Motor cc

FCEIyA–UNR

Departamento de Electrónica

Sistemas de Control de Motores Eléctricos

Práctica – Motor de Corriente Continua

Código: P1-MCC.CurMot

A Imán Permanente
1 Diagrama de Bloques. a) Dibuje el Diagrama de Bloques (DB) del Motor de Corriente Continua de Imán Permanente (MCC-IP). Considere el modelo idealizado de la Fig. 1. b) Replantee el DB despreciando la inductancia dearmadura. Haga cada DB con el detalle de todas las relaciones constitutivas y estructurales del modelo. c) En ambos casos anteriores compacte todos los subsistemas que pueda y represéntelos con bloques

normalizados (PT1, etc.) adecuadamente parametrizados (p. ej., especifique K y T1 en el caso de un PT1). d) Repita los puntos a) y c) anteriores para el modelo de la Fig. 1 modificado con un volante deinercia J’ acoplado al momento de inercia J a través de un resorte lineal de constante de torsión kT. Un par de carga externo ataca en el volante J’ (ver Fig. 2).

Figura 1. MCC Imán Permanente.

Figura 2. Carga acoplada elásticamente.
2 Funciones Transferencias. a) Leyendo el DB del punto 1a) escriba la función transferencia (FT) GC(s) (1): Ua(s) G c (s ) = Verifique que es un PT2, como en[1, p. 16]. b) Sabiendo que los polos de un PT2 se pueden expresar como Ω(s) U a (s) Ω(s)

p1,2 = −ξω n ± jω n 1−ξ 2 . Escribir ξ y ωn
J 2 b + K m / Ra

en función de los parámetros físicos. Analice la incidencia de estos últimos sobre los polos. c)
1
Con el subíndice “c” queremos denotar que se trata de la transferencia asociada a la variable de control. El subíndice “p” en la FT del parindica que se trata de la perturbación.

Escriba la Gc(s) en función de los parámetros sistémicos Ta =

La , Ra

Tr =

J , b

Tm =

CurMot_P1MCC.doc

1/09/aa

DSF

Código: P1-MCC.CurMot Página 1 de 1

d) Para al menos dos motores de las hojas de datos [3], calcule numéricamente los polos de la FT Gc(s) y compárelos con los polos 1/Ta , 1/Tr y 1/Tm. e) Escriba la FT normalizadaGp(s): τC (s) → Ω(s) , y su correspondiente mnemónico. Observe que Gc(s) y Gp(s) tienen el mismo denominador. ¿Por qué? Indique el grado relativo de ambas FTs. Calcule simbólicamente el cero de esta FT en función de los parámetros físicos, y numéricamente para los motores que eligió anteriormente. f) Escriba las FTs normalizadas siguientes y analícelas tal como hizo con las anteriores. Luego tratenuevamente el problema para el modelo que supone La = 0.

G IC ( s ) = G IP ( s ) =

Ia ( s) Ua (s) Ia ( s) τ C ( s)

g) Para ambos motores elegidos dibuje cualitativamente la respuesta temporal ω (t) a un escalón unitario en las entradas Ua(s) y τc(s) y especifique sus valores inicial, final, máximo/mínimo, tiempos de sobrevalor, pulsación, etc. Explote al máximo los índicesestructurales orden y grado relativo, y las propiedades de las respuestas de ellos derivados. h) Idem anterior para la respuesta temporal Ia (t) a los mismos escalones anteriores. 3 Frenado Dinámico. Analice el artículo indicado en la referencia [5]. Use al máximo las herramientas de análisis de Control I / DSF. 4 Ecuaciones de Estado y de Salida. Escriba las Ecuaciones de Estado (EE) y las Ecuaciones deSalida (ES). Modelo Fig. 1. a) Tome como salidas las siguientes variables: y1: velocidad en el eje; y2: aceleración angular. b) Considere ahora la salida y3: posición angular del rotor. En ambos casos escriba las ecuaciones en forma matricial. Halle los autovalores de las matrices de evolución del sistema. c) Repita los puntos anteriores para el modelo usado en el punto 1-d).

d) Calcule losestados de régimen (alimentación y carga constantes) para los modelos 3a) y 3b) y compárelos.

B Excitación Independiente
Obs.: tanto en este como en todos los ejercicios siguientes trate de aprovechar al máximo los resultados que obtuvo al tratar el MCC_IP. 1 Diagrama de Bloques. a) Dibuje el DB del Motor de Corriente Continua de Excitación Independiente (MCC-EI). Replantee el DB despreciando la...