Controles Por Retroalimentacion De Salida Para El Motor De Induccion

Controles por retroalimentación de salida para el motor de inducción sin sensores mecánicos
Oscar Salvador Salas Peña, Jesús de León Morales
FIME-UANL salvador.sp@gmx.net, drjleon@gmail.com RESUMEN En este artículo se presentan dos controladores por retroalimentación de salida, usando un observador de velocidad que logra seguimiento exponencialmente global de la velocidad para el motor deinducción. El control propuesto utiliza mediciones de las corrientes del estator, y se denomina “sin sensores” debido a que no se requiere sensor mecánico. Se usa un benchmark para validar los controles bajo tres condiciones de operación: 1. Baja velocidad con carga nominal. 2. Alta velocidad con carga nominal. 3. En condiciones de inobservabilidad (a bajas frecuencias). El control propuesto ha sidovalidado en las trayectorias de referencia de este benchmark. PALABRAS CLAVE Motor de inducción, observadores interconectados, control backstepping, control por modos deslizantes ABSTRACT In this paper, two output feedback controllers using a speed observer that achieves a global exponential rotor speed tracking for induction motor are presented. The proposed controllers utilize stator currentsmeasurements and it is termed “sensorless” because of the fact that no mechanical sensors are required. A benchmark is used for sensorless induction motor controllers validation under three operating conditions: 1. Low speed with nominal load. 2. High speed with nominal load. 3. Case where the motor state is unobservable (at low frequencies). The proposed controller has been tested and validated onthe reference trajectories of this benchmark. KEYWORDS Induction motor, interconnected observers, backstepping control, sliding A r t í c u l o b a s a d o e n e l mode control.
proyecto galardonado con el Premio de Investigación UANL 2006, en la categoría de Ingeniería y Tecnología, otorgado en la Sesión Solemne del Consejo Universitario de la UANL, celebrada el 14 de septiembre de 2006.INTRODUCCIÓN Alrededor de 70% de la energía eléctrica generada es utilizada para hacer funcionar motores eléctricos.1 Incontables ejemplos de la aplicación y utilización de los motores eléctricos se encuentran en la industria, el comercio, los servicios y el hogar. Es significativo el hecho de que los motores eléctricos suministran, en su mayor parte, la energía que mueve los procesos industriales, porlo que la

Ingenierías, Enero-Marzo 2007, Vol. X, No. 34

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conservación y adecuada operación de los motores en la industria representa uno de los campos más fértiles de oportunidades en el ahorro de energía, lo cual se traduce en una reducción en los costos de producción y en una mayorcompetitividad. Por otro lado, los motores eléctricos más usados debido a su confiabilidad, robustez y bajo precio son los de inducción trifásicos (figura 1). Dichos motores tienen la limitante de mantener su velocidad fija, sin importar las variaciones de carga, y ésta es variable sólo cambiando el número de polos. Sin embargo, nuchas procesos industriales requieren variación de velocidad. Para ello seutilizan variadores de frecuencia de la tensión de alimentación, los cuales permiten modificar la velocidad de un motor de inducción, pero, debido al fuerte acoplamiento de las variables, provoca una variación indeseada del flujo y del par en el motor. El control escalar toma en cuenta dicho acoplamiento e intenta que el flujo sea constante, para poder suministrar par máximo a cualquier velocidad. Setrata de un método robusto, ya que no es necesario el conocimiento de los parámetros del motor; pero ofrece una respuesta dinámica lenta e imprecisa, sin embargo es una buena aproximación cuando las exigencias de control no son estrictas. Si se desea aprovechar al máximo las características del motor en cualquier punto de operación, y mejorar la respuesta dinámica y la precisión, es necesario...