Control sin sensores en vehículos eléctricos

     Este tipo de control consiste en eliminar los sensores de velocidad, más que por el dinero que se puede ahorrar obviándolos, para tener una mejor fiabilidad del sistema; “cuanto menos aparataje componga el sistema de control-motor, menos posibilidades habrá de fallo”. La estimación de la velocidad del rotor de la máquina, se estima a través de valores de tensiones y corrientes. Para la estimación de la velocidad hay diferentes métodos para hallarla, que se expondrán a continuación.

Estimación basados en el modelo estático de la máquina

     En esta técnica se estima el deslizamiento del motor mediante el cálculo analógico, basándose en la relación entre el par electromagnético y la tensión en el entrehierro. Al final, fijándose en la Figura 25, se llega a la expresión:
figura-base-logica

     Con la ecuación anterior se obtendría una tabla donde se obtendría el deslizamiento en función de la frecuencia eléctrica y el desfase (φ) entre la tensión y la corriente del estator.

     Este método al basarse en el modelo estático de la máquina, no responde bien al transitorio de la misma, por tanto, esta técnica sólo valdría para controladores con bajas prestaciones, como el control escalar.

Estimación mediante ecuaciones de estado

     Esta técnica está basada en las ecuaciones de estado del motor de inducción. Mediante medidas de tensiones y corrientes en el estator y aplicando las ecuaciones de estado es posible determinar la velocidad del rotor.

     Este método representa una ventaja respecto al anterior debido a que si tiene en cuenta las condiciones dinámicas de la máquina. Sin embargo, la precisión va empeorando al bajar la velocidad de giro. Por otra parte, la precisión de la estimación está ligada con los parámetros de la máquina. Estos parámetros varían en proporciones considerables durante el funcionamiento normal de la máquina, con la temperatura, frecuencia de funcionamiento, saturación magnética,etc.

Estimación de velocidad basada en técnicas de modelo de referencia adaptativo

     Las siglas MRAS hace referencia a los sistemas con modelos de referencia adaptativos (Model Referent Adaptative System). Se utilizan dos modelos, uno denominado de referencia, y otro, denominado ajustable. El modelo de referencia es independiente de la magnitud a estimar, mientras que el modelo ajustable depende de esta. Mediante la comparación de las salidas de ambos modelos y con un mecanismo de adaptación adecuado se ajusta la magnitud a estimar para que dicha diferencia se minimice.

     La diferencia de las distintas técnicas de MRAS está en las variables de salida que empleen los modelos de referencia y ajustable.

 modelo-referencia-control-adaptativo-base-logica

     Una variable de salida típica a comparar es la del flujo del rotor. El mecanismo de adaptación consiste en un PI cuya entrada de error es el producto vectorial de los flujos (del modelo de referencia y ajustable).

     Este método tiene la gran ventaja de no tener tanta dependencia de los parámetros de la máquina.

Otros métodos de estimación

     Cabe destacar que en este apartado se han mencionado algunos de los métodos de estimación para el control sin sensores, pero hay otros como son los operadores matemáticos del Observador de Luenberger y el Filtro de Kalman. También es interesante mencionar la existencia de estimadores basados en técnicas de inteligencia artificial.