I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8 ,   p p .   519 ~ 5 2 6   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v9 . i 2 . pp 5 1 9 - 526          519       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JP E DS   Auto m a tic  S peed  Co ntrol o M o tor  v ia  WAD  Tech ni que f o Prevention  o Fau lts in  M o tor       R.   K a bil a n 1 G .   Selv a ku m a r 2   1 S a th y a b a m a   Un i ve rs i ty ,   In d ia   2 M u th a y a m m a En g in e e rin g   Co ll e g e ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   9 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   J an   2 3 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Feb   7 ,   2 0 1 8       M a n y   tec h n o lo g ies   a re   in tr o d u c e d   i n   m o n it o r in g   t h e   f a u lt   o c c u rre n c e   in   th e   e lec tri c   m o to rs  u se d   in   in d u stri a a p p li c a ti o n s.  S o u n d   A c c u sa ti o n ,   c u rre n sig n a tu re   a n a l y sis,  a n d   v ib ra ti o n   b a se d   m o to f a u lt   d e tec ti o n   sy ste m a r e   w id e l y   u se d   in   p re se n y e a rs.  F r o m   a ll   th e se   m e th o d a n a ly z in g   th e   m o to v ib ra ti o n   p a tt e rn   p r o d u c e m o re   a c c u ra c y   in   f in d in g   a n   o c c u rre n c e   o d if fe re n fa u lt in   th e   e lec tri c   m o to r.   T h e   f re q u e n c y   o f   v ib ra ti o n   g e n e ra ted   b y   th e   M EM S   v ib ra ti o n   se n so d if fe rs  f o ro to r,   sta to a n d   b e a ri n g   f a u lt s.  T h e   sig n a g e n e ra ted   is  a n a l y z e d   u sin g   th re e   im p o rtan tec h n i q u e n a m e l y   w a v e let  a n a l y sis,  D y a d ic  T ra n sf o rm a ti o n ,   a n d   A d a p ti v e   N e u ro - F u z z y   In f e re n c e   S y ste m ( WA T e c h n iq u e ).   Ha rd w a re   w it h   A RM   m icro c o n tro ll e r   a n d   A DX L   M EM S   v ib ra ti o n   se n so w a u se d   to   p e rf o r m   si g n a a c q u isit i o n ,   a n d   th e   g e n e ra ted   sig n a is  p ro c e ss e d   u sin g   th e   M ATLA so f t w a r e ,   a n d   th e   sp e e d   o f   th e   m o to is  c o n tr o l led   b a se d   o n   th e   p ro c e ss e d   re su lt .   T h e   p e rf o r m a n c e   o f   th e   sy ste m   w it h   a ll   th re e   a lg o rit h m wa re c o rd e d ,   a n d   th e   e ff ici e n c y   o f   th e   s y ste m   is  c o m p a re d .   K ey w o r d :   MEMS   Neu r o - F u zz y   W A D   Co p y rig h ©   201 8   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R .   Kab ilan   R esear ch   Sch o lar ,   Sat h y ab a m Un i v er s it y ,   R aj iv   Gan d h i Sala i,  J ep p iaar   Nag ar ,   C h en n ai,   T am il Na d u   6 0 0 1 1 9 ,   I n d ia ,   E m ail:  k ab i.r @ r ed if f m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N       P r ac tically   all  i n d u s tr ial  d ev el o p m e n ar o u n d   u s   is   r e f in ed   b y   a n   elec tr ic  m o to r .   E lectr ic  m o to r s   ar e   u s ed   to   co n v er en er g y   f r o m   o n f o r m   to   an o t h er .   I co n v er t s   elec tr ical  en er g y   i n to   m ec h a n ical  m o tio n ,   w h ic h   h elp s   to   d r i v s e v er al  i n d u s t r ial  m ac h i n es.  A n y   f a u lts   g e n er ated   in   elec tr ic  m o to r s   ca u s m u c h   lo s s   i n   in d u s tr ial  d ev elo p m en t.  Mo t o r   f au lt s   lead   to   s h u td o w n   o f   co m p lete  g en er atio n   i n   in d u s tr ies.  Mo to r s   d ev elo p ed   in   cu r r e n y ea r 's  n e ed s   o n l y   m in i m u m   m ai n ten a n ce ,   to   en s u r t h e f f ic ien c y   o f   its   o p er a tio n .   T h ca u s e s   a n d   clas s i f icatio n   o f   elec tr ic  m o to r   f ail u r ar a n   i m p o r tan t   cr iter ia  i n   f a u lt   m an a g e m e n s y s te m   b ec au s it 's  s tr o n g   e f f ec o n   t h d ep en d ab ilit y   o f   i n d u s tr ia l   p r o ce s s .   A n d   t h e   f a u lt s   i n   el ec tr ic  m o to r   ar n o o cc u r r ed   ar b itra r ily   o r   at  o n ce .   T h f au lt  g e n er atio n   m a y   o c cu r   d u to   ch r o n ic  an d   p r o g r e s s i v f o r m ,   w h ich   lead s   to   r ed u ce   th to r q u e,   g en er ate  h ig h   te m p er at u r es a n d   v i b r atio n   in   th m o to r .           T h s tu d y   o n   elec tr ic  m o to r   f ailu r cr ea tes  tr en d   o f   d ev elo p in g   o n li n o r   o f f li n m et h o d s   to   id en ti f y   a n d   m ea s u r t h o c cu r r en ce   o f   th e   f a ilu r in   m o to r s .   T h f au lt  in   th e   m o t o r   w as  d e f i n ed   as   in e f f ic ien c y   to   p er f o r m   p ar ticu lar   w o r k .   T h ca u s o f   f ail u r es  w a s   lis ted   as   a.   Un d er l y i n g   w ea k n es s   o f   m ater ial  an d   s tr u ct u r e   b.   I m p r o p er   u s o f   th m o to r   c.   G r ad u al  f ail u r d u to   w ea r ,   tear   an d   f atig u d u to   s tr e s s   an d   co r r o s io n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8   :   519     526   520   T h s tu d y   ab o u m o to r   f ai lu r es  p r o v id es  r esu lt s   th at  ea r l y   id en tific atio n   o f   m o to r   f au lt   h elp s   in   m ai n tai n in g   t h r eliab ilit y   o f   t h m o to r .   T h s o u r ce   o f   o cc u r r en ce   o f   th f a u lt  in   t h m o t o r   w a s   class i f ied   as   in ter n a l so u r ce   an d   e x ter n al  s o u r ce .             Fig u r 1   a)   Fau lt s   d u to   e x ter n al  s o u r ce       Fig u r 1   b )   Fau lts   d u to   in ter n al  s o u r ce         Failu r es   d u to   th e   in ter n al  s o u r ce   ar m a in l y   d u to   d ec li n in   q u alit y   o f   t h m ater ials   in   th m o to r   an d   m a n u f ac t u r i n g   f a u lts .   B u th f ail u r es  d u to   ex ter n al  s o u r ce   w er d u to   en v ir o n m en t al  ch an g e,   o v er lo ad   an d   i m p r o p er   h a n d lin g   o f   t h m o to r .   T h lo ad   an d   s p ee d   m an ag e m e n f o r   elec tr ic  m o to r s   w a s   i n tr o d u ce d   to   o v er co m th f ail u r e.   C o n tr o ll in g   th p ee d   o f   th elec tr ic  m o to r   b ased   o n   th ap p lied   lo ad   a n d   p o w er   p r o v id es  m o r s af et y   f o r   r o to r s   an d   s tato r s   f r o m   d a m a g e.       2.   RE L AT E WO RK       B r o k en   r o to r   b ar   f au lt  i s   an a l y ze d   u s i n g   s tr ai n   m ea s u r e m en b y   r u n n i n g   t h f o u r   p o le  in d u ct io n   m o to r   in   7 0 an d   1 0 0 p ay lo ad   co n d itio n .   A   B r ag g   g r ati n g   s tr ai n   s en s o r   is   p lace d   b etw ee n   th s ta to r   teeth 's   o f   t h m o to r .   T h o u tp u s p ec t r u m   v a lu e s   o f   s tr ain   s e n s o r   wer m ea s u r ed   co n t in u o u s l y .   I f   an y   f au l o cc u r s   i n   th r o to r   th ch an g es  i s   m ea s u r ed   u s i n g   s en s o r s   o u tp u s p ec tr u m .   T h f r eq u e n c y   o f   ch an g e s   in   t h s e n s o r   o u tp u d ep en d s   o n   th e   m o to r   s lip .   Di f f er e n p o w er   s o u r ce s   ar p r o v id ed   to   an al y ze   t h e f f ec o f   t h r o to r   b ar   o f   th b ar .   E lectr ic  g r id   an d   t h v ar iab le  f r eq u e n c y   d r i v es  ar u s ed   as  d i f f er e n p o w er   s o u r ce   f o r   th m o to r .   T h o u tp u s p ec tr u m   f r eq u en c y   w as  a n al y ze d   o n   t w o   d i f f er en r eg io n s ,   t h e y   ar r o to r   f r eq u en c y   a n d   th t w ic e   a m o u n o f   s u p p l y   f r eq u e n c y .   T h b r o k en   r o to r   b ar   f au lt  als o   ca n   b an al y ze d   u s i n g   h ar m o n ics  d is t u r b an ce   i n   th li n v o lta g o f   t h m o to r .   [ 1 ]     A r ti f icial  n e u r al  n et w o r k   b ase d   f au lt  id e n ti f icatio n   is   u s ed   t o   id en tify   an d   clas s i f y   th b e ar in g   f a u lt  in   i n d u c tio n   m o to r .   T h i n d u ctio n   m o to r   w as   d ir ec tl y   p o w er ed   th r o u g h   p o w er   g r id .   T h cu r r en t   s i g n at u r e   an al y s is   is   p er f o r m ed   b y   ap p ly in g   u n b ala n c ed   i n p u v o lt ag an d   lo ad .   T h r esu lts   ar co llected   in   ti m e   d o m ai n   a n d   p ar a m eter s   lik e   v o ltag an d   c u r r en t   co n s u m p tio n   o f   m o to r   is   co llected   b ased   o n   th e   h al f   c y cle  o f   th v o ltag p o w er   g r id .   Dig it al  s i g n al   p r o ce s s o r   is   u s ed   to   p er f o r m   ar ti f icial  n eu r al   n et w o r k   o n   co llected   m o to r   p ar am eter s .   [ 2 ]     DC   in p u cu r r en is   m ea s u r e d   to   an aly ze   th f au lt  in   m o to r   s h af d u to   to r q u d is tu r b an ce   in   p er m a n e n m ag n et  s y n ch r o n iz m o to r .   T h d is tu r b an ce   in   t h in p u D C   cu r r e n o f   i n v er ter   d u to   i m p r o p er   to r q u is   a n al y ze d   u s i n g   M AT L A B   s i m u lato r .   Sp ec tr test   r ig   is   d ev elo p ed   to   id en ti f y   th f a u lt  d ev e lo p ed   in   th g ea r   b o x   an d   o th er   co m p o n en t s   o f   t h m o to r .   [ 3 ]     R ec o r d ed   s ig n als  f r o m   f a u lt y   m o to r   w er p r o ce s s ed   u s in g   s p ec tr u m   a n al y s i s   to   d e m o d u lat e   in f o r m atio n   ab o u th e   f a u lt y   f r eq u en cies.   Si g n a P r o ce s s in g   tech n iq u es   li k Fa s Fo u r ier   tr an s f o r m   a n d   f ilter s   ar in v o lv ed   to   p er f o r m   en v el o p   an al y s i s   to   ex tr ac f a u lt  s i g n al  f r o m   t h o r ig i n al  r ec o r d ed   s ig n al  f r o m   m o to r .   E m p ir ical  d e m o d u latio n   tec h n iq u is   u s ed   to   an al y ze   t h tim d o m a in   d ata  to   ex tr ac in f o r m at io n   ab o u th e   f au lt si g n a ls .   [ 4 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A u to ma tic  S p ee d   C o n tr o l o f M o to r   via   W A Tech n iq u fo r   P r ev en tio n   o f F a u lts   in   Mo to r   ( R .   K a b ila n )   521     Sig n al  b ased   f au lt  id en ti f icati o n   s y s te m   p r o v id es  m o r co m f o r tab le  to   id en ti f y   t h f a u lt   p r esen i n   th elec tr ic  m o to r .   T h m o to r   s ig n a ls   ar ap p lied   f o r   s ig n al  p r o ce s s in g   tec h n iq u to   s p lit  th s i g n als  i n to   m u ltip le  f r eq u e n c y   f o r m s .   Fa u lt y   f r eq u e n c y   w as  ex tr ac ted   u s i n g   s p ec tr u m   an al y zi n g   tec h n iq u es.  A l g eb r aic  s u m m atio n   o p er atio n   is   i n tr o d u ce d   to   an al y ze   th s ig n a ls   o f   h ea l th y   m o to r s .   ASO  o p er ates  b ased   o n   s tatio n ar y   w av ele tr an s f o r m at io n .   T h r ed u n d an c y   g e n er ated   at  d ec o m p o s itio n   p h a s is   c o n s er v ed   to   a m p li f y   th er r o r   g en er atin g   f r eq u en c i es in   t h r ec o r d ed   v ib r atio n   s ig n al  o f   elec tr ic  m o to r .   [ 5 ]     Fau lt  d etec tio n   i n   n o n - s tatio n ar y   m o to r s   i s   w id el y   p er f o r m ed   in   in d u s tr ie s .   Dia g n o s i n g   t h f a u lt  in   in v er ter   f ee d   m o to r s   i s   m aj o r   co n ce r n   o v er   th e   li n f ee d   m o to r s .   Sig n al  p r o ce s s i n g   tec h n iq u es  ar p r o p o s ed   to   id en tify   t h f au lt  s i g n atu r e   f r o m   t h r ec o r d ed   s ig n a in   ti m a n d   f r eq u e n c y   d o m ai n .   Fau lt  d etec tio n   i n   in v er ter   f ee d   in d u c tio n   m o to r   is   p er f o r m ed   b y   co n s id er i n g   t w o   d if f er en in v er ter   f ee d   in d u ctio n   m o to r s   w it h   t w o   d if f er e n f a u lt s   in   t h m o t o r .   T h f au lt  d iag n o s i s   is   p er f o r m ed   i n   tr an s ie n s tates.  Fa s t   Fo u r ier   tr an s f o r m   an d   s h o r ti m Fo u r ier   tr a n s f o r m   ar u s ed   to   id en ti f y   t h e   b r o k en   b ar   f a u lt  a n d   m i x ed   ec ce n tr icit y   in   t h e   in v er ter   f ee d   in d u c tio n   m o to r .   [ 6 ]     Op en   cir cu it  f a u lts   g e n er ated   in   p o w er   co n v er to r s   w ill  a f f e ct  th p er f o r m a n ce   o f   t h elec tr ic  m o to r   w h ic h   lead s   to   f a u lt  i n   m o to r   b y   r u n n i n g   t h m o to r   in   u n b alan ce d   s tate.   I f   t h f au l o cc u r r ed   in   th p o w er   co n v er ter   i s   n o atte n d ed   t h en   it  lead s   to   ca tast r o p h ic   f ail u r in   t h e   elec tr ic  m o to r   an d   a ls o   in   co m p lete  m o to r   d r iv cir cu it.  C u r r e n s e n s o r   an d   th a s y m m etr ic  h al f   b r id g co n v er ter   ar u s ed   to   id en tify   t h o p en   cir c u it   f au lt  i n   t h e   m o to r   d r i v cir c u i t.  I n d iv id u al   b u s   p o s itio n s   ar e   d ef i n ed   to   a n al y ze   s in g le   p h ase  a n d   t w o   p h ase   f au lts .   Fa s Fo u r ier   tr a n s f o r m   an d   B lack m a n   w i n d o w   tec h n iq u e s   ar u s ed   to   p r o ce s s   th s ig n als  w i th   a n d   w it h o u o p en   cir c u it  f a u lt.  T h o p en   cir c u it  f a u lt   is   id en ti f ied   b y   co m p ar in g   t h b u s   c u r r en a n d   t h r o to r   p o s itio n   o f   th elec tr ic  m o to r .   [ 7 ]     Fau lt s   lik b r o k en   r in g   an d   r o to r   b a r   f au lt  ar co m m o n   in   i n d u ctio n   m o to r s .   T h m o to r s   with   ac   g r id   s u p p l y   w er w id el y   u s ed   to   m ea s u r th f a u lt  i n   r o to r   an d   s tato r   co m p o n e n t.  Her th i n d u ctio n   m o to r   f ee d   w it h   i n v er ter   p o w er   s o u r ce   i s   co n s id er ed .   T h f au l ts   g e n er ated   in   th r o to r   an d   s tato r   w as  m ea s u r ed   b y   h ar m o n ic  le v el   in   t h i n p u t   i n v er ter   cu r r e n s o u r ce .   T h h ar m o n ic   le v el  i s   m ea s u r ed   i n   lo w   lo ad ,   h i g h   lo ad ,   n o r m al  an d   tr an s ie n o p er atio n .   T h is   m et h o d   p r o v id es  h ig h er   ac cu r ac y   r ate  i n   o p en   lo o p   v ar iab le  f r eq u en c y   m o to r s .   [ 8 ]     Stato r   cu r r en t   s i g n at u r an al y s is   is   e f f icie n m et h o d   in   p r ed ictin g   t h f au lt  i n   t h in d u ct io n   m o to r .   C u r r en s i g n at u r an al y s is   i s   u s ed   to   i d e n ti f y   f a u lt s   li k s ta to r ,   r o to r   an d   b ea r in g   f a u lt s   i n   i n d u ctio n   m o to r s .   T h is   m et h o d   r ec o r d s   th m o to r   cu r r en a n d   v o lta g i n   th n o r m a r u n n in g   co n d it io n   an d   ca lcu la tes   au to co r r elatio n   f o r   t h ese  v al u es.  T h ese  au to   co r r elate d   v al u es  ar u s ed   a s   th r e s h o ld   to   d if f er en tia te  t h f a u lt   s ig n al s   f r o m   th n o r m al  s tato r   cu r r en s i g n al.   C u r r en s ig n al  an al y s i s   m e th o d   ca n   a f f ec t ed   b y   q u al it y   o f   t h v o ltag s o u r ce ,   s o   th r ec o r d e d   co r r elate d   v alu s h o u ld   b f ilter ed   au to m atica ll y   b ased   o n   th q u alit y   o f   t h v o ltag s o u r ce   to   i m p r o v t h d etec tio n   r ate  o f   th c u r r en t si g n at u r m eth o d .   [ 9 ]     Ker n el  d en s i t y   est i m a tio n   is   u s ed   to   co n v er th 3   p h ase  cu r r en d i m e n s io n   to   2   d im en s io n al  s p ac es.  I p er f o r m s   p r o b ab ilit y   d is tr i b u tio n   f u n ctio n   to   d if f er e n tia te  f a u lt y   s i g n al s   f r o m   t h n o r m al  s ig n al s   o f   t h e   in d u ctio n   m o to r .   T h p r o b a b ilit y   d i s tr ib u tio n   f u n ctio n   i s   u s ed   to   class if y   t h t y p o f   f a u lt  g e n er ated   in   th e   m o to r .   T o   d if f er en tiate  t h f a u lt  s ig n al,   k u llb ac k - leib ler   d i v er g e n ce   is   u s ed   o v er   t h p r o b ab ilit y   d is tr ib u tio n   f u n ctio n   to   p r o v id au to m atic  f au lt  id en ti f icatio n   in   m o to r s .   T h p er f o r m an ce   o f   t h k er n el   d en s it y   e s ti m atio n   w a s   i m p r o v ed   u s i n g   f a s Gau s s ian   tr an s f o r m   a n d   p o in r ed u ctio n   p r o ce d u r e.   T h i m p r o v e d   m et h o d   w as  u s ed   to   p er f o r m   I OT   m o n ito r in g   i n   m o to r   f au l t id en ti f ic atio n   s y s t e m .   [ 1 0 ]     R eg io n   s elec t io n   an d   s p ac v ec to r   p u ls w id t h   m o d u lati o n   ( SVP W M)   ap p ly   f o r   d io d cla m p ed   v o ltag s o u r ce   in v er ter .   T h t ec h n iq u ap p lies   f o r   o p en   lo o p   o p er atio n   in   in v er ter   f ed   in d u ctio n   m o to r   d r iv e.   T h p er f o r m a n ce   o f   SVP W co m p ar w it h   C o n v e n tio n al   B C P W tech n iq u [ 1 1 ] .   f u zz y   s i n g le  n e u r o n   P I ap p lies   to   i m p r o v p er f o r m an ce   o f   b r u s h les s   D C   m o to r .   T h d esig n   co n ce p t   is   t w o - f o l d .   I n itiall y   Ge n etic   alg o r ith m   ap p lies   to   f i n d   o p tim u m   p ar a m eter s   f o r   s i n g le  n eu r o n   P I D.   Fu r t h er m o r e,   t h r esu l t s   f r o m   g en et ic   alg o r ith m   ap p l y   to   ad j u s w ei g h t s   f o r   SNP I D.   T h p e r f o r m an ce   o f   co n v e n tio n al  f u zz y   lo g ic  co n tr o co m p ar e   w it h   F u zz y   s i n g le  n e u r o n   P I [ 1 2 ] .     Seq u en t ial  r o to r   d etec tio n   with   P W ap p lies   to   r u n   m o to r   w it h   p o w er   p r o d u ce d   b y   s o lar   P m o d u les.   T h s tato r   e n er g i s in g   a n d   r o to r   co n tr o u s e   to   v a r y   s p ee d   o f   m o to r .   Di g ital  s i g n al   co n tr o lo c k s   P W s ig n al  w id th   to   s tab iliz P m o d u les  o p er atio n   [ 1 3 ] .   FOP I tech n iq u ap p lies   f o r   b o o s co n v er ter   f ed   DC   m o to r   d r iv e.   T h FOPID  i m p r o v es  th p er f o r m a n ce   o f   t h r ee - s ta g I L B C   D C   m o to r   d r iv s y s te m .   T h clo s ed   lo o p   I L B C DC s y s te m   p er f o r m a n ce   co m p ar w ith   FOP I tech n iq u [ 1 4 ] .       3.   RE S E ARCH   M E T H O DO L O G Y:   3 . 1 .     Wa v elet   Ana ly s is   W av elet  tr a n s f o r m atio n   w a s   a p p lied   in   s e v er al  ap p licatio n s   to   an al y ze   t h r ec o r d ed   an alo g   s i g n al  i n   d etail.   Du to   th p ec u liar   ch ar ac ter is tic  o f   w a v elet  tr an s f o r m atio n ,   it  h as  b ee n   u s ed   f o r   an aly z in g   h i g h - Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8   :   519     526   522   f r eq u en c y   s i g n als.  T h w a v el et  tr an s f o r m   m et h o d   is   m o r ef f icie n i n   an al y zi n g   t h tr an s ie n an d   s tar t - u p   cu r r en s ig n at u r o f   th e   ele ctr ic  m o to r .   T h w a v elet   tr an s f o r m atio n   p r o v id es  m o r f ac ili ties   th a n   t h e   tr ad itio n al  Fo u r ier   tr an s f o r m .   I h elp s   to   d ec o m p o s s e v er al  la y er s   o f   th e   s i g n a to   a n al y ze   t h f au lt  s ig n al   m o r ef f ic ien t l y .   T h r ec o r d e d   s ig n al  w as  s e g m en ted   an d   m u ltip lied   w i th   f u n ctio n s   w it h   w av e lets ,   s i m ilar   to   th w i n d o w i n g   tech n iq u u s e d   in   Fo u r ier   tr an s f o r m .   T h co n tin u o u s   w av ele tr an s f o r m atio n   w as  d ef i n ed   u s i n g     W   ( a,   b )   =                                            .       3. 2 .     Dy a dic Tra ns f o r m a t io n :       T h d y ad ic  tr a n s f o r m atio n   d ec o m p o s e s   t h i n p u s i g n a i n to   h ig h er   a n d   lo w er   f r eq u e n c y   s i g n a ls   w h ic h   h e lp   to   g e n er ate  d etail ed   an d   ap p r o x i m ate  i n f o r m ati o n   ab o u th e   r ec o r d ed   s ig n al.   T h p ea k   v al u es  o f   th h i g h er   an d   lo w er   f r eq u e n c y   s i g n al  w er g e n er ated   f r o m   th d ec o m p o s ed   s ig n al.   D y ad i tr an s f o r m atio n   i s   p er f o r m ed   b y   s elec ti n g   m o th er   w av e let  f u n ctio n   a n d   d ilates   it  w it h   t h p o w er   o f   t w o .       L et      b th m o th er   w a v elet  f u n ctio n   th d y ad ic  d ilatio n   f u n cti o n   at  s tag j   is   g e n er ated   as     φ_ ( 2 ^ j   ) ( x )   [ 1 /2 ^ j   ] φ[ x /2 ^j  ]     T h tr an s f o r m   f u n ct io n   f ( x )   o f   d y ad ic  s ca le        at  ar ea   x   is   d ef i n ed   as f o llo w           f ( x )   f   *         ( x )                     ( x   -   t)   d t     Fro m   th ab o v eq u at io n s ,   t h e   d y ad ic  w a v elet  tr an s f o r m   is   g en er ated   as     Df                                   3. 3   Ada ptiv Neuro - F uzzy   I nfe re nce  Sy s t e m :     A N FIS  is   d ev elo p ed   b ased   o n   th f u zz y   i n f er e n ce   lo g ic  w it h   f i v la y er   f ee d b ac k   s y s te m .   Usi n g   t h is   f i v la y er   n et w o r k   t h A NFI S   s y s te m   p r o v id es  th ad v a n ta g lik lear n i n g   s y s te m   i n   th n eu r al  n et w o r k   a n d   in f er en ce   m o d el  i n   f u zz y   lo g ic.   A NFI S   s y s te m   u tili ze s   t h ad v an tag e s   o f   b o th   f u zz y   a n d   n e u r al  n et w o r k   w h ic h   m ak e s   t h m et h o d   m o r ef f icie n t t h a n   tr ad itio n a w a v elet  a n al y s i s   m et h o d .   T h s tr u ctu r e   o f   t w o   i n p u ts ,   t w o   r u les,   an d   o n o u tp u t   A N FIS  s y s te m   w as   d esi g n ed   to   a n al y ze   t h i n p u t   s i g n al  to   ex tr ac t a p p r o x i m ate  d ata   f r o m   it.           Fig u r 3 .     A NFI S y s te m   m o d el           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A u to ma tic  S p ee d   C o n tr o l o f M o to r   via   W A Tech n iq u fo r   P r ev en tio n   o f F a u lts   in   Mo to r   ( R .   K a b ila n )   523   4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N     An   E m b ed d ed   s y s te m   h as  b ee n   d esig n ed   u s in g   ME MS  v ib r atio n   s e n s o r   an d   A R co r tex   m 4   co n tr o ller .   T h s en s o r   s ig n al   w a s   ca p t u r ed   u s i n g   D AQ  c ar d ,   an d   th r ec o r d ed   s ig n al   is   a n al y ze d   u s in g   MA T L A B   s o f t w ar e.   T h r ee   d if f er en s i g n al  an al y zi n g   al g o r ith m s   n a m el y   w a v elet  tr an s f o r m a tio n ,   D y ad ic   tr an s f o r m atio n ,   an d   A d ap ti v e   Neu r o - Fu zz y   I n f er e n ce   S y s t e m   i s   i m p le m en ted ,   a n d   th e   p er f o r m a n ce   o f   t h s y s t e m   w as  co m p ar ed   w it h   s i m u latio n   o u tp u t   r esu lts .   T h e   s ig n al s   h a v b ee n   r ec o r d ed   in ,   w it h   lo ad   an d   w it h o u lo ad   co n d itio n s   a n d   th r ec o r d ed   s ig n als   ar p r o ce s s ed   to   f in d   t h h i g h   an d   lo w   v al u es  in   th e   a m p lit u d o f   th s ig n al  u s i n g   t h s i g n a l a n al y zi n g   a n   al g o r ith m   to   id en ti f y   th f au lt in   t h el ec tr ic  m o to r .     4 . 1 .     Wa v elet   T ra ns f o r m a t io n :     Fig u r 4   d is p lay s   th r es u lt s   o f   w av ele tr an s f o r m at io n   u n d e r   th f au lt  co n d itio n .   T h a m p litu d es  o f   ea ch   p ar a m eter   d is p la y   s o m er r o r   s ig n al s   p r esen in   it.  B y   co m p ar in g   th e   o u tp u ts   o f   t h n o r m al  a n d   f au lt   s ig n al s ,   th o u tp u t e x p lai n s   t h s ev er it y   o f   f a u lt i n   t h elec tr i m o to r .         ( a)                                                                                                            ( b )                                       ( c)                                                                                                                                                                              ( d )                           Fig u r e. 4 . ( a)   v ib r atio n   o f   th f r eq u en c y   r atio   co n ce r n i n g   t h t i m i n   s ec o n d .   ( b ) : T h co m p a r is o n   o f   m ag n it u d co n ce r n i n g   n o r m al  f r eq u e n c y .   ( c)   T h e   co m p ar is o n   o f   Am p litu d co n ce r n in g   ti m i n   t h f ir s s et  r eg io n .   ( d )   T h co m p ar is o n   o f   Am p lit u d e   co n ce r n in g   ti m i n   th s ec o n d   s et  r eg io n .         4 . 2 .     Dy a dic Tra ns f o r m a t io n :     T h tr an s ie n e f f ec t   an d   th e   i m b alan ce   lo ad   h av e   b ee n   in tr o d u ce d   to   th e   n o r m a m o to r ,   an d   t h e   ch an g es  i n   th o u tp u o f   th s y s te m   ar r ep r esen ted   in   F ig u r 5 .   T h o u tp u s h o w s   th a t   th o cc u r r en ce   o f   h ig h er   p ea k   v al u es  w as  m o r f r eq u en t.  T h d if f er en ce   in   t h o u tp u ts   o f   th m o to r   w it h   an d   w ith o u f a u lt  w as   d is tin g u is h ab le  u s in g   d y ad ic  tr a n s f o r m atio n .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8   :   519     526   524       Fig u r 5 Ou tp u t o f   d y ad ic  tr an s f o r m atio n   f o r   w it h   f a u lt c o n d itio n .       4 . 3 .     ANF I S Sy s t e m :     T h s en s o r   d ata  is   co llected   f r o m   t h f a u lt y   e lectr ic  m o to r .     T h F ig u r 6   an d   7   s h o w s   th e   tr ain   an d   test   d ata  f o r   th f au l t y   s ig n al.             Fig u r 6 .   T r ain   d ata  at  f au lt c o n d itio n         Fig u r 7 T est d ata  at  f au lt c o n d itio n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A u to ma tic  S p ee d   C o n tr o l o f M o to r   via   W A Tech n iq u fo r   P r ev en tio n   o f F a u lts   in   Mo to r   ( R .   K a b ila n )   525     T h F ig u r 8   d is p la y s   M SE  a n d   m ea n   er r o r   r ate  f o r   t h co m p lete  r ec o r d ed   f au l t y   s i g n a l.  T h v al u es   m ea s u r ed ,   MSE   is   ac h ie v ed   as  3 . 7 6        ,   R MSE   v al u as  1 . 9       ,   E r r o r   m ea n   as  3 . 0 1 1 7           an d   s t an d ar d   d ev iatio n   o f   1 . 9 2 1                 Fig u r 8 .   A ll d ata  at  f a u lt c o n d itio n         T h MSE   an d   E r r o r   m ea n   v al u es  s h o w s   th d i f f er e n ce   i n   v a lu es  f o r   er r o r   s ig n al s   an d   n o r m al  s ig n al s   co llected   th r o u g h   v ib r atio n   s e n s o r   f r o m   t h elec tr ic  m o to r .   T h ac cu r ac y   o f   id en tific atio n   o f   f a u lt  is   h ig h er   w h e n   co m p ar ed   to   o th er   ex is ti n g   tec h n iq u e s .       5.   CO NCLU SI O N       A   clo s ed   lo o p   an al y s is   f o r   m o to r   f au lt  d etec tio n   s y s te m   was  in tr o d u ce d   in   t h is   w o r k .   T h f a u lt  i n   elec tr ic  m o to r s   af f ec ts   t h p er f o r m a n ce   o f   th co m p lete  s y s t e m   in   i n d u s tr ies.  P r ed ictin g   a n d   id en ti f icatio n   o f   th f a u lt  i n   th elec tr ic  m o to r   ar m ai n   c h allen g e s   in   t h r ec en r esear ch   ar ea .   T h r ee   m et h o d s   n a m el y   W av elet   an al y s is ,   D y ad ic  T r an s f o r m ati o n   an d   A NFI s y s te m   h a v b ee n   d ev e lo p ed   an d   s t u d ied   th p er f o r m a n ce   o f   th e   in d iv id u al  s y s te m .   T h r es u lts   g en er ated   s h o w s   t h at  t h A N FIS  s y s te m   d ev elo p ed   f o r   an a l y zi n g   m o to r   f a u l t   g en er ate s   m o r ac cu r ate   r es u lts   t h a n   co m p ar ed   to   o th er   te ch n iq u es   s u ch   as   w a v elet  a n d   d y ad ic   tr an s f o r m   b ased   a p p r o ac h .   T h ac cu r ac y   o f   th f au l d etec tio n   b y   A N F I s y s te m   is   i m p r o v ed   b y   3 0 -   4 0 h ig h er   th an   th o th er   t w o   m e th o d s .       RE F E R E NC E S     [1 ]   K.  M .   S o u sa ,   I.   B.   V .   d a   Co sta ,   E.   S .   M a c iel,   J.  E.   Ro c h a ,   C.   M a rtelli ,   a n d   J.  C.   C.   d a   S il v a ,   Bro k e n   Ba F a u lt   De tec ti o n   in   In d u c ti o n   M o to b y   Us in g   Op ti c a F i b e S trai n   S e n s o r s,”  IEE S e n s.  J . ,   v o l.   1 7 ,   n o .   1 2 ,   p p .   3 6 6 9 3 6 7 6 ,   2 0 1 7 .   [2 ]   W .   S .   G o n g o ra ,   H.  V .   D.  S il v a ,   A .   G o e d tel,   W .   F .   G o d o y ,   a n d   S .   A .   O.  S il v a ,   Ne u ra A p p ro a c h   fo Be a rin g   F a u lt   De tec ti o n   in   T h re e   P h a se   In d u c ti o n   M o t o rs,”  IEE E   L a t.   Am.   T ra n s. ,   v o l.   1 4 ,   n o .   3 ,   p p .   5 9 4 6 0 0 ,   2 0 1 3 .   [3 ]   J.  L i,   M .   S u m n e r,   H.  Zh a n g ,   a n d   J.  A re ll a n o - P a d il la,  F a u lt   d e tec ti o n   f o P M S M   m o to d riv e   s y ste m b y   m o n it o rin g   in v e rter i n p u c u rre n ts,   CES   T ra n s.  El e c tr.   M a c h .   S y st. ,   v o l.   1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 7 4 1 7 9 ,   2 0 1 7 .   [4 ]   F .   B.   Ba ti sta ,   P .   C.   M .   L a m i m   F il h o ,   R.   P e d e riv a ,   a n d   V .   A .   D.  S il v a ,   A n   E m p iri c a De m o d u lati o n   f o El e c tri c a F a u lt   De tec ti o n   in   In d u c ti o n   M o t o rs,”  IEE T ra n s .   In str u m.  M e a s. ,   v o l.   6 5 ,   n o .   3 ,   p p .   5 5 9 5 6 9 ,   2 0 1 6 .   [5 ]   D.  Ba y ra m   a n d   S .   Ek e r,   Re d u n d a n c y - Ba se d   P re d ictiv e   F a u l De tec ti o n   o n   E lec tri c   M o t o rs  b y   S tatio n a ry   Wav e l e T ra n s f o r m ,   Ie e e   T ra n s.  In d .   A p p l . ,   v o l.   5 3 ,   n o .   3 ,   p p .   2 0 3 0 ,   2 0 1 7 .   [6 ]   O.  Du q u e - p e re z   a n d   J.  P o n s - l li n a r e s,  Co m p a riso n   o f   Tec h n iq u e f o F a u lt   De te c ti o n   in   In v e rt e r - F e d   In d u c ti o n   M o to rs   in   T ra n sie n Re g im e ,   Ie e e   T ra n s.  I n d .   A p p l. ,   v o l.   5 ,   n o .   c ,   p p .   1 1 5 ,   2 0 1 7 .   [7 ]   C.   G a n ,   J.  W u ,   S .   Ya n g ,   Y.  H u ,   W .   Ca o ,   a n d   J .   S i,   F a u lt   d iag n o sis  sc h e m e   f o o p e n - c ircu it   f a u lt i n   sw it c h e d   re lu c tan c e   m o to d riv e u si n g   f a st  F o u rier  tran sf o rm   a lg o rit h m   with   b u s   c u rre n t   d e tec ti o n ,   IE T   P o we El e c tro n . v o l.   9 ,   n o .   1 ,   p p .   2 0 3 0 ,   2 0 1 6 .   [8 ]   I.   P .   G e o rg a k o p o u lo s ,   E.   D.  M it r o n ik a s,  a n d   A .   N.  S a fa c a s,  De te c ti o n   o f   in d u c ti o n   m o to f a u lt in   in v e rter  d riv e s   u sin g   in v e rter i n p u c u rre n t   a n a ly sis,”   IEE T ra n s.  I n d .   El e c tro n . ,   v o l.   5 8 ,   n o .   9 ,   p p .   4 3 6 5 4 3 7 3 ,   2 0 1 1 .   [9 ]   T .   G h a n b a ri,   A u to c o rre latio n   f u n c ti o n - b a se d   tec h n i q u e   f o sta to tu rn - f a u lt   d e tec ti o n   o f   in d u c ti o n   m o to r,   IET   S c i.   Me a s.  T e c h n o l . ,   v o l .   1 0 ,   n o .   2 ,   p p .   1 0 0 1 1 0 ,   2 0 1 5 .   [1 0 ]   A .   G ian to m a ss i,   F .   F e rra c u ti ,   S .   I a rlo ri,   G .   Ip p o li ti ,   a n d   S .   L o n g h i,   El e c tri c   m o to f a u lt   d e tec ti o n   a n d   d iag n o sis  b y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2 0 1 8   :   519     526   526   k e rn e d e n sity   e sti m a ti o n   a n d   k u ll b a c k - leib ler  d iv e rg e n c e   b a s e d   o n   sta to c u rre n m e a su re m e n ts,   I EE T ra n s.  I n d .   El e c tro n . ,   v o l.   6 2 ,   n o .   3 ,   p p .   1 7 7 0 1 7 8 0 ,   2 0 1 5 .   [1 1 ]   Nu n sa v a th   S u sh e e la,  P e rf o r m a n c e   A n a l y sis  o f   F P GA   b a se d   Di o d e   Clam p e d   M u lt il e v e In v e rter  F e d   In d u c ti o n   M o to r   Driv e   u sin g   P h a se   Op p o si ti o n   Dis p o siti o n   M u l ti c a rrier  Ba se d   M o d u lati o n   S trate g y   In tern a ti o n a j o u r n a o p o w e e lec tro n ics   a n d   d riv e   sy ste m s,  v o l.   8 ,   n o . 4 .   [1 2 ]     M . A .   A b d e G h a n y ,   M o h a m e d   A .   S h a m se ld in ,   A . M .   A b d e G h a n y ,   A   No v e F u z z y   S e l f   T u n in g   T e c h n iq u e   o f   S in g le  Ne u ro n   P ID  Co n tro l ler  fo Bru sh les DC  M o to   In ter n a ti o n a jo u r n a o f   p o w e e l e c tr o n ics   a n d   d r iv e   s y ste m s,  v o l. 8   ,   n o . 4 .   [1 3 ]   S lam e Ri y a d i,   Dig it a Co n tro f o a   P V   P o w e re d   BL DC  M o to r”   In tern a ti o n a jo u rn a o f   p o w e e lec tro n ics   a n d   d riv e   s y ste m s,  v o l. 8   ,   n o . 4 .   [1 4 ]   Bh a ra th M . L ,   F O P ID  C o n tr o ll e d   T h re e   S tag e   In terle a v e d   Bo o s Co n v e rter  F e d   DC  M o t o Driv e   In tern a ti o n a jo u r n a o f   p o w e e lec tro n ics   a n d   d riv e   s y ste m s,  v o l. 8   ,   n o . 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.