Capítulo 7 Conclusiones y Trabajos Futuros

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María Rosa Morales Ortiz
hace 5 años
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1 Capítulo 7 Conclusiones y Trabajos Futuros Control DTC Síncrono aplicado a una MSIP 205

2 Control DTC Síncrono aplicado a una MSIP 206

3 7. CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS 7.1. CONCLUSIONES. El objetivo principal de la presente tesis de diseñar un nuevo sistema de control basado en el control DTC, pero que mejore sus prestaciones ha sido cumplido. Para ello se han ido cumpliendo los objetivos presentados en el capítulo 1, de manera que se eliminaran algunos de los problemas asociados a un control DTC. En primer lugar el método de control diseñado, el control DTC a frecuencia constante, trabaja con una frecuencia constante del inversor trifásico. Este funcionamiento síncrono se asegura gracias al empleo de una modulación PWM Vectorial donde, dentro de cada período de modulación, se aplican dos vectores activos de tensión y un vector nulo. De esta forma se ha conseguido reducir considerablemente las oscilaciones del par electromagnético y el ruido acústico asociado a las mismas. La respuesta dinámica del sistema también ha sido mejorada como puede comprobarse a partir de los resultados experimentales mostrados en el capítulo 6. Otro de los objetivos principales a cumplir era obtener un método de control que se caracterizara por su sencillez y su facilidad de ajuste. En el control DTC síncrono se han eliminado tanto los reguladores de histéresis como la tabla de selección de vectores óptimos presentes en el control DTC clásico. La obtención de las señales de control del inversor se realiza simplemente a partir de las proyecciones de las componentes polares de los vectores de flujo estatórico estimado y de consigna, sobre unas coordenadas ligadas al devanado estatórico. También se ha buscado la sencillez en cuanto a la obtención de las variables estimadas para la realimentación. Se ha demostrado que no es necesario implementar un observador, lo cual supondría un aumento de la complejidad del sistema y a su vez del período de muestreo. En el montaje experimental se ha empleado un estimador, mucho más sencillo y cuyos errores de estimación tienen poca influencia debido a la robustez del método de control, como se ha mostrado en los apartados y En cuanto a la sencillez en el ajuste del control, se han mostrado hasta cuatro configuraciones diferentes para la generación de las consignas, existiendo en ellas entre uno y dos reguladores. Por ejemplo, en el método 3 de generación de consigna, el método algebraico, únicamente existe el regulador del bucle externo de velocidad. La robustez del método DTC a frecuencia constante ha sido también probada. Para ello se ha realizado un análisis de la sensibilidad del método de control frente a variaciones de los parámetros de la máquina. Se ha comprobado igualmente su correcto funcionamiento empleando esquemas con diferentes criterios en la generación de las consignas empleadas por el método de control. Esto muestra igualmente la flexibilidad del método frente al origen de las señales de consigna. Control DTC Síncrono aplicado a una MSIP 207

4 Otro aspecto que ha sido tenido en cuenta se refiere a la eficacia del método de control. La consigna de módulo de flujo estatórico ha sido determinada a partir de un estudio teórico del que se obtiene el valor del mismo que minimiza las pérdidas en el motor. Ésta es una característica importante a considerar cuando se evalúan las prestaciones de un método de control. Todos estos aspectos han sido estudiados inicialmente mediante simulaciones empleando el modelo de la máquina síncrona presentado en el capítulo 2. Una vez comprobado su correcto funcionamiento se ha pasado a la implementación física del sistema de control junto con los diferentes métodos de generación de consigna y el estimador de las variables de realimentación. La construcción de un prototipo ha permitido evaluar las prestaciones del método de control DTC Síncrono mediante diversos ensayos. A partir de los resultados obtenidos se han comprobando todas las características mencionadas anteriormente del método de control, así como los límites de funcionamiento del método. A la hora de realizar la implementación física en el banco experimental se han encontrado ciertas limitaciones técnicas impuestas por algunos de los componentes del prototipo. Estas restricciones se refieren fundamentalmente a una frecuencia máxima de muestreo limitada por la tarjeta de control empleada. Asímismo la alimentación de la etapa de contínua del inversor no permitía alcanzar el valor nominal de tensión de la máquina empleada. Por último cabe destacar que, además de la originalidad del método de control DTC síncrono desarrollado para esta tesis se han realizado otras aportaciones originales. En efecto, los diferentes métodos de generación de consigna presentados en el capítulo 4 han sido desarrollados y posteriormente implementados en el banco experimental donde se ha comprobado el correcto funcionamiento de todos ellos junto con el método DTC síncrono. El estudio realizado para la obtención de las variables estimadas en el capítulo 5 incluye el observador de gran-ganacia cuya aplicación en accionamientos como el de esta tesis no es muy frecuente en la literatura técnica APORTACIONES ORIGINALES DE LA TESIS Las aportaciones originales realizadas en esta tesis son: El método de control denominado DTC a frecuencia constante y su aplicación práctica sobre una máquina síncrona de imanes permanentes. En efecto, se trata de un método de control desarrollado para este trabajo de tesis, cuya aplicación podrá ser extendida en un futuro a otros tipos de máquinas. El método de control denominado Control Híbrido. Este método por el momento solo ha sido estudiado en simulación pero deberá comprobarse su funcionamiento experimental, siendo su aplicación generalizable a otros tipos de máquinas. El tercero de los métodos de generación de consigna descritos en el capítulo 4, denominado Método algebraico, el cual presenta un nuevo planteamiento en la obtención directa de una consgina de par. Control DTC Síncrono aplicado a una MSIP 208

5 7.2. TRABAJOS FUTUROS. Como trabajos complementarios a los realizados en esta tesis se propone: Implementar el método de control DTC síncrono sobre una tarjeta de control de mejores prestaciones que la empleada a fin de aumentar la frecuencia de muestreo. De esta forma se podrán evitar los inconvenientes mencionados en el capítulo 6 por el hecho de trabajar con dos frecuencias diferentes en la implementación experimental. Se podrá esperar entonces una mejor respuesta dinámica del sistema. En la concepción del método DTC síncrono, a nivel teórico se ha despreciado el término (R s i). Este hecho puede provocar errores de cálculo del método como se demostró en el apartado Debido a la sencillez que supondría tener en cuenta este término, ya que se dispone de una medida de la intensidad, se propone como un trabajo a desarrollar. Un aspecto importante del que no se ha hablado a lo largo de este trabajo de tesis es de la posibilidad de eliminar el sensor mecánico de velocidad, obteniendo entonces un sistema sin sensores (sensorless). En la actualidad este es un campo de amplio interés dentro de la comunidad científica, por lo que se considera importante una mejora significativa. El hecho de eliminar este sensor implicaría la necesidad de implementar un observador para obtener los valores observados de la posición rotórica y eventualmente de la velocidad. Esto supone un aumento de la complejidad del algoritmo de cálculo. Por último se propone una continuación de la investigación sobre el método de Control Híbrido, del cual en este trabajo sólo se han presentado brevemente los fundamentos teóricos y algunos resultados de simulación, mostrados en el capítulo 4. La implementación experimental de este método de control es un trabajo a realizar en el futuro, teniendo en cuenta los excelentes resultados encontrados en las simulaciones. Control DTC Síncrono aplicado a una MSIP 209

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