CONTROL VECTORIAL DE UNA MÁQUINA DE INDUCCIÓN JAULA DE ARDILLA

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LABORATORIO ACCIONAMIENTOS

 ELÉCTRICOS II

TEMA: CONTROL VECTORIAL DE UNA MÁQUINA DE INDUCCIÓN JAULA DE ARDILLA.

INFORME N°3

INTEGRANTE:

Luis Torres Cárdenas

PROFESOR:

Carlos Ramírez.

INTRODUCCIÓN

Esta experiencia tiene como objetivo comprender y analizar el control vectorial de una máquina de inducción tipo jaula de ardilla, además de conocer la estructura interna del control vectorial, como también realizar el diseño y la simulación del control vectorial en el software Matlab.

Se analizara la respuesta del control ante distintas variaciones de carga y velocidades en la máquina de inducción.

DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA

Los parámetros de la máquina de inducción tipo jaula de ardilla al cual se le va a realizar el control vectorial se muestra en la siguiente tabla:

Tabla 1. Parámetros del motor de inducción

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Para iniciar la experiencia se realizó el esquema de control vectorial a utilizar para la simulación en el software simulink de Matlab (control vectorial indirecto utilizando términos de compensación).

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Para el esquema de control vectorial indirecto se obtuvieron a partir de las siguientes ecuaciones, en donde se describen los términos de compensación.

Para cálculo del ángulo de giro:

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Para el control de corriente con términos de compensación:

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Para realizar el control vectorial:

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 A continuación se diseñara del controlador PI, considerando el lazo interno de corriente en ejes rotatorios (dq):

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Obteniéndose la siguiente ganancia del controlador PI:

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Y el controlador PI para el lazo externo de velocidad:

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Obteniéndose la siguiente ganancia del controlador PI:

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Al control de tensión se incluyó un antiwinding-up para limitar el torque de referencia a un 20% por sobre al torque nominal de la máquina de inducción. Para realizar esto se utilizó un bloque triggerer subsystem con un tiempo de muestreo igual a 25, el código que se implementó en el software Matlab es el siguiente:[pic 12]

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Además se calculó la corriente de estator de referencia en ejes d (Isd*) en estado estacionario, a partir de las siguientes ecuaciones:

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Obteniéndose:

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Obtenido el controlador de corriente y el limitador antiwinding-up se implementó el esquema del control vectorial para la máquina de inducción jaula de ardilla en simulink Matlab, el cual se aprecia en la figura 1.

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Figura 1. Esquema d control vectorial implementado.

En la figura 2. Se observa la respuesta de velocidad del rotor con el controlador y la velocidad referencia. Además Se observa el cambio de torque que se produce por un impacto de carga y la respuesta de velocidad cuando vuelve a estabilizarse al valor de referencia (1430 RPM).

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Figura 2.respuesta de velocidad (verde) y velocidad de referencia (azul).

En la figura 3. Se aprecia la repuesta del control de torque electromagnético y el torque de referencia (26.7 Nm), en donde el cambio de torque se produce en un tiempo de 0.6 seg, y la respuesta al cambio de torque cuando vuelve a estabilizarse al valor nominal.

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Figura 3. Respuesta de torque y torque de referencia.

En l figura 4. Se observan los flujos de estator en ejes rotatorios (dq) en respuesta a la velocidad nominal del sistema que comienza en un tiempo de 0.3 seg Y el torque comienza en 0.6 seg.

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