control de una maquina sincronica

UTFSM Control de Accionamientos Eléctricos ELO-386

Tarea 2: “Control Vectorial de una Máquina Sincrónica
SMPMSM”

I. Introducción.
Las maquinas Sincrónicas cada día son más usadas
en accionamientos especiales como por ejemplo
vehículos de tracción, turbinas, etc. Ya que poseen
ciertas ventajas que las ponen por sobre una maquina
de inducción como por ejemplo su alta eficiencia y
unamayor estabilidad al momento de utilizarla con
convertidores de frecuencia. En este trabajo se diseña
un control de velocidad para una maquina de imanes
permanentes SMPMSM a través del uso de software
MatLab y su herramienta RLTOOL. Se realiza en
primera instancia un control de corriente para luego
culminar con el control de la velocidad y pruebas al
modelo.
II. Modelo Dinámico encoordenadas

Estas ecuaciones han sido implementadas en el
modelo dinámico
entregado. Las modificaciones
que se deben realizar para obtener el modelo en
coordenadas
se pueden visualizar fácilmente al
observar el modelo dinámico en coordenadas :
=

∙

+

∙

−

∙

=

∙

+

∙

+

∙

3
∙
2

∙

=

∙

= ∙ +
En esta sección se presenta el modelo en
coordenadas
delmodelo dinámico de una
= ∙
maquina sincrónica. Para ello primero observamos
los parámetros de la maquina:
Por lo tanto el modelo dinámico en coordenadas
desarrollado en diagrama de bloques es:
Parámetros
4 [
]
6 [ ]

0.5 [ ℎ ]
10 [
]
3

3000 [
]
150 [ ]
Para el modelo en coordenadas
es necesario
aplicar las transformaciones necesarias al modelo
provisto en coordenadas. En primera instancia se
observa el modelo dinámico en :
=

∙

=
=

∙

3
∙
2

∙(

+

+

∙

−

∙

∙ cos

+
∙

∙

∙
−

∙ sin

Figura 1: diagrama de bloques parte 1.

∙ cos

En la figura 1 se expresan claramente las ecuaciones
que relacionan a
con
, que corresponde a la
dinámica eléctrica del sistema.

∙ sin

∙

)

1

UTFSM Control deAccionamientos Eléctricos ELO-386

Figura 2: diagrama de bloques parte 2.
En la figura 2 se muestra la ecuación de torque y la
planta del sistema mecánico
( ) . Vale la pena
destacar que la medición obtenida a la salida de la
planta del sistema mecánico corresponde a velocidad
en el eje la cual es distinta a .
De esta forma se tiene el modelo dinámico en Figura 3: LGR lazo cerrado control decorriente.
representación de diagrama de bloques.
III. Control Vectorial
A continuación comienza el diseño del control
usando el método de control vectorial. Para ello se
inicia el análisis considerando los controladores para
la corriente de la maquina sincrónica y la planta a
controlar:
1/

( )=
(

=

=

(

2
0.02 + 1

+ 1)
1/

( )=

2
0.02 + 1

+ 1)

Para elcontrol de ambas plantas, se implementaran
controladores PI de la forma:
( )=

( )=

( + )

Para la sintonía del controlador se consideran los
siguientes criterios de diseño:

ℎ

= 0.7
= 300 [ ].

Con estos se obtiene como controlador PI para la
corriente el siguiente esquema:

Con la ayuda de RLTOOL la ubicación de los polos
y su respectivo diagrama de Bode es el siguiente:Ahora

corresponde

la

implementación

Figura 4: Diagrama de Bode y respuesta a escalón.

( )=

( )=

12.82( + 714.28)

del En la figura 5 se observan los polos de lazo cerrado
2

UTFSM Control de Accionamientos Eléctricos ELO-386
controlador PI para velocidad. Como el lazo interno luego de agregar un controlador tipo PI.
tiene un ancho de banda de 300 [Hz] y el lazo Acontinuación se presenta el diagrama de Bode y la
externo un ancho de banda de 20 [Hz] es posible respuesta a escalón del lazo cerrado.
desacoplar el lazo externo, considerando como planta
a controlar la siguiente:
( )=

1

=

100

Para el control usaremos además el mismo formato
de controlador PI expuesto en anteriormente:
( )=

( + )

Se considera además que a la entrada del...