Técnicas de control para accionamientos con SRM aplicados a tracción.

Abstract

Especialmente en la última década se ha introducido en el mundo de la ingeniería el concepto de ambientalización (respetuosidad con el medio ambiento). Por esta razón en los últimos años los esfuerzos dedicados a la investigación se centran en modelos con atributos reciclables y eficientes como principales objetivos. El ámbito de la automoción es el claro ejemplo. Sino todos, al menos los principales fabricantes de automóviles empiezan a trabajar en los futuros vehículos eléctricos, habiendo ya modelos de fabricación en masa. Es evidente que los automóviles de esta naturaleza reducen de forma directa los efectos negativos producidos por los motores de combustión. Además cabe destacar que en el marco de la ambientalización los motores SRM pueden jugar un gran papel, debido a sus características constructivas (Eco-motores: elevada eficiencia, totalmente reciclable, económico de construir, etc.). Para poder utilizar un accionamiento eléctrico en tracción, este debe de contemplar estrategias de control en cuatro cuadrantes, mediantes las que se pueda recuperar energía durante la frenada. Es por esta razón que el principal objetivo de este proyecto se centra en desarrollar un modelo de accionamiento (plataforma de simulación) con motor SRM que permita el funcionamiento en cuatro cuadrantes, de forma que se puedan aplicar estrategias de “control total” en el SRD. El primer capítulo pretende presentar los accionamientos eléctricos con motores SRM, pilar fundamental en la elaboración de este proyecto. Para ello, se parte de la estructura general del accionamiento, y se detallan las características y principio de funcionamiento de los principales componentes de los SRD, mostrando especial interés en el motor SRM y los convertidores electrónicos orientados a aplicaciones en cuatro cuadrantes. Finalmente se enmarca el motor SRM en el ámbito de la tracción eléctrica. Los pasos previos al diseño y la construcción de motores eléctricos son el modelado y la simulación. En el diseño de accionamientos mediante software de simulación es importante conocer e interpretar el modelado del mismo. Por esta razón, en el segundo capítulo, tras una breve introducción donde se diferencia entre modelado y simulación, se presenta la herramienta utilizada para el desarrollo, detallando algunos conceptos esenciales. Seguido a dicha introducción se pretende afrontar el modelado y la simulación de un accionamiento con motor SRM, desarrollando un controlador básico en cuatro cuadrantes que permita finalmente realizar distintas simulaciones para analizar el funcionamiento y las peculiaridades de los SRD en los cuatro cuadrantes. 9:04 9:04 El tercer capítulo pretende afrontar uno de los principales objetos de estudio, el control del par del accionamiento en cuatro cuadrantes, mediante técnicas que permitan reducir su naturaleza pulsante. Previamente al diseño del controlador se realiza el estudio del estado del arte para el control de par en motores SRM. Siguiendo el procedimiento descrito en [DEL10], el diseño del controlador se realiza mediante simulaciones interactivas en Matlab/Simulink para poder ser finalmente ajustado en la plataforma RT, durante futuras investigaciones. A continuación se observan los resultados obtenidos en las simulaciones realizadas, y se detallan las conclusiones al respecto. Finalmente, y en función de los resultados observados se rediseña el controlador con el objetivo de hacerlo más eficiente en un sistema en cuatro cuadrantes. Cabe destacar que es relativamente poca la literatura que habla del funcionamiento del SRD en modo generador para aplicaciones en cuatro cuadrantes, si bien en la bibliografía se pueden ver reflejados algunos artículos ([HUY10], [RAD94], [KIO06], [NAS09], [CHE09], [MIN11]). Por esta razón, este proyecto se presenta como base de futuros estudios que involucren este tipo de accionamientos en ambos modos de funcionamiento (motor y generador) en el D.E.E. de la E.P.S.E.V.G. Finalmente después de detallar las expectativas de futuro y las conclusiones extraídas en la realización del proyecto se muestran la bibliografía consultada.