Control De Motores Brushless

Control de un motor brushless con aumento de la
resolución del resolver mediante “oversampling”
Memoria

Autor:
Director:
Titulación:
Convocatoria:

Gabriel Gross Igor
Joan Bergas
Ingeniería Industrial
Septiembre 2004

Control de un motor brushless con oversampling – Gabriel Gross Igor

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Resumen
En este proyecto se ha diseñado y montado el control completo de un motorbrushless
senoidal con un DSP (Digital Signal Processor). En el DSP no se solo se ha programado el
control propiamente dicho, sino también un algoritmo para adquirir la posición del motor con
más resolución de la que nos permite el algoritmo tradicional (basado en el undersampling);
esta técnica es el sobremuestreo (oversampling en inglés).
El control que se ha diseñado sirve como base paraalgoritmos superiores que también se
pueden integrar en el DSP y por tanto pueden aprovechar la potencia de cálculo del mismo.
Con esto se puede lograr algoritmos que realicen funciones relativamente complejas con
motores, gracias a la gran flexibilidad de programación que ofrece el DSP.
Este DSP controla un puente ondulador trifásico de hasta 100A, con el que es posible
controlar casi todo elrango de motores brushless comerciales. Por otro lado, con el mismo
equipo y programa, también es posible controlar motores síncronos, siempre que lleven un
resolver.
Para realizar este control se ha diseñado y construido una placa de control que integra el
DSP y otros elementos auxiliares. Por otra parte, también se han construido y montado
placas auxiliares para el funcionamiento de todo elconjunto (fuente de alimentación, filtro,
sondas,…)

Control de un motor brushless con oversampling – Gabriel Gross Igor

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Índice
Resumen________________________________________________________________ 1
Índice __________________________________________________________________ 3
1

Glosario _____________________________________________________________ 5

2

Introducción_________________________________________________________ 7
2.1
2.2

3

Objetivos _________________________________________________________ 7
Abasto ___________________________________________________________ 7

Conceptos preliminares________________________________________________ 9
3.1

Motor brushless ____________________________________________________ 9

3.2

Resolver_________________________________________________________ 9

3.3

Convertidor resolver-to-digital mediante undersampling ____________________ 11

3.4

Conversión AD con oversampling _____________________________________ 13

3.4.1
3.4.2

Aumento de resolución añadiendo ruido blanco ______________________ 15

3.4.3
4

Principio teórico del oversampling _________________________________ 14Aumento de resolución añadiendo una señal triangular ________________ 17

Aplicación del oversampling a la conversión resolver-to-digital _____________ 19
4.1

Descripción del método recomendado por Texas Instruments _______________ 19

4.1.1

Problemas del método general ___________________________________ 20

4.2

Método de oversampling mejorado ____________________________________ 214.3

PLL para cálculo del ángulo y de la velocidad ___________________________ 24

4.4

Requerimientos del DSP ____________________________________________ 26

4.4.1
4.4.2
5

Elección del DSP a utilizar _______________________________________ 26
Elección de la mejora en la resolución que se quiere conseguir __________ 27

Simulaciones_______________________________________________________ 31
5.1

Descripción ______________________________________________________ 31

5.2

Resultados ______________________________________________________ 35

5.2.1
5.2.2
6

Precisión ____________________________________________________ 37
Resolución ___________________________________________________ 38

Algoritmos__________________________________________________________...