Control de velocidad de un motor síncrono de imanes permanentes accionado por un inversor trifásico multinivel

Abstract

Este trabajo presenta el diseño e implementación de un controlador robusto para el seguimiento de velocidad de un motor síncrono de imanes permanentes (MSIP). Se propone un controlador lineal basado en la retroalimentación dinámica de la salida pasiva estática del error exacto. El controlador pasivo propuesto requiere del conocimiento del par de carga, por lo que el mismo es estimado con un observador tradicional de orden reducido. El MSIP es impulsado por medio de un inversor multinivel trifásico de celdas en cascada de cinco niveles. Para la implementación del controlador, estimador y modulador multinivel se emplea un arreglo de compuertas programable en campo (FPGA) de la familia Spartan-6 XC6SLX9. El procesamiento en paralelo que provee este dispositivo permite obtener un tiempo de muestreo de 10 us. Los resultados de simulación y experimentales muestran que el controlador propuesto tiene un excelente desempeño.

Control para el voltaje de salida de un inversor multinivel de capacitores flotantes

“…Para verificar los resultados de simulación se realizó la implementación del sistema que consistió en dos partes principales: la primera, contempla la construcción del prototipo del convertidor multinivel y los sistemas auxiliares para su funcionamiento, la descripción del mismo se muestra en la Figura 10. La segunda parte, es la implementación en un FPGA de los algoritmos del controlador ADRC y el modulador PS-PWM. En [19] se recomienda seguir la metodología top-down que es muy adecuada para implementar algoritmos en los dispositivos de lógica reconfigurable y que ha sido usada con excelente desempeño en [14], [20][21][22]. Para llevar a cabo la implementación se empleó el software de Xilinx ISE 14.7, se codificó en VHDL sin hacer uso de alguna herramienta de alto nivel basada en bloques o generación de código, y se ocuparon los elementos internos del FPGA, tales como memorias BRAM y multiplicadores embebidos para optimizar el uso de recursos internos del dispositivo; el diseño realizado se muestra en la Figura 11.…”

“…En (22), η 1 representa el valor estimado de α(x), es decir, η 1 = α(x). Los coeficientes k 0 , k 1 son valores constantes, seleccionados mediante un polinomio Hurwitz de segundo orden como se muestra a continuación:…”

Control para el voltaje de salida de un inversor multinivel de capacitores flotantes

“…Para verificar los resultados de simulación se realizó la implementación del sistema que consistió en dos partes principales: la primera, contempla la construcción del prototipo del convertidor multinivel y los sistemas auxiliares para su funcionamiento, la descripción del mismo se muestra en la Figura 10. La segunda parte, es la implementación en un FPGA de los algoritmos del controlador ADRC y el modulador PS-PWM. En [19] se recomienda seguir la metodología top-down que es muy adecuada para implementar algoritmos en los dispositivos de lógica reconfigurable y que ha sido usada con excelente desempeño en [14], [20][21][22]. Para llevar a cabo la implementación se empleó el software de Xilinx ISE 14.7, se codificó en VHDL sin hacer uso de alguna herramienta de alto nivel basada en bloques o generación de código, y se ocuparon los elementos internos del FPGA, tales como memorias BRAM y multiplicadores embebidos para optimizar el uso de recursos internos del dispositivo; el diseño realizado se muestra en la Figura 11.…”

“…En (22), η 1 representa el valor estimado de α(x), es decir, η 1 = α(x). Los coeficientes k 0 , k 1 son valores constantes, seleccionados mediante un polinomio Hurwitz de segundo orden como se muestra a continuación:…”