Simulación y control de la velocidad y par electromagnético de un motor de inducción trifásico: Un enfoque a vehículos eléctricos
DOI:
https://doi.org/10.4995/riai.2019.10452Palabras clave:
Motor eléctrico de inducción, Inversores, Simulación de sistemas en Simulink, Trayectoria de velocidad, Control escalar, ModulaciónResumen
En este estudio se presentan los resultados obtenidos en simulación y control de un motor de inducción trifásico (MTI) utilizando MATLAB/Simulink. El análisis comprende el estudio de la respuesta transitoria del MTI en lazo abierto y en lazo cerrado utilizando dos tipos de controladores: Control Directo de Par (DTC) y Control Escalar. Los resultados más relevantes de este trabajo se dan al evaluar el desempeño de cada controlador, que tienen como objetivo principal seguir el perfil de velocidad deseado, atendiendo a las respuestas dinámicas de velocidad mecánica del rotor, par electromagnético, flujo magnético y corrientes de estator y rotor, así como de los voltajes de excitación. Se consideran dos escenarios de operación: en el primer caso el MTI opera sin carga mecánica y en el segundo opera como sistema de propulsión de un vehículo con parámetros mecánicos cercanos a los de un automóvil convencional. Así mismo se demostró que el DTC brinda al sistema de un comportamiento dinámico más óptimo minimizando los errores de seguimiento de velocidad y par electromagnético, minimizando el rizado en los valores de par y flujo estimado.
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Bazzi, A. M., Friedl, A. P., Choi, S., and Krein, P. T. (2009). Comparison of induction motor drives for electric vehicle applications: Dynamic performance and parameter sensitivity analyses. In 2009 IEEE International Electric Machines and Drives Conference, pages 639-646. https://doi.org/10.1109/IEMDC.2009.5075273
Beltrán, A. M. (2011). Control Directo de Par de Un Motor de Inducción Trifásico con Aplicación a Vehículos Eléctricos. Master's thesis, Departamento de Ingeniería Electrónica, Control Automático, Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico.
Bolio, M. A. M. (2001). Controladores de motores de inducción: un análisis comparativo. Master's thesis, Departamento de Ingeniería Electrónica, Control Automático, Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico.
Cholula, S. (2005). Control Inteligente del Frenado en Propulsión Eléctrica con Regeneración. Master's thesis, Departamento de Ingeniería Electrónica, Control Automático, Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico.
Duran, M. A. (2009). Control de la operación de un vehículo eléctrico con un uso eficiente de la energía. PhD thesis, Departamento de Ingeniería Electrónica, Control Automático, Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico.
Faiz, J., Sharifian, M. B. B., Keyhani, A., and Proca, A. B. (2002). Sensorless direct torque control of induction motors used in electric vehicle. IEEE Power Engineering Review, 22(9):54-55. https://doi.org/10.1109/MPER.2002.4312566
Gokdere, L. U., Simaan, M. A., and Brice, C. W. (2001). Passivity-based control of saturated induction motors. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 48(4):870-872. https://doi.org/10.1109/41.937423
González, F. M. (2004). Entendiendo la transformación de park.
Haddoun, A., Benbouzid, M. E. H., Diallo, D., Abdessemed, R., Ghouili, J., and Srairi, K. (2007a). Comparative analysis of control techniques for efficiency improvement in electric vehicles. In 2007 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, pages 629-634. https://doi.org/10.1109/VPPC.2007.4544199
Haddoun, A., Benbouzid, M. E. H., Diallo, D., Abdessemed, R., Ghouili, J., and Srairi, K. (2007b). A loss-minimization dtc scheme for ev induction motors. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 56(1):81-88. https://doi.org/10.1109/TVT.2006.889562
Hart, D. H. (2001). Electrónica de Potencia. Pearson Educación, Madrid.
Idris, N. R. N., Toh, C. L., and Elbuluk, M. E. (2006). A new torque and flux controller for direct torque control of induction machines. IEEE Transactions on Industry Applications, 42(6):1358-1366. https://doi.org/10.1109/TIA.2006.882685
Idris, N. R. N., Yatim, A. H. M., and Azli, N. A. (2001). Direct torque control of induction machines with constant switching frequency and improved stator flux estimation. In Industrial Electronics Society, 2001. IECON '01. The 27th Annual Conference of the IEEE, volume 2, pages 1285-1291 vol.2. https://doi.org/10.1109/IECON.2001.975967
Krause, P., Wasynczuk, O., Sudhoff, S., and Pekarek, S. (2013). Analysis of Electric Machinery and Drive Systems. Wiley and IEEE Press, New Jersey. https://doi.org/10.1002/9781118524336
Negm, M. M. M., Bakhashwain, J. M., and Shwehdi, M. H. (2006). Speed control of a three-phase induction motor based on robust optimal preview control theory. IEEE Transactions on Energy Conversion, 21(1):77-84. https://doi.org/10.1109/TEC.2005.858072
Ogata, K. (2010). Ingeniería de Control Moderan. Pearson, Madrid.
Rashid, M. H. (2001). Power Electronics Handbook. Academic Press, Canada.
Sahoo, S. K., Das, G. T. R., and Subrahmanyam, V. (2008). Implementation and simulation of direct torque control scheme with the use of fpga circuit. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 3(2):48-54.
Soltani, J., Zarchi, H. A., and Markadeh, G. R. A. (2009). Stator-flux-oriented based encoderless direct torque control for synchronous reluctance machines using sliding mode approach. International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering, 3(10):1324-1330.
Trounce, J. C. (2001). Implementation of a Direct Torque Controller using a Three-Level Inverter for an Electric Vehicle Application. Master's thesis, University of Canterbury Christchurch, New Zealand.
Vidal, E. E. (2006). Diagnostico y Reconfiguración De Fallas En El Motor De Inducción Utilizando Observadores No Lineales. Master's thesis, Departamento de Ingeniería Electrónica, Control Automático, Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico.
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