Control Vectorial Maquinas Eléctricas

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    IntroduccionA nivel industrial es bien conocido que la mquina

    rotativa ms empleada para el manejo de procesos a

    velocidad constante es la mquina de induccin jaula de

    ardilla dado que es altamente eficiente, libre de

    mantenimiento, sencilla, robusta y econmica.

    En la actualidad entre las tcnicas que permiten el control

    independiente de la velocidad y del par en la mquina de

    induccin son el control directo del par y el control de

    campo orientado denominado control vectorial, las cualeslogran el desacoplamiento que existe entre las bobinas de

    estator y del rotor, y que impide un comportamiento

    similar al de la mquina de corriente continua.

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    El control directo del par es una tcnica poco utilizada

    debido a que se necesita estimar el flujo y el torque en la

    mquina, adems de un control sobre cada una de estas

    variables, haciendo que la tcnica se vuelva ms

    compleja representando mayores costos.

    El control vectorial por el contrario es ms utilizado debido a

    susimplicidad, dentro de este, en el mtodo indirecto

    solamente se requiere estimar la posicin angular de la

    mquina, la cual se obtiene de integrar la velocidad

    instantnea en el eje de la misma

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    El estudio de la mquina de induccin se lo hace en base a un

    modelo matemtico en trminos de flujo de enlace.

    Este modelo est referido a los ejes en cuadratura

    q y directo d.

    Debido a que es posible realizar la

    transformacin de variables, es muy comn encontrar el

    sistema de ecuaciones que describen el funcionamiento

    de la mquina de induccin en trminos bien sea de

    corrientes, flujos o tensiones, dependiendo de la

    necesidad y el uso que se le desee dar.

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    CONTROL VECTORIAL

    En los ltimos aos el estudio de tcnicas de control que

    permiten el manejo de la velocidad de la mquina de

    induccin ha sido ampliamente estudiado.

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    Con la introduccin de la teora del control de campo La

    modulacin vectorial o control vectorial aplicado al control dela mquina de induccin, constituye un conjunto de

    estrategias que mejora el rendimiento de la mquina

    controlando el torque, la velocidad y la posicin del eje de la

    mquina.

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    CARACTERSTICAS DEL

    CONTROL VECTORIAL PORCAMPO ORIENTADO Esta tcnica se basa en extrapolar la tcnica de control de

    motores de corriente continua al mbito de los motores deinduccin. Para ello y debido a que una mquina de corriente

    alterna carece de dos bobinados desacoplados se recurre al

    expediente de referenciar el sistema trifsico alterno de

    corrientes estatricas a un sistema de coordenadas no

    estacionario que gira sincrnicamente

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    Existen bsicamente dos tcnicas

    diferentes de control vectorial;

    estas son: directa e indirecta. El control vectorial directo se implementa

    a partir de la medicin directa del mdulo y la posicin delvector espacial de lujo que se seleccione como referencia

    mtodo indirecto hace uso de un modelo de la mquina que

    depende de sus parmetros, los que a su vez dependen de

    parmetros tales como la temperatura, la frecuencia y la

    saturacin.

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    CONTROL VECTORIAL DIRECTO El control vectorial directo se basa en el modelo del motor en

    ejes de flujo de rotor, a travs de un cambio de variable nolineal, las ecuaciones de estado de la mquina, que

    originalmente son no lineales y dependientes del tiempo, se

    transforman en lineales e independientes del tiempo. El

    sistema lineal resultante se controla utilizando tcnicas de

    control lineal clsico. La tcnica seleccionada busca querealice una linealizacin entrada-estado.

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    CONTROL VECTORIALINDIRECTO Un mtodo de control de la mquina de induccin muy

    utilizado en la prctica debido a su facilidad de implantacines el control vectorial indirecto. En este controlador tanto el

    flujo de rotor como el par son controlados en bucle abierto,

    existiendo slo un bucle de control en lazo cerrado para la

    velocidad de giro de la mquina.

    En este controlador no es preciso estimar el vector de flujode rotor. En su lugar se estima slo la posicin de dicho

    vector, lo cual se hace integrando su velocidad de giro, que

    se calcula a partir de la velocidad del rotor y la de

    deslizamiento.

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    Para determinar los parmetros

    del controlador se debe:

    Hacer cero los valores delas constantes Ki y Kd.

    Incrementar la gananciaproporcional hasta que el

    sistema oscile. Este valor esllamado Kcr.

    Obtener el tiempo entrepicos para ese punto. Este

    periodo medido es llamado t.

    Aplicar los criterios dados enla tabla 1 para obtener los

    valores aproximados de losparmetros del controlador.