Verificación del control con primer armónico de la máquina de inducción pentafásica para un vehículo eléctrico

     Para verificar que el control está correctamente realizado, inicialmente sólo se usará el primer armónico y se querrá que el motor acelere, después de 0,5 segundos, hasta llegar a una velocidad de 300 m/s y pasados dos segundos, desde el arranque de la simulación, se le aplicará un par de carga de 40 Nm. La velocidad deseada se obtiene restando dos rampas, una empieza en 0,5 y es de valor 300 y la otra, del mismo valor, empieza en 1,5 segundos.

Figura 47 – Diagrama de bloques del control vectorial utilizando el primer armónico

     Teniendo en cuenta las explicaciones realizadas en el capítulo 2, apartado 2.5, el control se realizará como se puede observar en la Figura 47. Se parte de dos consignas de referencia, una es la velocidad (situada en la parte inferior izquierda, con dos rampas)  y la otra es el flujo (situada en la parte superior izquierda).

     El flujo de referencia es función de la corriente isd1*, la cual será restada por la isd1, que se obtiene de la máquina, dando un error el cual se controla con un controlador integral (PI). Al pasar dicho error por el PI y sumándolo con un termino de compensación (ed), debido a que la tensión usd1 no depende sólo de la corriente isd1, sino que también es función de isq1; se obtiene la tensión usd1 que será una de las introducidas en el modelo de la máquina de inducción.

     La velocidad de referencia (ω*) se restará a la ω obtenida por la máquina e introduciendo esa diferencia en un PI se calcula el par eléctrico de referencia (Te*). Dicho par eléctrico se resta con el calculado por el modelo de la máquina y dicho error obtenido se vuelve a introducir en un PI para así obtener la corriente isq1*. La corriente anterior se restará con la obtenida en la máquina (isq1) y al controlar dicho error con un PI y sumándolo con un termino de compensación (eq), debido a que la tensión usq1 no depende sólo de la corriente isq1, sino que también es función de isd1; se obtiene la tensión usq1.

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Las tensiones usd1 y usq1 junto con las tensiones respectivas del tercer armónico consideradas cero; se introducen en el modelo de la máquina.

     Los valores de la constante proporcional (Kp) y del tiempo integral (Ti) se hallarán por ensayo-error probando valores, hasta que la curva de salida de velocidad se ajuste con la de referencia.

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 Figura 48 – Diagrama de bloques del controlador proporcional-integral (PI)

Gráficas del control

     Ahora se irán analizando las distintas gráficas obtenidas en el control vectorial del motor.

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Figura 49 – Velocidad de referencia

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Figura 50 – Velocidad del motor con un par de carga aplicado a los dos segundos, de valor 40 Nm

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Figura 51 – Frenazo, a los dos segundos, simulado con un par de carga

     Como se puede observar en las gráficas anteriores, la velocidad de la máquina es igual que la de referencia. Aun aplicando un par de carga, la máquina vuelve al valor de la referencia.

figura-51-frenazo-base-logica

Figura 52 – Par eléctrico

     El par eléctrico está a cero hasta que empieza a acelerar el motor y vuelve a cero cuando la máquina está a velocidad constante. El par eléctrico aumento hasta un valor de 40 debido al par de carga aplicado y por tanto la máquina tiene que suplirlo para llegar a la velocidad deseada (velocidad de referencia). Por tanto, se observa que actúa correctamente.