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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24529| Título: | Melhoria da robustez e eficiência em acionamentos de motores de indução trifásicos combinando as técnicas IFOC, LMC e MRAC |
| Título(s) alternativo(s): | Improvement of robustness and efficiency in three-phaseinduction motors drives combining IFOC, LMC AND MRAC techniques |
| Autor(es): | Jung, Clecio |
| Orientador(es): | Carati, Emerson Giovani |
| Palavras-chave: | Motores elétricos de indução Energia elétrica - Consumo Energia - Avaliação - Modelos Electric motors, Induction Electric power consumption Energy - Evaluation - Models |
| Data do documento: | 11-Dez-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | JUNG, Clecio. Melhoria da robustez e eficiência em acionamentos de motores de indução trifásicos combinando as técnicas IFOC, lMC e MRAC. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2020. |
| Resumo: | O Controle por orientação indireta do campo (IFOC) fornece uma resposta dinâmica satisfatória para inversores PWM acionando motores de indução trifásicos, e é uma solução amplamente utilizada na indústria. Como grande parte da energia elétrica é destinada a motores, a preocupação com a eficiência energética originou pesquisas visando reduzir o consumo de energia desse sistema de acionamento. Neste trabalho, um método de controle baseado em modelo de perdas (LMC) foi implementado, e observou-se experimentalmente uma redução no consumo de potência do sistema de acionamento de 41% em comparação com controlador IFOC convencional, ambos operando em velocidade nominal e sem carga mecânica externa. No entanto, a técnica LMC é sensível à variação dos parâmetros do motor, e visando minimizar este efeito, um algoritmo MRAC baseado em potência ativa e reativa é usado para estimar em tempo real os parâmetros de largura de banda do estator e do rotor (γeη), coeficientes que variam largamente com a temperatura, e assim corrigir seus valores em tempo real na operação do sistema LMC.Esta nova estratégia proposta foi denominada Adaptive LMC (ALMC) e experimentalmente foi observada uma economia de até 12,5% de energia em comparação com o método LMC convencional, para um aumento na temperatura do motor de aproximadamente23◦C. São também incluídas algumas modificações no controlador IFOC como o uso de um pré filtro de referência e termo derivativo no controlador de velocidade, visando melhorar a resposta dinâmica e diminuir o desvio máximo quando ocorre entrada de carga. Além disso, observando que o controlador IFOC é sensível a variações no coeficiente η, seu valor estimado é utilizado para compensar possíveis variações na determinação do referencial do fluxo rotórico, e assim aumentar a robustez geral do sistema de controle. |
| Abstract: | Indirect Field Oriented Control (IFOC) provides a satisfactory dynamic response for PWMinverters driving three-phase induction motors, and this is a solution widely used in the industry.As a large part of the electric energy is destined to drive motors, the concern with energyefficiency has led to research aiming to reduce the energy consumption of this kind of drivesystem. In this work, a Loss Model-based Control (LMC) was implemented, and 41% reductionin power consumption of the drive system was observed experimentally in comparison withconventional IFOC controller, both operating at nominal speed and without external mechanicalload. However, the LMC technique is sensitive to the variation of the motor parameters, and tominimize this effect, an MRAC algorithm based on active and reactive power is used to estimatein real-time the parameters of the stator and rotor bandwidth (γandη), coefficients that varywidely with temperature, and thus correct their values in real-time in the operation of the LMCsystem. This proposed new strategy was called Adaptive LMC (ALMC) and experimentally wasobserved energy savings of up to 12.5% compared to the conventional LMC method, for anincrease in engine temperature of approximately23◦C. Some modifications are also includedin the IFOC controller, such as the use of a reference pre-filter and derivative term in thespeed controller, to improve the dynamic response and decrease the maximum deviation whenload input occurs. Also, observing that the IFOC controller is sensitive to variations in theηcoefficient, its estimated value is used to compensate for possible variations in the determinationof the rotational flow reference, and thus increase the overall robustness of the control system. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24529 |
| Aparece nas coleções: | PB - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
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