Disseny i simulació del control d'un motor 'Brushless' DC

Autor: Moral Villodres, Miquel
Přispěvatelé: Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial, Rolán Blanco, Alejandro, Blesa Izquierdo, Joaquim
Jazyk: Catalan; Valencian
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Popis: Dintre del marc que engloba els diferents tipus de sistemes de control d'un motor brushless, tenim que els més utilitzats es basen en la utilització de sensors. Els tipus de controladors es classifiquen segons la commutació feta servir: trapezoidal, sinusoidal i control vectorial. En la metodologia d'aquest treball s'empra un model realista d'un motor brushless on s'aplica primer un control del tipus trapezoidal, six step commutation o 6-steps mode. Aquest control es basa en controlar el corrent que passa per les impedàncies connectades als terminals del motor alimentant simultàniament un parell de fases, mantenint el tercer terminal desconnectat. Successivament, l'alimentació del parell de fases varia fins a completar un total de sis commutacions. Després es passa a aplicar una segona tipologia de control, la vectorial la qual basa el seu funcionament en la tècnica de modulació SVPWM amb l'objectiu de modular els sis senyals de polsos PWM per posteriorment aplicar-les a l'inversor per tenir com a resultat els tres senyals modulats de tensió en funció de la consigna d'entrada. D'aquesta manera s'aconsegueix una millora en l'eficiència del sistema obtenint una millora en les respostes obtingudes. Els sistemes de control d'un motor brushless es basen en la utilització de sensors els quals segons la gamma dels accionaments elèctrics a controlar es classifiquen (entre altres): sensors d'efecte Hall i encoder. El treball tindrà una tipologia teòrica sent la descripció/resum de la primera l'explicada en els paràgrafs anteriors. Per tant, l'objectiu serà presentar els resultats de la simulació del motor, tot justificant-los mitjançant la comparativa amb fonts d'informació externes i amb una versió equivalent del motor esmentat. La finalitat d'aquest treball llavors és la de dissenyar un sistema de control de motors del tipus brushless, on primer es desenvoluparà un simulador realista en l'entorn Matlab-Simulink que permeti comprovar el rendiment del sistema de control que es dissenyarà. El control a dissenyar disposarà de diferents llaços de control: velocitat i posició. Dentro del marco que engloba los diferentes tipos de sistemas de control de un motor brushless, tenemos que los más utilizados se basan en la utilización de sensores. Los tipos de controladores se clasifican según la conmutación usada: trapezoidal, sinusoidal y control vectorial. En la metodología de este trabajo se emplea un modelo realista de un motor brushless donde se aplica primero un control del tipo trapezoidal, six step commutation o 6-steps mode. Este control se basa en controlar la corriente que pasa por las impedancias conectadas a los terminales del motor alimentando simultáneamente un par de fases, manteniendo el tercer terminal desconectado. Sucesivamente, la alimentación del par de fases varía hasta completar un total de seis conmutaciones. Después se pasa a aplicar una segunda tipología de control, la vectorial la cual basa su funcionamiento en la técnica de modulación SVPWM con el objetivo de modular las seis señales de pulsos PWM para posteriormente aplicarlas al inversor para tener como resultado las tres señales moduladas de tensión en función de la consigna de entrada. De esta manera se consigue una mejora en la eficiencia del sistema obteniendo una mejora en las respuestas obtenidas. Los sistemas de control de un motor brushless se basan en la utilización de sensores los cuales según la gama de los accionamientos eléctricos a controlar se clasifican (entre otros): sensores de efecto Hall y encoder. El trabajo tendrá una tipología teórica siendo la descripción/resumen de la primera la explicada en los párrafos anteriores. Por lo tanto, el objetivo será presentar los resultados de la simulación del motor, justificándolos mediante la comparativa con fuentes de información externas y con una versión equivalente de dicho motor. La finalidad de este trabajo entonces es la de diseñar un sistema de control de motores del tipo brushless, donde primero se desarrollará un simulador realista en el entorno Matlab-Simulink que permita comprobar el rendimiento del sistema de control que se diseñará. El control para diseñar dispondrá de diferentes lazos de control: velocidad y posición. Within the framework that encompasses the different types of control systems of a brushless motor, we have that the most used is via sensors. The types of controllers classify according to the switching used: trapezoidal, sinusoidal, and vector control. In the methodology of this work, a realistic model of a brushless motor uses where control of the trapezoidal type, six-step commutation, or 6-steps mode is applied first. This control controls the current that passes through the impedances connected to the motor terminals, also called the vector current of the stator, feeding a pair of phases simultaneously, keeping the third terminal disconnected. In the end, we have six possible switching combinations, so, subsequently, the power supply of the phase pair varies until these six switching combinations apply. Then the second type of control is applied, the vector type, which bases its operation on the SVPWM modulation technique to modulate the six PWM pulse signals. Then use them to the inverter to have the three voltage modulated signals depending on the input setpoint. In this way, improving the system's efficiency is achieved, obtaining an advance in the graphs obtained. The control system of a brushless motor works with the use of sensors which, according to the range of electric drives to be controlled, are classified (among others): Hall effect sensors and encoder. The work will have a theoretical typology: the description/summary of the first one explained in the previous paragraphs. Therefore, the objective will be to present the results of the engine simulation, justifying them by comparing them with external information sources and with an equivalent version of said engine. This work aims to design a brushless motor control system. The control to be created will have different control loops: speed and position. A realistic simulator will first develop in the MatlabSimulink environment that allows checking the control system's design performance.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: