Control Adaptativo de un Variador de Velocidad Basado en M3C para Bombas Centrífugas Impulsadas por Múltiples Motores Sincrónicos de Imán Permanente
Autores: Mendoza-Becker, Rodrigo; Travieso-Torres, Juan Carlos; Díaz, Matías
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control Adaptativo de un Variador de Velocidad Basado en M3C para Bombas Centrífugas Impulsadas por Múltiples Motores Sincrónicos de Imán Permanente
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Motores síncronos de imán permanente
PMSMs
M3C
Sistema de control
Control adaptativo
Variadores de velocidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Ha habido un creciente interés en el uso de motores síncronos de imán permanente (PMSMs) para aplicaciones de bombeo con el fin de mejorar la eficiencia energética. Un enfoque prometedor para alimentar estos motores en aplicaciones de velocidad variable es el uso de un M3C debido a su capacidad inherente de tolerancia a fallos. Sin embargo, los convertidores M3C requieren un sistema de control más complejo que los convertidores más simples. Por ejemplo, un sistema de control básico de M3C para la transmisión de potencia requiere diecisiete controladores PI, cuyo ajuste fijo depende del conocimiento de los parámetros del modelo dinámico del M3C, necesitando pruebas iniciales extensas y que consumen tiempo para obtenerlo. Como alternativa, proponemos un sistema de control adaptativo M3C para accionamientos de velocidad variable que alimentan múltiples bombas centrífugas impulsadas por PMSM, que reduce el número de controladores a seis. Además, la propuesta no requiere conocimiento inicial de los parámetros del convertidor, motor o carga, lo que la hace más práctica y versátil. La propuesta introduce un controlador adaptativo de referencia de modelo híbrido basado en pasividad ad hoc en cascada con un control basado en pasividad. Se validó a través de una prueba teórica de estabilidad y resultados de simulación comparativa con un sistema de control básico bajo operaciones normales y de fallo. Como resultado, la propuesta sigue efectivamente la velocidad del rotor requerida mientras mejora el rendimiento al disminuir el consumo de corriente y recuperarse de un desequilibrio de fase de entrada, un cortocircuito en una celda, una celda abierta y cambios en los parámetros del conjunto motor-bomba.
Descripción
Ha habido un creciente interés en el uso de motores síncronos de imán permanente (PMSMs) para aplicaciones de bombeo con el fin de mejorar la eficiencia energética. Un enfoque prometedor para alimentar estos motores en aplicaciones de velocidad variable es el uso de un M3C debido a su capacidad inherente de tolerancia a fallos. Sin embargo, los convertidores M3C requieren un sistema de control más complejo que los convertidores más simples. Por ejemplo, un sistema de control básico de M3C para la transmisión de potencia requiere diecisiete controladores PI, cuyo ajuste fijo depende del conocimiento de los parámetros del modelo dinámico del M3C, necesitando pruebas iniciales extensas y que consumen tiempo para obtenerlo. Como alternativa, proponemos un sistema de control adaptativo M3C para accionamientos de velocidad variable que alimentan múltiples bombas centrífugas impulsadas por PMSM, que reduce el número de controladores a seis. Además, la propuesta no requiere conocimiento inicial de los parámetros del convertidor, motor o carga, lo que la hace más práctica y versátil. La propuesta introduce un controlador adaptativo de referencia de modelo híbrido basado en pasividad ad hoc en cascada con un control basado en pasividad. Se validó a través de una prueba teórica de estabilidad y resultados de simulación comparativa con un sistema de control básico bajo operaciones normales y de fallo. Como resultado, la propuesta sigue efectivamente la velocidad del rotor requerida mientras mejora el rendimiento al disminuir el consumo de corriente y recuperarse de un desequilibrio de fase de entrada, un cortocircuito en una celda, una celda abierta y cambios en los parámetros del conjunto motor-bomba.