Marcos Azevedo da Silveira Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brasil
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- Pablo Roldán Cruz
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1 Contol ectoal del moto de nduccón paa el contol de elocdad del oto po cambo de fecuenca Vectoal contol of the nducton engne fo the peed contol of the oto fo the fequency aaton Jame Antono González Catellano Pontfíca Unedade Católca do Ro de Janeo, Ro de Janeo, Bal Unedad de o Ande, UA, éda 511, Venezuela e-mal: jamea@ele.puc-o.b, gjame@ng.ula.e aco Azeedo da Slea Pontfíca Unedade Católca do Ro de Janeo, Ro de Janeo, Bal e-mal: maco@ele.puc-o.b Eduado J.P. Pacheco Pontfíca Unedade Católca do Ro de Janeo, Ro de Janeo, Bal e-mal: pacheco@ele.puc-o.b Reumen E popueto un método de contol de elocdad po aacón de la fecuenca de la ed de almentacón con contol ectoal paa un moto de nduccón pemtendo mantene el toque nomnal duante todo el ango de aacón. El tema popueto e aldado en un modelo del moto de nduccón con la ayuda del pogama SIUINK del atlab. Palaba Clae: otoe de Induccón, Contol de elocdad Abtact A peed contol method by fequency aaton of the powe upply netwok wth ectoal contol fo an nducton de ytem popoed. Th contol allow to mantan the nomnal toque dung the peed aaton ange. The popoed de ytem aldated wth an nducton moto model and the SIUINK atlab pogam help. Key wo: Inducton De, Speed Contol. 1 Intoduccón El moto de nduccón e amplamente utlzado en la nduta gaca a u mplcdad, bajo coto de mantenmento, mayo elacón de toque/ampeo, pobldad de encapulamento (paa lo motoe de jaula de adlla, lo que pemte u utlzacón en ambente cooo o de clafcacón de egudad ntíneca. El moto de nduccón ea condeado como una máquna de elocdad ca contante y no ea poble conegu ango de aacone de elocdad en foma contnua en una foma mple y baata. Con la llegada de lo elemento de electónca de potenca fue poble loga fuente de almentacón tfáca de fecuenca aable y comenzó entonce un gan dea- Reta Cenca e Ingeneía. Vol. No. 1.
2 4 ollo en el campo de contol de elocdad po cambo de fecuenca. Al loga modfcacón de la fecuenca, lo netgadoe encontaon oto gan poblema que fue la necedad de mantene la capacdad de poduccón del toque magnétco cuando e dmnuda la tenón de almentacón, en el ango de fecuenca baja (fecuenca menoe a la fecuenca nomnal ya que e neceao mantene el flujo magnetzante contante duante todo el contol. Como e abdo el moto de nduccón e una máquna de una ola fuente de ectacón y po tanto en la coente del etato e poduce tanto la coente de ectacón como la coente del toque. Paa loga mantene el toque nomnal paa la condcone de fecuenca baja e aplcado el pncpo de contol ectoal, que conte en decompone la do coente y pode aplca entonce dcho contol. El peente tabajo mueta, a pat del modelo matemátco de la máquna de nduccón, mulado en el pogama SIUINK, la aplcacón del contol ectoal paa la aacón de elocdad po cambo de fecuenca paa lo motoe de nduccón. Pmeo e peentaá el modelo matemátco de la máquna de nduccón, bajo la condcone de almentacón de una fuente enodal y una fuente noenodal (neo PW paa luego etuda y modela el contol ectoal y peenta lo eultado obtendo. odelo atemátco de la áquna de Induccón Paa el etudo, e utlzaá una máquna bpola tfáca, almentada po un et de coente o tenone balanceada y defaada 1 eléctco. a fgua 1 peenta el equema de la máquna bpola de nduccón con u dtbucón de campo magnétco poducdo po cada una de la fae. González y Col. a fgua mueta la dtbucón de lo eje del tema paa te y paa do eje. a epeone de tenón paa el moto de nduccón on detemnada po la ecuacone (1 hata (6. Fg. Stema de eje popueto (d-q a b c a b c p p p p p p a b c a b c a b c a b c (1 ( ( (4 (5 (6 Donde lo enlace de flujo ( ceado po cada una de la fae pueden e ecto de la guente foma: [ ] [ ][ ] (7 Fg. 1 áquna bpola de nduccón endo la matz defnda po la Ec. (8 decta má adelante Paa tanfoma la ecuacone de lo te eje paa do eje, e aplcan la ecuacone de tanfomacón de la ecuacone. (9 y (1, donde puede e una aable de tenón, coente o flujo. El nueo tema de eje eá denomnado con lo índce d y q, comúnmente llamado de eje de decto y eje en cuadatua, epectamente. Reta Cenca e Ingeneía. Vol. No. 1.
3 Contol ectoal del moto de nduccón paa... 5 coθ acoθ + bco θ + cco θ a enθ + b en θ + c en θ ( 9 1 [ a + b + c] q Paa el oto e tene: a coβ + b co β + 1 a [ + + ] a enβ + b en β + b c c co β c en β (1 Aplcando la ecuacone de tanfomacón (9 y (1 e poble obtene una nuea dtbucón de lo enlace de flujo en el tema d-q d q coθ d q coθ (11 (1 (1 (14 a nuea epeone de tenón en el tema de eje d-q coθ on ecta a contnuacón tenendo en cuenta que eta epeone etán efeda toda al etato: ' ' d q p p + p' p' d q ' + ' q d pθ + pθ + pβ + ' pβ + ' d q (15 (16 (17 (18 Recbendo la ecuacone de lo enlace de flujo e tene: ' ' d q con: d 1 q + ( + ( + ( + ( ( + ' + ' + ' + ' + ' d q d q (19 ( (1 ( ( ( + ' (4 m 1 coθ d q N N 1 m m m El toque electomagnétco puede e ecto: n P T (5 (6 (7 (8 ( ' ' ' ' (9 q coθ 1 d d q (8 Reta Cenca e Ingeneía. Vol. No. 1.
4 6 Depejando la coente a pat de la ecuacone (19 hata (4 e obtene: 1 ( ( ' ' d q 1 ' 1 ' 1 ( ( ' d (1 ( ( ' ( q Reemplazando a ecuacone( hata ( en la ecuacone de tenone y depejando lo enlace de flujo, eobtene: d q ' ' d q + ω ω ( ( ( ω ω ' + ( ' 1 ( ω ω ' + ( ' ' (7 q d 1 d q (4 (5 (6 Paa la mulacón del moto de nduccón on utlzado lo guente dato: González y Col. Tabla 1. Dato del moto de Induccón Elemento Valo P.49 (ohm.45(ohm 8.8(mH 8.8(mH 5.4(mH polo J.18Kg-m Paa el modelo con almentacón enodal, con lo eje de efeenca (d-q gando a la elocdad ncónca y funconando en acío e pocede a obtene la caacteítca de elocdad del oto, toque elocdad y coente del etato, a pat de modelo motado en la fgua. E mpotante hace nota que paa pode epeenta el modelo del moto de nduccón e deben hace la guente condeacone: a etenca no eán afectada po la tempeatua Fg. odelo del moto de Induccón con lo eje de efeenca gando a la elocdad ncónca (ω e El ccuto magnétco e condeado lneal El oto e clíndco y con enteheo contante Con la epeone obtenda e pocede a mula el moto de nduccón con la ayuda del pogama SIUINK del atlab aumendo pmeo una fuente tfáca de nduccón y depué una fuente de tenón y de fecuenca aable PW VSI Reultado F.4 Velocdad del oto tempo paa condcón de acío Reta Cenca e Ingeneía. Vol. No. 1.
5 Contol ectoal del moto de nduccón paa... 7 Reemplazando ahoa la fuente tfáca enodal po una fuente tfáca PW (VSI (Fg. 8, e gafcan la mma caacteítca anteoe. Fg. 5 Toque Velocdad del oto paa la condcón de acío Fg. 8 oto de Induccón con PW (VSI paa condcón de acío Fg. 6 Coente del etato paa la condcón de acío Fg. 9 Velocdad del oto Tempo con fuente PW (VSI y condcón de acío Fg. 7 Coente del etato paa la condcón de acío Fg. 1 Toque Velocdad del oto con fuente PW (VSI y condcón de acío Reta Cenca e Ingeneía. Vol. No. 1.
6 8 De la gafca obtenda (fgua 9 hata la fgua 1 puede ee que el compotamento del moto con la fuente tfáca PW (VSI e muy mla y ólo aía po la peenca de amónca poducda po la mma fuente. Po tanto puede aume que el moto puede opea con dcha fuente, con la deentaja de lo amónco ma con la gande entaja de pode aa u campo magnétco gatoo (caacteítca que no tene la fuente tfáca enodal utlzada en el cao anteo. ' ' d q n P T González y Col. (8 (9 ( ' ' (4 S e mantenda contante (I e poble entonce contola el toque electomagnétco lnealmente. a coente e llamada componente de coente magnetzante. d q ' 1 + ' n P T n P T ( I ' (41 (4 ( ( I ' + (4 1 q q Fg. 11 Coente del etato con fuente PW (VSI y condcón de acío a ecuacón (4 mueta como el toque electomagnétco e contolado ólo po la componente de coente del etato. De eta manea ha do aplcado el contol ectoal, e dec han do decompueta la coente del toque, en u coente magnetzante ( y en u coente de toque popamente dcha (. Ademá de eta elacne e deben tene en cuenta tambén la guente elacone que on la bae del contol ectoal[5]: ' 1 + ' q ' ωl ωe ω ' 1 + I (4 (44 Paa la mplementacón del contol ectoal aplcae el guente ccuto de contol ectoal ndecto. Fg. 1 Coente del etato con fuente PW (VSI y condcón de acío 4 Aplcacón del Contol Vectoal S e aume que en un ntante, el ecto de flujo del oto eta en fae con el eje d, entonce e pode conclu que la componente de flujo en el eje q e gual a ceo, (po tanto d, e dec lo nueo enlace de flujo del oto pueden e ecto[], [],[4]: Fg. 1 Ccuto con Contol Vectoal ndecto Reta Cenca e Ingeneía. Vol. No. 1.
7 Contol ectoal del moto de nduccón paa... 9 A contnuacón eán mulada do condcone: oto funconando con 7 % de caga y luego e aplcado (t1.. el % etante. oto con 1% de caga acoplada al eje y gando a una fecuenca de hz. Fg. 16 Velocdad del oto Tempo paa una fecuenca de hz Fg.14 Velocdad del oto con aumento de caga en 1. Fg. 15 Repueta del contol paa el aumento de caga (zoom de la fgua anteo Reta Cenca e Ingeneía. Vol. No. 1.
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