A TLA B to   v a l i da te  th K  c o e f fi ci ent s  use d   i n  Ta ble   1.  B a s ed  on  t h e i n f o r m a t i o n  i n  Ta bl 1,  t h st a t o r   pha se  c u r r e nt s f o r   t h e   pr e - f a ul (  <  0.02 ) a n d   post -fa ult  (  >   0. 02 )  w e re  p l o tte d .        Tabl 1. C o ef fi ci ent s   ba se d o n   MT  an d ML  u nde t o  3  OCF s   f o r   A 6 - I M     Mode   O C F ( phase  f a ult)  1N  a P los s   Coe ffic ient s,    MT  1O CF  (a 1)   0. 694   1. 728  k1=   - 0 . 641 k2= - 0 . 209 k3= - 0 . 754 k 4 =  -0. 296 k5= 0 k6 =   k7=   - 0 . 507 k8= 0. 296   2O CFs  (a 1,   c 2 0. 577   2. 000  k1=   - 1  k2= 0 k3=  0 k 4 =  -1 k5=  0 k6 = 0 k7= 0 k8= 0  3O CF s (a 1,  b1, c 1 0. 500   2. 000  k1=   - 1  k2= 0 k3=  0 k4 =  1 k5= 0 k6=  0 k7=  0 k 8 =  0  ML  1O CF  (a 1)   0. 541   1. 333  k1=   - 0 . 666 k2= 0  k3= 0 k4=  0 k5= 0  k6= 0 k7= - 0 . 471 k8= 0  2O CFs  (a 1,   c 2 0. 530   1. 931  k1=   - 0 . 815 k2= - 0 . 044 k3= 0 . 1 8 5  k4=  -1. 044 k5=  0 k 6 =  0 k7= - 0 . 261  k8 =  0. 062  3O CF s (a 1,  b1, c 1 0. 500   2. 000  k1=   - 1  k2= 0 k3=  0 k4 =  1 k5= 0 k6=  0 k7=  0 k 8 =  0        (a )     (b )           (c)   F i gu re  2:   S t at o r  pha se   c u rre nt s in  hea l t h y,  M L   m odes   a n d MT mo des  f o r   asymmet r ic al   s i x- pha se   i n d u ct i o n  mac h i n e  wi t h  si ngl e i s ol a t e d  neut ra l   u n d er  (a )   1 O C F ,   ( b ) 2O CF s,  ( c )  3 O CF         ( a )     ( b )     ( c )   Fi g u re  3 :   G U I   s y ste m   fo r  asym me tri c a l   six-p h a se  indu cti o n  m ach in e un der    ( a )  1 O CF ,  (b ) 2 O CF s ,  ( c )  3 O C F s       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I SSN : 2 088 -8 6 94  Int   J  P o w  Ele c   & D r i   S y st, V o l .  1 1 N o 2, Ju ne  20 2 0   :   6 1 1  –  617   61 6 F i gure  2 sh o w s t h e re sul t f o r A 6 -IM d u ri n g   1 O C F 2 O C F s, an 3OC F s  wit h  si ngl e i s ol at ed ne ut ral   un de r he al t hy and  p o st -faul t   co ndi t i o n  ba s e d on  ML an d MT mo de. In  heal t h y   c o n d i t i o n   for t <  0.02s   a ll t h e s t a t or   ph as e  c u r r en ts   hav e   sa me a m p l i t u d e . Af te r t > 0.02 s wh ic h is i n  a fau l t  cond i tio n ,   M L  w i l l  l e a d   t o   an  une ve pha se am pl it ude wa ve fo rm a nd MT  mo de   wi l l  gi ve e q u a l i ze ampl it ud e of  remai n i n g   hea l thy   pha se c u rrent s. As s h ow n i n   F i gu re   3, t h ere   a r e t h re e sect i ons   di s p l a ye d i n  G U I   whi c h a r e  he al t h y  ope rat i on opt imi zat i o n o f  p o st -fa u lt  ba se d   o n  MT   an d ML   a n d t h e   c o m p ari s on  o f  p o st -fa u lt  pe rformanc e   i n di c a t o sho w in t h d e rat i ng  fa ct o r   and st at or  c o p p er l o sse s Wi th  t h is  u s e r -f ri endl y G U I s y st e m , i t  wi l l  e a sie r   fo   th e  u s er to  lea r n  an d  an al y z e  th e   f a u lt  to ler a n c e c a p a b ili ty   o f   asym me tric al  six - ph a s in du c t i o n ma ch in e s   un de r si ngl e  o p en  ci rc uit  fa ul t   t o  th re ope n-c i rcui t fa ult s  w i t h  1 N The  use r  just   n e e d s t o  cl i c k the  b u t t o n  a n d   th e  r e su lt o f  pre-  and   p o st- f ault  cu r r e n t s w ill  d i sp lay  to  t h e   u s e r . Ap art  from t h at,  th i s   GUI   h e lp s th e   use r  to   have  bet t e r u n d erst a ndi ng   o n  the  ope rat i o n   of  m u l t ipha se  mac h ine .       4.   CO NCL U S I O N   In  t h is  pa pe r,  an   a n al ysi s   of t h e   fa ul t - t o le rant  c a p a b i l i t y   of  si x-p h as as ymmet r i c a l  i n d u ct io n   machi n e s  u n d e r   o n e   ope n - c i r c ui t faul unt i l  t h re ope n - c i rcui t  faul t s  w i t h  si ngl e   i s ol at ed ne ut ra l  ha s  been   pre s e n te d .   The  pa per  pre s e n t e d t h hea l t h y  o p era t i o n ,   c o mpa r i s on  of   mi ni mu m l o ss , ma xim u m  to rq ue derat i n g   fac t o r  and  sta t or   c o p p e l o s s es un de di ffere nt fa ul t  sc enari o   namel y  1OC F , 2OC F s,  a n d  3 O CF s.      F o r faul t - t o le ranc e of   A 6 -I M ,   i t   c a n  be  conc l ude t h at   MT   m ode  is mo re fav o r a b l e   t h an ML  mode   as     th e  g a i n  in  torq u e / p ow er  is  g e n e ra lly  more  sign if ic a n t t h a n  t h e  i n cr e a s e  i n   po w e r  losse s [12 ] W i t h  e v e r addi t i o n a l   o p e n  c i rc ui fa ult ,   t h e  ga i n  i n   dera ti n g  fac t or  (he n ce  t o r que / p o w er) be c o mes  mo re  ma rgi n al   The faul t sc e n ario  wit h  1 OC c l early pr o m ot es  t h use  o f  A6 -1N .   Ho w e v e r ,  th e ma c h in e   i s  cap ab le  to   ope ra t e  i n   OC Fs  an 3   OCF s . A s   far   a s  t h e  faul t t o l e ra nce i s  co nce r ne d,  t h GU I is  be ne fi ci al  fo   t h e e d ucat or  t o   use   as a n  ai d   for t e achi n g a n d l e a r nin g ,  pa rt ic ula r l y  i n   Mac h ine s  an Dri v es  co urse.        A C KNOW LE D G E M EN TS   The  aut h ors  woul d l i ke t o  ap p r eci at e th ai d  o f   the M a lays ian g over n me nt  und er  the p r oj ect n u mber   M O 01 3- 20 16 a nd th Un iver si ti   T e k nol ogi   M A RA ( U i T M )  th r oug h the Mal a ysi a n   M i n i st r y  of  Hig h er   E ducati on.       RE FERE NC E S    [1]  A. Z.  Bi Abdull ah ,  M .  Is a,  M.  N .  K.  H.  Rohani,  S. A.  B. S. J a ma lil,  A .   N. N.  Abdullah ,   and  N. A z iz an,  “Dev elo p m ent  o f   smart on line  p a rtia l  d i s c ha rge  mo nito rin g  s y s t e m  fo r med i um v o l t age  po wer  cab le ,”  I n ter nat io na J o urna l o f  P o wer El ec tron i c s  and   Driv e  Sy st e m (IJ PE DS) ,  vo l.  10,  no.   4,   p p . 2 190-2 1 9 7 ,  2 0 1 9 .   [ 2 ]   H .  N .  M .  S h a h ,   M .  F .  A b d o l l a h ,   Z .   Kam i s,  M .  S .   M. Aras , M .   R.  Baharo n,  and  M .  Z. A .  S a lleho d d i n ,  “Dev elo p   an d   im p l e m en tation  o f   P C  bas e co ntrolle r  for  hum an oid rob o t  us in g digital p o ten t i o meter,   In do nesia n  J o u r na o f   El e c tr ica l  E n g i n eer in g a n d  C o m p u t er  Sc ien c e ,  v o l. 15 , n o .   1 ,   pp .   10 4-11 2,  20 19 .   [ 3 ]   N .   A .  S a l i m ,  H .  M o h a m a d ,  Z .  M .  Y a sin, N.   F a d i l a h,  and  A.  Aziz,  “Graph ica l   u s er interfa ce  bas e d mod e l for   tran smiss i o n  lin e   p e rform anc e  imp l em ent a tion  i n  po wer  s y s t em ,”  In do ne sia n   Jo urna of  E l ec tric a l   En g i ne e r i n g   an d Comp uter  S c ien c e ,  v o l.   1 6 ,   n o .  1 ,  pp.   9 2 - 100,  20 1 9 [4]  N. Te lag a m, S .   Laks hmi, an d   K.  N e hru ,   “Ber   an alys is   o f   conc ate n ated  lev e ls o f  e n coding   in G F DM  sys t em us in g   la bvi e w, ”  I n d one si a n  J o u r na l o f   El ec t r i c a l  En g i ne e r i n g  an d  Co mp ut e r   S c ie nce ,  v o l. 14 , n o .   1 ,   pp .   80 -91,  20 19 .   [5]  W. L.   M a rtin ez , “G ra p h ic al  u s er interf ace s ,   W i l ey Int e r d iscip .  Re v.  Co mp ut.  S t at ,   v o l .  3, n o .  2, p p .   11 9- 13 3,  20 11.  [6]  J. S. Sherfey  et  al. D y n a S i m A MAT L AB too l b o x   fo r ne ura l   m o de li ng a nd  si m u l a ti on, ”  Fro n t.  Neur oinfor m v o l .  1 2 ,  no.   M a rc h,  pp.  1-1 5 , 20 18.  [ 7 ]   H .  S .  C h e ,  E .   L e v i ,  M .  J o n e s ,  W .  P .  H e w ,  a n d  N .  A .  R a h i m ,  “ C u r r e n t   c o n t r o l  m e t h o d s  f o r  a n  a s y m m e t r i c a l     six-p h as e in du ctio m o to r  driv e,”   IE EE Trans.  Power  E l e c tron ,   v o l.  29, n o .  1, p p .  4 0 7- 41 7,  20 14.  [8]  D.  V e rma,  K.   B.  Yada v ,  and  P.   K u mar,  “P erfo rmanc e  ev alua tion   o f  a s ymm e t r ica l  mul t iph a s e  in duct i o n  moto us in g Matlab / S i mu link ,   Pr oc.  - 20 16   Int.   Co nf.  Ad v.   Co mpu t .  C o mm un Autom.  ICACCA 201 6 , pp.  1- 6 ,  20 16.  [9]  N.  K. Nguyen, F.  Meinguet , E.  S e mail, an d  X .   Kes t elyn “F aul t -toleran t o p e rat i on  of  an o p en- e n d  w i nd in g five - ph ase  PM S M  d r iv e with  sh ort-cir c uit inv e r t er  fau l t,”   IEEE T r an s. I n d.  Ele c tro n ,   vo l.  63 ,  no . 1 ,  pp . 5 9 5 - 605 , 2 0 1 6 .   [1 0]  F.  Yu,   M.   Ch e n g ,   K.  T. C h a u ,  an F.  Li , “ C o n t r o l  a n d p e rforma n c e  e v a l u a ti on  of m u ltip h a se  FSPM m o t o in   l o w- sp eed reg i o n   fo r  hy brid  e l ec tric v e hic l es ,”   En erg i es ,  vo l. 8, n o .  9 ,   p p .  10 33 5 - 10 353,  20 1 5 [1 1]  D.  T i ng , L.  Fe n g hu i ,   a nd S.   L i ,  “ F a u l t -t o l e r a n t  me th od fo r six - pha se  PMSM  by   a d ju st in g ph a s a n gl e, ”  20 17  2 0 t h   In t.  Conf. Ele ct r. Ma c h .  S y st.   ICEM S 2 0 1 7 , 20 1 7 [1 2]  M.  Re za a n d   D.  Ish a k, “ P e rfo rm a n ce  e v a l ua ti o n  of m u lt i-p h a s e  p e rma n e n t m a g n e t  syn c h r on ou s  m o t o r ba se d  on  d i ffe re nt win d i ng c o nfi g u r a t io ns  an d magn eti zatio p a tterns,   I n terna t ion a l  Jo ur na l o f   Power  Electro nics  an d   Dr ive Syst ems   (I JPEDS) ,  v o l.   1 0 ,  n o . 3, p p . 11 97 -1 20 6,  20 19.  [1 3]  E .  Le vi ,   F.  Ba rr ero,  a n d  M.  J.  Du ra n,  M ul tip ha se m a c h i n e s  a n d driv e s - r e v i s ite d, ”  I EEE  T r an s.  I n d .  E l e c tr on . , vo l .   63 , n o .   1 ,   pp .  42 9-4 32,  20 16 .   [1 4]  H. S.   Che ,  M.  J.  Du ra n ,  E.   L e v i M.  Jo ne s,  W.  P.  He w,   a n d   N. A.  R a him ,   P o s t f aul t  ope ra tio n of  a n  a s y m m e trica l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J Po w El ec   &  Dr S y st  IS SN:  208 8-8 6 9 4       Fa ul t   t o le ra nc e of  asy mme tri c al   si x- ph ase  … (U n g ku   M o ham e d  Ism a il  Adri a n  U ngk u Ab dul   R a hm a n )   6 17  six-p h as in du c t io m achin e  with  s i n g le   and   tw o  i s o l ated  n e utra l p o ints,”   I E EE  T r a n s .  P o w e El ectr o n , vo l.  29 ,   no .   1 0 ,   pp.  5 4 0 6 - 5416 ,  2 0 1 4 .   [ 1 5]   S.  N .   Vu ko sa v i c ,   M.  Jo ne s ,  E. L e v i ,  a n d   J.  Va r g a ,   “Ro t o r   f l ux orien t ed  co n t ro l of a sym m etrica l six-ph a s indu ction  m achin e,”   E l ectr.  Pow e Syst . Res ,  vo l.   75,  no .  2 - 3,  p p .   14 2-15 2,  20 05 .   [16]  I.   Gonzal ez-Prieto,   M.  J .  D u r a n,  H.  S .   Ch e,  E. Lev i , M .   Ber m ú d ez, an F .  B a rrero , “F au lt-toler ant  op er ation  of    six-p h as e energ y  c o nv ersion  sy stem s   w ith   p a ra ll e l  mach in e-s i d e   c o n v erters,”   IEEE T r ans .  Power   Ele c tr on , vo l.  3 1 ,   n o .  4 ,  pp.   3 0 6 8 - 30 79 ,   2 0 16.  [17]  W .   N.  W .  A. M unim, H. S. C h e, and W.   P.  Hew,  “F au l t   Toleran t   Capabilit y  of  Sy m m etr i cal  Mult i p hase  Machi n es  under One  Open -Ci r cuit F a ult.”  [18]  H. S. C h e, A. S.  A b del-Khalik , O .  Do rdevi c and   E.  Lev i , “P aram eter   Es tim a tion   o f  Asy mm etrical S i x - Ph as e   Ind u ctio n M a c h in es Us in M o d i fied S t an d a rd Tes t s , ”  I E EE T r an s.   I n d. E l ec tr on vol. 64 , no .   8,     p p .  60 75 -60 8 5 ,   20 17 [19 ]   M .  Z a ba leta,  E.  Levi , and  M .   Jo n e s,  “M odel l ing  app r o ach es  fo an  as ymm e tri cal s i x - ph ase   ma ch ine,”   IE EE  Int.  Sym p .  Ind .   Ele c tr on. ,  vo l.  20 1 6 -No v e m ,  pp.   1 7 3 -1 78 ,   2 0 16.  [ 2 0]   F.  B a n e ir a ,   J.  D o va l - Ga n d o y ,   A.   G.  Y e pe s,  Ó .   Ĺ o p ez and  D .   P é rez-Estév e z,  “Co n trol S t rategy  fo r M u ltiph a s e   Driv e s  wit h  Minim u m L o sse s i n   t h e  Full  T o rqu e   Op e r a t io n  Ra nge  un de r Sin g le   Ope n -Ph a se  Fa ul t,”   I E EE Tr ans .   Po w e r E l ec t r o n v o l. 3 2 ,   no .  8 ,  pp . 6 275 -62 8 5 ,  20 17 .   [ 2 1]   W .  N. W .   A.  Mun i m ,  M.  J. Du r a n ,  H.   S. C h e ,   M.  B e r m u d e z ,  I. Go nz a l e z - Pr ie to ,   a n N .   A.  R a hi m ,   A  Un i f ie Anal ysis of t h Fault  Tolerance  Capabi l i ty   in S i x-P h as e Ind u ctio n M o tor  Driv e s ,”  IEE E  Trans .  Power Electron v o l .  3 2 ,  no.   1 0 , pp.  78 3 4 -7 83 6 ,  201 7.  [22]  H. G u zm an,  F .   B a rrero,   and  M.  J .   Duran,  “I G B T - g a ti ng  f a il ur e   ef f e ct  on  a  f a u l t- to ler a n t  pr edi c ti v e     c u rre nt -c on t r olled  fiv e -pha se   i n d u c t i on m o t o d r iv e , ”  IE E E  Trans .  Ind .  E l ect r on ,  v o l. 62 , n o .   1 ,   pp .   15 -20,  20 15 .   [2 3]  R.  K Ab du l Ra za k ,  K.  S Mu h a mm a d , R. B a harom ,   a n d A. M I  M a m a t,   O pe n - Ci rc ui Fa ult  Det e cti o n   T e c h n i que  for Faul t- T o l e rant  Bridge less Boost Rect if i e r,”  In t. J.   En g .  T ech no l ,  v o l.  7,  no . 3 . 15,  p p 1 68,  2 0 18.   [24 ]   K.  S .  M u h a mma d, R.  Bah a rom ,   M .  K.  M.  S a ll eh , an d D .  D.  C .   Lu , “O pen- cir c u i t fau l tol e ran t   bridgel e ss  bo os t   rectifi e r , ”  I E CON Proc . In du st rial  El e c tro n .  Conf ,  p p .  22 01 -22 0 6 ,  20 16.  [25 ]   Hy un g-M i n Ryu,   J i - W oon g K i m,  and  S e un g - K i  S u l,   “S y n c h ro no us   fram e  curr ent co ntro o f   mu lti-ph a s e   syn c hro n o u s  m o to p a rt   II.  a s ymm e tric   fa ult c o n d it io n d u e   t o  o p en  ph a s e s ,”  pp.   268 -2 75 , 2 0 0 4 .   [26 ]   M .   To usi zad eh H .  S .  Ch e,  J .  S e lvar aj,  N .  A .  R a h i m ,   and   B.- T .  O o i,  “F aul t -Tol erant  F i eld   Orie n t ed  Co ntro of   Th ree-P h as Ind u c tion  M o tor b a sed  on  Un ifi e d  F eed-fo rward   M e t h o d ,”  I E EE Trans .  Power   E l ectro n.   IEE E ,  20 18.  [ 2 7 ]   M .  T o u s i z a d e h ,   H .  S .  C h e ,  J .  S e l v a r a j ,  N .  A .  R a h i m ,   an d B .  T.  Ooi, “P erfor m an ce Co mp aris on   of F a ult-To ler a n t   Th ree-P h as Ind u c tion  M o tor D r ives  Con s iderin Current  and  Vo ltag e Limits , ”  I E EE T r ans . In d.   Ele ctro n. , v o l .   66 , n o .   4 ,   pp .  26 39 –26 48 , 2 0 1 9 .   [2 8]  W .  N.  W. A. Mu ni m ,   M .  T o u s iz a d e h , a nd H. S .  Ch e,  “Effe cts  of Zero-S eq uen c e Trans f orm a tio n s   an d   M i n-M a Inject ion  on Faul t-T o le ran t   S y mmetr ic al S i x - P h ase Driv es   w ith Sin g l e  Iso l at ed   N e ut ra l,”  J. Po wer  E l e c tro n ,   vo l.  19 , n o .   4 ,  p p .   96 8-97 9 ,   20 19 .   [2 9]  A. S .   Ab de l - Kha l ik,  A. M. Ma s s ou d,  a n d S. Ah m e d ,   “Effec t  o f   DC-Li n k  Vol t a g e  Lim ita ti on  on  Po stfa u l t  Ste a dy- S t ate P e rfor m an ce of  Asy mme tri c a l  S i x-P h a s e In ductio n   Ma ch in e s ,”  IEEE T r ans . In d.  El ectr o n . ,  v o l.  65 ,   n o .  9,  pp.   68 90 –6 90 0, 2 0 1 8 .   [30 ]   A. S .  A b d e l-Kh alik R .  A.  Ham d y,  A .   M .  M a ss oud an d  S .  Ah med,  “P o s tfault  co ntro of  s c a l ar  (V /f)  co n t ro ll ed   asy mmetrical  s i x-p h as e in du ction   mach in es ,”  I EEE Acces s ,   v o l .  6 ,  pp 5 9 2 1 1 -5 92 20,  20 18.  [3 1]  A.  S.  Ab del - Kha l ik,  M. I. Ma sou d ,  S .  Ahm e d, a n d  A.  M a ssou d,   C a l c u lat i o n  of de ra tin g  fac t ors  b a se d  o n  ste a d y- stat e unbal a nced multiphase  i n ducti on machine model under open   ph ase(s)  and  opti m al  wind i n g current s,”  El e c t r .   Power Syst Res , vo l. 10 6, p p . 214-2 2 5 ,  20 14.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.