DEVELOP ADVANCE IN NEW STRATEGIES FOR ELECTRIC MACHINE CONTROL BASE ON DTC

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1 DEVELOP ADVANCE IN NEW STRATEGIES FOR ELECTRIC MACHINE CONTROL BASE ON DTC AVANCES EN EL DESARROLLO DE NUEVAS ESTRATEGIAS DE CONTROL BASADAS EN DTC PARA MAQUINAS ELECTRICAS PhD. Maía Isabel Giménez de Guzmán Univesidad Simón Bolíva, Caacas, Venezuela Gupo de Sistemas Industiales de Electónica de Potencia GSIEP Tel.: (+58) , Fax: (+58) Abstact: The integation of the existent developments in the aeas as powe electonics devices (as IGBTs), digital systems fo supevision and contol (micocontolles, DSPs), new contol pocedues (Fuzzy Logic) and new electic machine contol stategies (as Diect Toque Contol, DTC), they allow us to develop novel applicable systems to the contol of diffeent electic machines. The Powe Electonic Industial Systems Goup (GSIEP) of the Simón Bolíva Univesity is cuently woking in seveal of these systems. To cay out the expeimental tests, the GSIEP has developed a modula system called as Platfom III whose desciption is pesented in this pape. Resumen: La integación de los desaollos existentes en las áeas de dispositivos electónicos de potencia (IGBTs), sistemas digitales paa supevisión y contol (micocontoladoes, DSPs), nuevos pocedimientos de contol (Lógica Difusa) y nuevas estategias aplicables al contol de máquinas (Contol Diecto de Pa, DTC), nos pemiten desaolla novedosos sistemas aplicables al contol de difeentes máquinas elécticas. El Gupo de Sistemas Industiales de Electónica de Potencia (GSIEP) de la Univesidad Simón Bolíva está tabajando actualmente en vaios de estos sistemas. Paa ealiza las puebas expeimentales, el GSIEP ha desaollado un sistema modula llamado Platafoma III, cuya descipción se pesenta. Keywods : DTC, Fuzzy Logic, Induction moto, Reluctance moto, Matix contolles. 1. INTRODUCCION El desaollo de las estategias de contol paa máquinas elécticas suge de la necesidad de conta con sistemas industiales en los que sea posible contola con pecisión tanto la espuesta estática como dinámica de las máquinas utilizadas. 27 Inicialmente se utilizaon los motoes DC, ya que en ellos es posible egula con pecisión e independencia tanto la coiente de estato como la del oto, lo cual se taduce en el contol independiente del flujo magnético y del pa, dando luga a una excelente espuesta tanto estática como dinámica. Las máquinas AC pesentan vaias ventajas en lo que se efiee a su obustez, bajo costo y pocos equeimientos de mantenimiento,

2 peo los sistemas de contol paa las máquinas AC esultan mucho más complejos y costosos, debido a que el moto de inducción puede considease como una planta de contol multivaiable altamente no lineal, y lo mismo ocue con las máquinas sínconas como los motoes de eluctancia, los cuales pesentan polos salientes tanto en el estato como en el oto. Con el advenimiento de los sistemas de contol electónicos se desaollaon nuevas estategias de contol paa los motoes de inducción, comenzando po el contol escala, peo esta estategia tiene un ango de velocidad limitado y poco peciso, y a bajas velocidades pesenta una pobe epuesta dinámica del pa. En los años 70, Blaschke [1] pesentó el Contol po Campo Oientado paa los motoes de inducción (MI), que contola de foma independiente el flujo del oto y el pa desaollado, peo su desempeño depende de la pecisión con la que se conocen los paámetos del modelo del MI. A mediados de los años 80 se popuso una nueva técnica paa contola el pa de la máquinas AC, el Contol Diecto de Pa ( Diect Toque Contol o DTC) [2]. En esta estategia, las conexiones de los inteuptoes del puente inveso se seleccionan a fin de actua sobe el vecto de voltaje del estato paa contola diectamente el flujo del estato y el pa desaollado po la máquina. Ahoa bien, con este esquema se tiene un alto izado de pa aplicado al moto y un ápido cecimiento de la coiente duante el aanque del moto o cuando se modifica la efeencia del flujo del estato. Una de las técnicas de contol que está teniendo cada vez mayo gado de aplicación en los sistemas de Electónica de Potencia es la Lógica Difusa (Fuzzy Logic), ya que sus pincipios se adaptan pefectamente a las estategias que hay que emplea en este tipo de sistemas altamente no lineales. En este tabajo se pesentan dos nuevas configuaciones, basadas en Lógica Difusa, paa educi los efectos no deseados del contol DTC sobe los motoes de inducción. Po ota pate, la estategia DTC también esulta adecuada paa maneja motoes de eluctancia [3], ya que se obtiene una ápida espuesta dinámica de estas máquinas mientas se mantienen los izados del flujo y del pa dento de límites peestablecidos. Ahoa bien, el izado de flujo y de pa 28 junto con el izado que se pesenta en la coiente, constituyen unas de las desventajas de esta estategia de contol, po lo que se han buscado distintas soluciones. Paa el caso de los motoes de eluctancia (RSM), Li et al [4] pesentaon un método paa el diseño de un contolado difuso de estuctua vaiable (Vaiable Stuctue Fuzzy Contolle o VSFC) que es fácil de ajusta, es obusto y lo más impotante, su estabilidad está aseguada. El segundo desaollo pesentado en este tabajo es un esquema DTC modificado paa SRM utilizando un VSFC a fin de obtene un alto gado de egulación del flujo y del pa. Finalmente, uno de los temas que no se ha tatado tan pofusamente en la liteatua peo que puede tene una utilidad significativa es el uso de los Convesoes Maticiales paa contola máquinas AC. Este tipo de convesoes son capaces de genea diectamente las fomas de onda de salida equeidas, utilizando las señales altenas disponibles a la entada de dicho conveso, sin necesidad de emplea enlaces DC ni filtos DC en el lazo de potencia. El DTC también puede aplicase a este tipo de convesoes paa contola los MI. A fin de educi el izado del pa y la magnitud de la coiente de aanque, puede utilizase el eo de pa paa selecciona el vecto de voltaje de salida apopiado paa el conveso maticial, técnica pesentada en el último caso de este tabajo. Paa pode ealiza los expeimentos necesaios a fin de poba las nuevas estategias de contol, el Gupo de Sistemas Industiales de Electónica de Potencia (GSIEP) de la Univesidad Simón Bolíva desaolló un sistema de pueba modula, denominado Platafoma III, que puede adaptase a una gan cantidad de expeimentos. En la última pate del tabajo se ealiza la pesentación de este sistema. 2. NUEVA ESTRATEGIA DTC PARA MOTORES DE INDUCCION UTILIZANDO UN CONTROLADOR DE LOGICA DIFUSA La epesentación de la máquina de inducción utilizando vectoes espaciales en un sistema de efeencia estacionaio está dada po las ecuaciones (1)-(3).

3 R V s s R L V = L m R L 2 0 Lm is Ls jω + L Ψ 0 L τ = L m s Lm L 1 ( 1) ( isy Ψx i sx Ψy ) ( 2) dω J = τ τ dt L d dt i s Ψ s Cuando se aplica la estategia DTC, el estado de los inteuptoes del inveso debe deteminase en función del valo actual del vecto espacial del flujo y de la acción de contol equeida. La tabla de selección de los inteuptoes se obtiene dividiendo el áea de localización de los posibles vectoes espaciales del flujo del estato en seis sectoes. El vecto espacial del voltaje de estato óptimo se codifica entonces dependiendo del secto donde se encuenta el vecto espacial del flujo del estato y la acción que se quiee ejece: aumenta o disminui la magnitud del flujo del estato y aumenta o disminui el pa eléctico. Dado que cada una de las tes fases del moto puede conectase al ail positivo o al negativo, hay ocho combinaciones posibles, de las cuales dos de ellas (todas las fases a positivo o todas a negativo) coesponden al estado en que no se ejece acción sobe el vecto espacial de flujo. Po lo tanto el DTC básico cuenta con siete estados disponibles paa el vecto espacial del voltaje de estato. Despeciando la esistencia del estato, el cambio en el flujo del estato depende fundamentalmente del voltaje de estato aplicado, y de acuedo al algoitmo de DTC oiginal [5], puede obtenese un incemento en el pa eléctico con un cambio angula ápido del flujo del estato en la diección de otación. Con estas pemisas se obtiene la tabla de selección mostada en la tabla 1. La aplicación diecta de esta tabla poduce la apaición de sobecoientes muy elevadas duante el aanque de la máquina. Tabla 1. Tabla de conmutación del voltaje de estato ( 3) 2.1 Nuevo esquema popuesto Paa mejoa la espuesta de todo el sistema, puede usase un contolado de Lógica Difusa (Fuzzy Logic Contolle, FLC) como el mostado en la figua 1. El FLC actúa sobe la magnitud del voltaje seleccionado mediante la tabla de conmutación paa mantene la coiente del estato po debajo de un límite pefijado. El sistema FLC empleado es un contolado de oden ceo tipo Takagi-Sugeno [6] que cuenta con tes entadas: la magnitud de la coiente de estato, el valo absoluto del eo del pa eléctico y la magnitud del voltaje de flujo. La tabla 2 mu esta los conjuntos de eglas, obtenidos heuísticamente, que se usan paa modula la magnitud del voltaje de estato. 2.2 Simulaciones Las simulaciones se ealizaon en lenguaje C y se ejecutaon en el DSP de Platafoma III, cuya descipción se encuenta al final del tabajo. Fig. 1. DTC con contolado de Lógica Difusa Tabla 2. Conjunto de eglas paa modula la magnitud del voltaje del estato 29 Los paámetos utilizados en las simulaciones son los siguientes: VDC-link = 100 V; Rs = 1.04 Ω ; R = 1.3 Ω ; Lm = 662 mh; Ls = L = 14 mh. Se define un peíodo de contol de 100 µseg.

4 La efeencia de pa se obtiene de un contol PI del lazo de velocidad y está limitada a ±20 Nm. La efeencia de velocidad es 100 ad/seg. Se utiliza una potadoa PWM de doble pendiente geneada digitalmente con una esolución de siete bits. La máquina se simula en coodenadas α, β. El esultado más significativo es la evolución de las coientes de estato paa el DTC clásico y el DTC- FLC popuesto, pesentadas en la figua 2, donde se puede obseva la capacidad de egulación de la coiente máxima que tiene el DTC-FLC. 3. SEGUNDA ESTRATEGIA DTC UTILIZANDO UN SISTEMA DE INFERENCIA DIFUSO PARA CONTROLAR MOTORES DE INDUCCION La figua 4 pesenta el nuevo esquema de contol popuesto, en el que se aplica modulación del ancho del pulso (PWM) paa incementa abitaiamente el númeo de estados que puede pesenta el vecto espacial, pemitiendo loga un mejo desempeño del sistema al selecciona inteligentemente, mediante la aplicación de un Sistema de Infeencia Difuso (SID), el siguiente estado, con el objetivo fundamental de limita la coiente de estato. La difeencia fundamental con el esquema anteio es el énfasis en el cálculo de la magnitud y el ángulo del vecto espacial del voltaje del estato. Como puede obsevase, en este esquema no hay un bloque dedicado a la tabla del DTC, ya que su aplicación se encuenta embebida en la opeación del SID, el cual contola el flujo de estato, el pa eléctico y el valo máximo de la coiente de estato, po lo que sus entadas son el eo de flujo (ε Ψs ), el eo de pa (ε τ ), y la magnitud de la coiente de estato (i s ). Fig. 2. Coiente en el estato paa ambos esquemas 2.3 Resultados expeimentales Los esultados expeimentales se obtuvieon utilizando el sistema Platafoma III mencionado anteiomente. La figua 3 muesta la coiente de estato paa ambos esquemas, donde puede obsevase la capacidad de limitación eal del esquema DTC-FLC. Estos esultados siguen las simulaciones ealizadas, cooboando la validez de las mismas. El tabajo completo está en [7]. Figua 3. Resultados expeimentales de la coiente del estato 30 i = i + i s 2 sx 2 sy Fig. 4. Nuevo esquema de contol con Sistema de Infeencia Difuso El univeso de discuso paa la vaiable ε Ψs es (-0,1;0,1), y paa ε τ es (-0,3;0,3), ambos divididos en cinco niveles, mientas que el univeso de discuso de la magnitud de la coiente es (0;i smax ) y está dividido solo en dos niveles. Las salidas del SID son la magnitud (Mg) y la coección de fase (Ag) del vecto de estato que se aplicaá en el siguiente ciclo de contol. El valo Ag se suma al ángulo del flujo de estato paa obtene el ángulo del voltaje de estato. El SID es un contolado de oden ceo tipo Takagi-Sugeno, con salidas constantes. El ángulo Ag se detemina mediante la ecuación (4) y se aplica paa calcula el voltaje de estato utilizando las ecuaciones (5) y (6). Los voltajes de efeencia SV-PWM se obtienen

5 aplicando la tansfomación x, y a, b, c. Las elaciones ente las entadas y salidas del SID se expesan en foma maticial aplicando eglas heuísticas, basándose en las posibles escogencias mostadas en la figua 5. A g = N i=1 N W i =1 i W i C i V sx = M g cos A g + < Ψ s V sx = M g cos A g + < Ψ s ( 4) ( ) 5 ( ) 6 ( ) ( ) Paa la magnitud Mg se toman en cuenta las tes entadas, po lo que se necesita una matiz de tes dimensiones, desdoblada en dos matices de dos dimensiones, pesentadas en las tablas 3 y 4. La vaiable Mg tiene tes salidas posibles cuyos valoes se muestan en la tabla 5. Paa el ángulo Ag solo se toman en cuenta los eoes de flujo y pa, po lo que las eglas están dadas po la matiz de dos dimensiones de la tabla 6. pueba aplicando un escalón de pa de 4.0 N.m en t=0 sin intoduci limitación de coiente y se analizó la espuesta del pa y la evolución del flujo paa un valo de efeencia de 0.8 Wb, donde el izado de flujo es pácticamente inapeciable. El esultado más significativo es la espuesta de la coiente al intoduci una limitación de 10 A, que se muesta en la figua 6. El tabajo completo se encuenta en [8]. Tabla 4. Matiz de eglas paa la magnitud del voltaje de estato cuando i s es gande Tabla 5. Matiz de eglas paa el ángulo del vecto Tabla 6. Rangos de valoes paa las salidas de la magnitud de voltaje Fig. 5. Vecto de flujo de estato y posibles escogencias paa la fase del vecto de voltaje Tabla 3. Matiz de eglas paa la magnitud del voltaje de estato cuando is es pequeña Tabla 7. Paámetos del moto de inducción La simulación de esta estategia de contol se efectuó utilizando el Pocesado Digital de Señales de Platafoma, con los paámetos del moto pesentados en la tabla 7. Inicialmente se hizo una 31 Fig. 6. Limitación de coiente a 10 A

6 4. DTC PARA MOTOR DE RELUCTANCIA CONMUTADA USANDO UN SID DE ESTRUCTURA VARIABLE El siguiente punto a tata es un esquema de contol paa el moto de eluctancia conmutada, que combina los pincipios de contol diecto de pa, modulación del vecto espacial y contol difuso de estuctua vaiable, con lo que se obtiene un actuado sencillo y obusto de alto desempeño. Los esultados de las simulaciones muestan que este esquema educe significativamente el izado de flujo, de coiente y de pa cuando el moto opea en estado estacionaio. Adicionalmente, se obtiene una buena espuesta dinámica ante vaiaciones de demanda de pa. La técnica DTC puede aplicase al SRM, de foma que el flujo y el pa se contolen diectamente a tavés del voltaje de estato. El esquema ofece las ventajas del DTC paa el moto de eluctancia y, compaado con otos métodos convencionales, educe el izado de pa a una banda de histéesis. Paa mejoa la espuesta del SRM contolado con del DTC clásico, se ha desaollado un esquema DTC paa el moto de eluctancia conmutada, basado en un contolado difuso de estuctua vaiable (VSFC) el cual egula el flujo de estato y el pa con mayo obustez, utilizando modulación del vecto espacial de voltaje. El esquema DTC puede implementase con contoladoes a lazo ceado que calculen el vecto de voltaje equeido, el cual se puede sintetiza po medio de PWM [9]. La figua 7 muesta el nuevo esquema de contol popuesto paa el SRM. T Fuzzy Contolle Calculato ψ T - + ψ ψ ef? δ δ ψ + ψ _1_ Ts V ψ δ T P W M Rs 3/2 V 1 V 2 V3 Flux & Toque Estimato Fig. 7. Esquema de contol DTC-VSFC paa el moto SRM El pa se contola aceleando o desaceleando el vecto de flujo de estato, paa lo cual el contolado genea el incemento en el ángulo del vecto de flujo de estato δ, el cual se suma a la posición del flujo de estato δ a fin de detemina el vecto de flujo de estato de efeencia po medio de i θ 32 (7)-(8). ψ x = ψ ef cos δ + δ ( ) (7) ψ y = ψ ef sin( δ + δ) (8) El vecto de voltaje de estato que se aplica en el póximo peíodo de contol se detemina a pati de la ecuación del voltaje de estato (9), que en cuya foma disceta está dada po (10). El voltaje de estato equeido se tansfoma nuevamente paa obtene los voltajes de efeencia de cada fase, que se sintetizan utilizando PWM. V = R s i + d ψ (9) dt V ψ ψ = + R s i (10) T s Los sistemas de contol de estuctua vaiable en modo deslizamiento fueon popuestos po Utkin en 1977 [10]. Su opeación se basa en emplea un esfuezo de contol paa lleva el sistema hacia una supeficie de deslizamiento y luego conmuta sobe esta supeficie hasta alcanza el objetivo del contol. Los enfoques de contol basados en lógica difusa pesentan una opeación simila, peo son más obustos. La figua 8 muesta el diagama en bloques paa el contolado difuso de tece oden utilizado en este tabajo. La supeficie de conmutación se obtiene de foma jeáquica utilizando una base de eglas de dos dimensiones. Fig. 8. Contolado difuso de estuctua vaiable de tece oden 4.1 Resultados de las Simulaciones Paa simula el sistema se desaolló un modelo del moto de eluctancia utilizando las caacteísticas no lineales del moto [11]. Las simulaciones se ealizaon utilizando el Pocesado Digital de Señales de Platafoma, tanto paa el DTC oiginal como paa el esquema popuesto. El flujo de efeencia es de 0.35 Wb y el comando de pa es de 0.8 N.m, mientas que la fecuencia de muesteo es de 20 khz. Los esultados más significativos son los pesentados en las figuas 9 y 10, donde se puede obseva el izado del pa paa ambos esquemas.

7 Fig. 9. Pa eléctico con el DTC convencional Fig. 11. Convetido maticial Si se definen los estados posibles paa cada conmutado bidieccional como se indica en (11), las esticciones de seguidad se cumplen si solo se aceptan los estados que cumplan con la condición expesada en (12). Fig. 10. Pa eléctico con el DTC-VSFC Se compobó también que la espuesta pemanece pácticamente inalteada cuando se intoduce una vaiación de 60% ente los paámetos de la máquina y los del modelo, lo cual demuesta que el contol popuesto es obusto, una de las pincipales caacteísticas del DTC convencional que se desea peseva. El tabajo completo se encuenta en [12]. 5. APLICACION DEL DTC A LOS MOTORES DE INDUCCIÓN UTILIZANDO CONVERTIDORES MATRICIALES Los convetidoes maticiales son un aeglo de nueve inteuptoes bi-dieccionales que confoman una matiz 3x3, como se muesta en la figua 11. El convetido maticial conecta su entada a la fuente tifásica y su salida al moto de inducción, eliminando la necesidad de componentes pasivos intemedios [13]. Po azones evidentes de seguidad, en la opeación del CM es impescindible evita las combinaciones que poducen cotocicuitos en el convetido y también las que poducen cicuitos abietos paa la coiente de caga. (11) 1,conmutado S Kj ceado S Kj = K =, 0,conmutado SKj abieto SAj SBj + SCj =1 j = { a, b, c} { A, B, C} j = { a, b c} + (12) En el CM existen veintisiete modos de conexión pemitidos, clasificados en tes gupos. El gupo 1 está fomado po seis vectoes otantes, que no son útiles paa este poceso de contol. El gupo 2 está fomado po dieciocho vectoes espaciales que no otan, peo vaían su magnitud en el tiempo y tienen una diección deteminada, conduciendo a seis diecciones en el plano geomético, como se muesta en la figua 11. El gupo 3 está fomado po tes vectoes de magnitud ceo. El diseño del contolado DTC aplicado a CM se basa en la selección acetada de los vectoes que cumplan con los equeimientos que pemitan guia el flujo del estato y loga simultáneamente la egulación del pa a pati de la técnica de vectoes espaciales. Paa la aplicación del contol, la coiente del estato se mide diectamente. Las vaiaciones del pa están deteminadas po el ángulo α, cuyo valo está contolado po el vecto de voltaje del estato. Este esquema de contol desacopla el módulo del vecto de flujo del estato y el pa eléctico, mediante una cuidadosa selección de las componentes tangencial 33

8 y adial del vecto espacial de flujo del estato. Estas componentes son diectamente popocionales a las componentes tangencial y adial del vecto espacial de voltaje del estato. La tabla 8 pesenta la selección óptima paa el contolado DTC, utilizando los vectoes del MC identificados como ±123, ± 456 y ±789. cada una de las egiones definidas, a fin de selecciona la mejo combinación de conmutadoes, se incluye como entada del MC la señal de eo de pa y la demanda del facto de desplazamiento. Adicionalmente se limita la coiente del estato paa evita los picos de coiente duante el aanque y en los cambios de demanda de flujo. Tabla 8. Selección óptima de vectoes paa DTC aplicado a MC Te S1 S2 S3 S4 S5 S6 + ±789+ ±456- ±123- ±789- ±456+ ±123 + Ψ + 0 V0 V0 V0 V0 V0 V0 - ±456+ ±123+ ±789+ ±456 ±123- ± ±456- ±123- ±789- ±456+ ±123+ ±789+ Ψ 0 V0 V0 V0 V0 V0 V0 - ±789- ±456- ±123+ ±789+ ±456- ±123- La figua 12 pesenta el esquema popuesto paa aplica DTC a un convetido maticial. Se utilizan dos lazos de ealimentación, uno paa el flujo del estato y oto paa el pa electomagnético. El lazo de contol del pa popociona la infomación necesaia paa detemina el vecto espacial que tiene la mejo influencia sobe el pa. Paa aplica la técnica de DTC se equiee la estimación del flujo y del pa. Esto se ealiza midiendo al menos dos coientes del estato y la tensión aplicada al estato. El módulo del pa y del flujo del estato se estiman mediante un algoitmo que contempla el modelo de la máquina en coodenadas dq. Las estimaciones se compaan con sus coespondientes valoes deseados y el eo esultante alimenta a los compaadoes de histéesis de tes niveles paa el pa y de dos niveles paa el flujo del estato. Luego de pasa po los compaadoes de histéesis, el eo del módulo del flujo del estato puede toma dos valoes y el eo del pa puede toma tes. Las salidas de los eoes del flujo del estato y del pa se usan, junto con la posición del flujo del estato, paa alimenta la tabla de selección de vectoes. La posición del flujo del estato se divide en seis sectoes. De acuedo con el esquema popuesto, los módulos de los eoes del flujo del estato y del pa electomagnético tendeán a estingise dento de sus espectivas bandas de histéesis. Ahoa bien, como en el CM hay tes configuaciones de conmutadoes paa 34 Fig. 12. Sistema DTC aplicado al convetido maticial 5.1 Resultados de la Simulación Digital Con el objeto de poba la técnica de contol diecto de pa en las máquinas de inducción alimentadas po un convetido maticial, se utilizó un Pocesado Digital de Señales ADSP El convetido maticial se simula como un aeglo de nueve conmutadoes bidieccionales ideales, con las veintiuna combinaciones pemitidas, lo cual poduce dieciocho vectoes espaciales de magnitud vaiable y tes vectoes en el oigen de magnitud ceo. Se analizaon tes casos: DTC con efeencia de pa T ef = 20 N.m y pa de la caga de T L = 2 N.m; DTC con efeencia de T ef = 20 N.m y lazo de ealimenación de velocidad; y DTC con efeencia de pa T ef = 20 N.m y cambio a T ef = -20 N.m con pa de la caga T L = 20 N.m, compobándose que el funcionamiento del sistema es satisfactoio. La figua 13 pesenta uno de los esultados más significativos: el compotamiento del pa en función del tiempo paa el segundo caso, en el que el efecto de la ealimentación del lazo de velocidad hace que el pa se mantenga constante, independientemente de la velocidad mecánica.

9 Fig. 13. Cuva de pa vs tiempo paa una efeencia T ef = 20 N.m Paa todos los casos, el flujo de estato está contolado duante todo el ciclo de opeación dento de la banda de histéesis, como se muesta en la figua 14, que coesponde al tece caso. En todas las simulaciones se consideó que se cuenta con un sistema de alimentación tifásico ideal, balanceado, de 280V a 60Hz, y que los paámetos del moto de inducción la son: Lm=0.662 H; Ll=Lls=0.014 H; Ls=Lm+Lls; L=Lm+Ll; R=1.3 Ω; Rs=1.04 Ω, J=0.089 Kg.m 2 ; B=0.001 Kg.m 2.seg. El tabajo completo se encuenta en [14]. ) O\ Fig. 14. Flujo de estato en el plano geomético, paa un cambio de pa electomagnético de T ef = 20 N.m a T ef = -20 N.m, con T l = 20 N.m 6. DESCRIPCION DEL SISTEMA DE PRUEBAS PLATAFORMA III Platafoma III es la tecea vesión del sistema de puebas desaollado po el Gupo GSIEP de la Univesidad Simón Bolíva [15]. Es un sistema modula, flexible e instumentado, con el que pueden ealizase expeimentos de simulación y validación dinámica de difeentes estategias de contol. Cada módulo de Platafoma está constituido po tes bloques: El Sistema de Potencia, en el que se encuenta un conveso tifásico tipo puente diseñado con IGBTs y los coespondientes cicuitos de manejo paa estos dispositivos electónicos; el Sistema de Instumentación, integado po sensoes efecto Hall paa medi dos coientes y un voltaje, y los coespondientes cicuitos de pocesamiento de las señales medidas; y la etapa de Contol, confomada po un Pocesado Digital de Señales, ADSP-21061, el cual se pogama utilizando el compilado suministado po el popio fabicante, en una PC compatible. El achivo ejecutable se caga en el DSP a tavés de una intefaz seial, y cuando la opeación temina, la infomación adquiida po el DSP se gafica utilizando GNUPLOT. En la tecea vesión de Platafoma se ealizaon mejoas en la etapa de instumentación y se incluyó la posibilidad de utiliza un módulo como caga dinámica, contolando el pa eléctico de un moto DC conectado como caga. De esta foma, paa estudia po ejemplo el compotamiento de un moto de inducción ante una nueva estategia, consideando difeentes cagas y tomando en cuenta el efecto del sistema sobe la línea de alimentación, puede implementase un sistema con tes módulos: uno paa el ectificado contolado que se conecta a la línea, oto paa el inveso que maneja el moto de inducción, y un teceo paa contola el moto DC que emula la caga del sistema. Si no se quiee utiliza un ectificado contolado, algunos de los módulos cuentan también con puentes ectificadoes con diodos. La figua 15 pesenta el esquema que se implementó paa la pimea estategia pesentada, el cual incluye el MI, contolado po una Platafoma configuada como inveso y alimentada po un ectificado no contolado, y el moto DC utilizado como caga, contolado po ota Platafoma configuada como toceado (choppe). El sistema de contol, que incluye la tajeta del DSP y toda la cicuiteía asociada se encuenta sobe la mesa de laboatoio. 35

10 Fig. 15. Configuación de Platafoma III paa las puebas del sistema con la nueva estategia DTC paa motoes de inducción utilizando un Contolado de Lógica Difusa 7. CONCLUSIONES La aplicación de la técnica DTC en combinación con algoitmos de Contol de Lógica Difusa ofece gandes posibilidades de optimización de los sistemas de contol paa difeentes máquinas elécticas. El Gupo GSIEP está pefeccionando difeentes aplicaciones, utilizando como base de puebas el Sistema Platafoma III desaollado po sus integantes. REFERENCIAS [1] Blaschke, F. A New Method fo the Stuctual Decoupling of A.C. Induction Machines. Conf. Rec. IFAC, Duesseldof, Gemany, Oct [2] Takahashi. I, Noguchi, T. A New Quick- Response and High-Efficiency Contol Stategy of an Induction Moto, IEEE Tans. on Ind. Applications, Vol IA-22, Nº 5, Sept./Oct. 1986, pp [3] A. D. Cheok, Y. Fukuda. A new toque and flux contol method fo switched eluctance moto dives. IEEE Tans. on Powe Electonics, Vol. 17, Nº 4, Jul 2002, pp [4] H.X. Li, H.B. Gatland, A.W. Geen. Fuzzy Vaiable Stuctue Contol, IEEE Tans. on Systems, Man and Cybenetics, Pat B, Vol 27, No. 2, Apil 1997, pp [5] Matsuo, T., Lipo, T.A. A oto paamete identification scheme fo vecto contolled induction moto Dives, IEEE Tans. on Industy Applications, [6] Takagi T., Sugeno M., Fuzzy identification of system and its application to modelling and contol, IEEE Tans. on Systems, Man and Cybenetics, Vol. SMC-15, No. 1, Jan-Feb [7] Restepo, J., Viola, J., Otega, M., Guzmán, V.M., Giménez, M.I. A Fuzzy PWM Diect Toque Contol of Induction Machines fo Cuent Limitation and Reduced Toque Ripple. Poc. 11 th Euopean Conf. on Powe Electonics and Appl., EPE 2005, C.D. [8] Viola, J., Restepo, J., Guzmán, V.M., Giménez, M.I., Diect Toque Contol of Induction Motos using a Fuzzy Infeence System fo Reduced Ripple Toque and Cuent Limitation, Poc. 12 th Int. Powe Elect. And Motion Cont. Conf., EPE-PEMC 2006, C.D. [9] Tang L. et al. A Novel diect toque contolled inteio pemanent magnet synchonous machine dive with low ipple in flux and toque and fixed switching fecuency, IEEE Tans. on Powe Electonics, Vol 19, No 2, Ma 2004, pp [10] Utkin V.I. Vaiable stuctue systems with sliding modes, IEEE Tansactions on Automatic contol, Vol AC-22, Feb pp [11] Cabello, A. Restepo J. et al. Modelo dinámico de la máquina de eluctancia conmutada paa simulaciones en pocesadoes digitales de señales, Univesidad, Ciencia y Tecnología, Vol. 10, Mazo 2006 [12] Cabello, A., Restepo, J., Guzmán, V.M., Giménez, M.I., Laa, J. Diect Toque Contol fo the Switched Reluctance Machine using a Vaiable Stuctue Fuzzy Contolle, Poc. 41 st Int. Univ. Powe Eng. Conf., UPEC 2006, C.D. [13] A. Alesina and M. Ventuini, "Solid-State Powe Convesion: A Fouie Analysis Appoach to Genealized Tansfome Synthesis", IEEE Tans. on Cicuits and Systems Vol. Cas-28 No.4, Apil 1981, pp [14] Laa, J., Cabello, A., Guzmán, V.M., Giménez, M.I., Restepo, J. Induction Moto Diect Toque Contol using Matix Convetes, Poc. 41 st Int. Univ. Powe Eng. Conf., UPEC 2006, C.D. [15] Giménez, M.I., Restepo, J., Millán, A., Guzmán, V.M, Viola, J., Alle, J.M., Bueno, A. Nuevos desaollos paa el sistema Platafoma III, Memoias IV Congeso Venezolano de Ingenieía Eléctica, CVIE 2004, vol. 2, pp