Generador Sincrono

energética Vol. XXX, No. 2/2009

APLICACIÓN DE LA COMPUTACIÓN

Modelo dinámico de la máquina
sincrónica de polos salientes en vectores
espaciales y su aplicación al control
directo de par
Alain Amador
Alexander Bueno
José M. Amador
Recibido: Octubre del 2008
Aprobado: Diciembre del 2008

Resumen/ Abstract
En este trabajo se desarrolla el modelo dinámico de la máquina sincrónica depolos salientes (MSPS) en
vectores espaciales referidos tanto al sistema de coordenadas estatórico como al rotórico. El modelo en
vectores espaciales de la máquina sincrónica de polos salientes es una herramienta útil para el desarrollo
de diversos métodos de control vectorial. Para demostrar algunas de las características y ventajas del
modelo propuesto, se analiza con esta herramienta amanera de ejemplo, un controlador directo de par
(DTC). Las ventajas obtenidas con esta técnica de modelación, pueden ser extendidas a muchos otros
componentes del sistema eléctrico tales como transformadores, líneas, cargas, convertidores electrónicos
de potencia y otros tipos de máquinas eléctricas de corriente alterna.
Palabras claves: modelo vectorial control directo del par
In this work, adynamic model of the salient-pole synchronous machine is developed using space vectors
referred to the stator and rotor frames.. The space vector model of the salient-pole synchronous machine is
a useful development tool for vector control applications. Finally, to prove some advantages of the
proposed model, a Direct Torque Control (DTC) is analyzed using this technique. The differententadvantages obtained with this modeling technique can be extended to other electric system components,
such as transformers, transmission lines, loads, electronic power converters and other alternating current
machines.
Keywords: salient-pole synchronous machine, space vector model, direct torque control

INTRODUCCIÓN
En la actualidad, muchos accionamientos de
máquinas eléctricas rotativasutilizan la técnica
del control vectorial [1-3]. Esta técnica se

fundamenta en la representación de las variables
trifásicas instantáneas mediante un vector en el
espacio, cuya magnitud y fase son variables en
el tiempo [4]. Esta representación utiliza las

27
componentes simétrica cómo núcleo de la
transformación de coordenadas [5-6].
Los vectores espaciales se vienen utilizando
desde ladécada de los 80 para representar tanto
el comportamiento de la máquina de inducción,
como de los puentes convertidores asociados a
su operación [1-2-4]. Los convertidores se
representan mediante un conjunto finito de
vectores espaciales igualmente espaciados,
cada uno de los cuales está asociado con el
estado de conectividad de los interruptores del
puente. De esta forma, un modelovectorial del
convertidor electromecánico permite analizar el
conjunto convertidor-máquina-control de una
forma integral [7].
La máquina sincrónica ha venido escalando un
papel cada día más protagónico en los
accionamientos, debido a la posibilidad de
controlar la velocidad mediante convertidores
electrónicos de potencia [8]. Estas máquinas
están reemplazando cada día más al motor de
corrientecontinua, debido tanto a la eliminación
del conmutador electromecánico como a su alta
eficiencia. El desarrollo actual de cerámicas con
altas densidades de campo magnético [9-12], ha
impulsado aun más el uso de la máquina
sincrónica de imán permanente y de reluctancia,
en gran variedad de aplicaciones industriales
debido a que no requieren fuentes de excitación
para alimentar losdevanados rotóricos y la
reducción de pérdidas es significativa en este
tipo de convertidores.
Tradicionalmente la modelación de la máquina
sincrónica se realiza aplicando la transformación
de Park [13-14], al modelo clásico en
coordenadas primitivas. La aplicación directa de
esta transformación determina el modelo (dq0)
ampliamente conocido en la literatura [6-15-16].
El análisis del conjunto...