Motor ac

Capítulo 5:
5.1

Simulación de un Sistema de Control Adaptivo por Campo Orientado de la Máquina de Inducción.

Esquema de control propuesto

En los tres capítulos anteriores se han revisado y propuesto varias alternativas para la modelación, estimación de parámetros, y estimación del estado de la máquina de inducción. Estos desarrollos tienen una aplicación muy concreta en la regulación develocidad, posición o par de estas máquinas. Por esta razón, en este capítulo se presenta a modo de ejemplo, un algoritmo relativamente simple que utiliza algunas de estas técnicas para obtener un controlador rápido de velocidad. El controlador propuesto está constituido por una máquina de inducción alimentada por un inversor controlado en corriente. Las referencias de la corriente que debeinyectar el inversor a la máquina de inducción son calculadas por un conjunto de tres controladores proporcionales integrales. Estos controladores son realimentados con la velocidad mecánica medida directamente en el eje de la máquina, asi como con la dirección y magnitud de la corriente de magnetización y el par eléctrico obtenidos de un estimador de estado. El estimador de estado utiliza el modelo decampo orientado de la máquina de inducción, con una adpatación de los respectivos parámetros en tiempo real. El proceso de adaptación paramétrica se fundamenta en comparar la potencia reactiva medida en bornes del convertidor y con la calculada por el estimador [77]. Un proceso de integración de esta diferencia, corrige la constante de tiempo del rotor hasta anular el error entre las potenciasreactivas instantaneas. En la figura 5.1, se presenta el esquema básico del controlador. El sistema de control de este esquema se ha ilustrado en la figura 4.8, y reproduce los controles clásicos que se realizan sobre las máquina de corriente continua [7,75,55]. El estimador de estado también se ha discutido en el capítulo anterior y el esquema correspondiente se muestra en la figura 4.6. El modelode la máquina de inducción debe incluir las dos ecuaciones de tensión del estator, por este motivo se utiliza el esquema de campo orientado con fuentes de tensión independientes que se ilustra en la figura 3.8, completándolo con la ecuación

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dinámica del par y las transformaciones de las corrientes en coordenadas de campo orientado a coordenadas primitivas.
Adaptador de
Tr ( 0 )

fmfe Generador de
fm y fe

Tr
Tr est
est i qe est est i de δ est im

est im

vab

vbc

δ est

Estimador de estado Teest
est im

ref ia ref ib

ia Inversor ib ic

ω ref r

Sistema de control
ωm

i cref

Máquina de inducción ω
r

Fig. 5.1 Esquema básico del controlador adaptivo de velocidad por campo orientado de la máquina de inducción El inversor está alimentado poruna fuente de tensión continua constante provista por un rectificador no controlado y un filtro armónico apropiado. El dispositivo tiene un control por modulación delta, que compara cada una de las corrientes inyectadas a la máquina con las corrientes de referencia calculadas por el controlador. Cuando esta comparación excede un margen de histéresis previamente establecido, se enciende elinterruptor estático ubicado en la parte inferior de la rama correspondiente. Si la comparación está por debajo de la banda de histéresis, se enciende el interruptor estático superior de la rama del puente. Los dos interruptores de cada rama tienen una activación complementaria. Cada rama del puente inverosor es controlada por una fase. La actividad de encendido o apagado de los interruptores de cada ramaes independiente de las otras. Sin embargo, las tensiones que aparecen sobre la carga dependen de la actividad en las tres ramas. Este tipo de inversor permite ocho posibles condiciones de conectividad de los interruptores del puente. Numerando los interruptores

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superiores de cada rama como 1, 3 y 5, y los inferiores como 4, 6 y 2 respectivamente, se obtienen los ocho estados...