Efectos de desafinaci n en el control vectorial
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EFECTOS DE DESAFINACIÓN EN EL CONTROL VECTORIAL. Por: Diana Fernanda Morales Rincón Jorge Olmedo Vanegas Serna. INTRODUCCIÓN. En la práctica, los parámetros estimados del motor pueden estar significativamente lejos de los parámetros reales del motor.

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Efectos de desafinaci n en el control vectorial

EFECTOS DE DESAFINACIÓN EN EL CONTROL VECTORIAL

Por: Diana Fernanda Morales Rincón

Jorge Olmedo Vanegas Serna

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Introducci n
INTRODUCCIÓN

En la práctica, los parámetros estimados del motor pueden estar significativamente lejos de los parámetros reales del motor.

El parámetro más sensible es la constante de tiempo del rotor τr, que depende de la resistencia del rotor, la cual se incrementa significativamente cuando el rotor se calienta.

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Introducci n1
INTRODUCCIÓN

Calcularemos el error de estado estacionario debido a la incorrecta estimación de la resistencia del rotor y se analizará también su efecto en la respuesta dinámica del accionamiento controlado vectorialmente.

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Efecto debido a r incorrecta
EFECTO DEBIDO A “ τr”INCORRECTA

Se define un factor de desafinación igual al cociente entre la constante de tiempo del rotor real y la estimada.

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Efecto debido a r incorrecta1
EFECTO DEBIDO A “ τr”INCORRECTA

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Efecto debido a r incorrecta2
EFECTO DEBIDO A “ τr”INCORRECTA

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Efecto debido a r incorrecta3
EFECTO DEBIDO A “ τr”INCORRECTA

Ejes bobinados dq reales y estimados

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Efecto debido a r incorrecta4
EFECTO DEBIDO A “ τr”INCORRECTA

Condiciones Asumidas:

  • Rotor Bloqueado

  • Sistema en lazo abierto (no hay controlador)

  • El marco de referencia es el vector de flujo de enlace del rotor (eje “d” alineado con λr)

  • Se desea un cambio escalón en el torque

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Efecto debido a r incorrecta5
EFECTO DEBIDO A “ τr”INCORRECTA

Condiciones Iniciales:

  • Eje “a” del estator, eje “A” del rotor y eje “d”están alineados.

  • λr en su valor nominal ( λr = λr ej0 )

  • λrd = λr y λrq = 0

  • isd,est = isd* = constante

  • isq,est = isq* = 0 (torque = 0)

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Efecto debido a r incorrecta6
EFECTO DEBIDO A “ τr”INCORRECTA

Condiciones Iniciales:

  • θda = θda,est = 0

  • kτ < 1

  • Inversor CR-PWM es ideal

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Efecto debido a r incorrecta7
EFECTO DEBIDO A “ τr”INCORRECTA

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Efecto debido a r incorrecta8
EFECTO DEBIDO A “ τr”INCORRECTA

¿Por qué podemos calcular las corrientes en los bobinados dq (a lo largo de los ejes correctos dq en el motor real) proyectando las corrientes de los bobinados dq a lo largo de los ejes estimados?

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Efecto debido a r incorrecta9
EFECTO DEBIDO A “ τr”INCORRECTA

En este caso de desafinación, se está aplicando (aunque erróneamente) las corrientes referenciadas a los bobinados a lo largo de los ejes d-q estimados, por lo tanto,

Remplazando (2) en (1)

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Efecto debido a r incorrecta10
EFECTO DEBIDO A “ τr”INCORRECTA

Donde, . Por lo tanto en Ec(3), las corrientes en los bobinados de los ejes d y q (en el motor real) pueden ser calculadas como:

Grupo de Accionamientos Eléctricos


Ejemplo 6 1
EJEMPLO 6-1

Condiciones:

  • Rotor Bloqueado

  • Flujo inicialmente establecido a su valor nominal con isd(0)=3.1 A

  • Torque referenciado a un cambio escalón (isq(0)=4.0 A), que es el 50% de su valor nominal

  • Resistencia del rotor como la mitad de su valor nominal (Rr,est=0.5Rr)

Grupo de Accionamientos Eléctricos


An lisis de estado estable
ANÁLISIS DE ESTADO ESTABLE

Podemos obtener el resultado de desafinación en estado estable haciendo uso de dos condiciones.

  • La velocidad de deslizamiento iguala su valor estimado en estado estable.

  • La magnitud del vector de corriente dq de estator es la misma en el bloque del modelo del motor estimado y en el bloque del modelo del motor real

Grupo de Accionamientos Eléctricos


An lisis de estado estable1
ANÁLISIS DE ESTADO ESTABLE

Grupo de Accionamientos Eléctricos


An lisis de estado estable2
ANÁLISIS DE ESTADO ESTABLE

  • Recordemos que ωda,est = ωdA,est + ωm

  • Como ωm= 0 , entonces ωda,est = ωdA,est

  • Las tres corrientes de fase de la fuente alcanzan estado estable a una frecuencia de ωsyn = ωda,est

  • El vector de flujo del rotor del motor real tiene amplitud constante y rota a ωd = ωda = ωdA + ωm

  • Como ωm= 0 , entonces ωd = ωdA

  • En estado estable ωsyn = ωd

Grupo de Accionamientos Eléctricos


An lisis de estado estable3
ANÁLISIS DE ESTADO ESTABLE

  • Aunque el vector de corriente de estator es el mismo, las proyecciones sobre el conjunto de ejes dq estimados y reales son diferentes porque no están alineados.

  • Recordando la ecuación para ωdA

Grupo de Accionamientos Eléctricos


An lisis de estado estable4
ANÁLISIS DE ESTADO ESTABLE

  • En estado estable ird = 0 , por lo tanto

  • Sustituyendo en la expresión de ωdA

  • Realizando el mismo análisis para el modelo estimado del motor

Grupo de Accionamientos Eléctricos


An lisis de estado estable5
ANÁLISIS DE ESTADO ESTABLE

  • Usando la condición 1

  • Usando la condición 2

  • Introducimos un factor m llamado factor de torque

Grupo de Accionamientos Eléctricos


An lisis de estado estable6
ANÁLISIS DE ESTADO ESTABLE

  • Estado estable de isd / isd*

  • Estado estable de isq / isq*

  • Estado estable de θerr

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An lisis de estado estable7
ANÁLISIS DE ESTADO ESTABLE

  • Estado estable de Tem / Tem*

Grupo de Accionamientos Eléctricos