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“Implementación de un Programa de Control Escalar Voltaje/Frecuencia en Lazo Abierto para un Motor de Inducción Utilizando un DSP” Presenta: Ing. Marco Aurelio Vázquez Olvera Director de tesis: Dr. Raúl Ángel Cortés Mateos INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA SECCIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

Presentacion MAVO

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electronica de potencia

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  • Implementacin de un Programa de Control Escalar Voltaje/Frecuencia en

    Lazo Abierto para un Motor de Induccin Utilizando un DSP

    Presenta:

    Ing. Marco Aurelio Vzquez Olvera

    Director de tesis:Dr. Ral ngel Corts Mateos

    INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

    SECCIN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACINDEPARTAMENTO DE INGENIERA ELCTRICA

  • Implementar un programa de control escalarvoltaje/frecuencia en lazo abierto utilizando unmicrocontrolador DSP, que genere seales con modulacinde ancho de pulso adecuadas para controlar el circuitoinversor de un accionamiento para motores de induccin.

    OBJETIVO

    Visualizar y manipular las variables de control conprogramas visuales y vincularlos con pginas WEB.

    Comparar la amplitud del voltaje de frecuenciafundamental generado por las tcnicas de controlsinusoidal y sinusoidal mas tercer armnico.

  • En la seccin de estudios de posgrado e investigacin dela ESIME del IPN, se tiene la necesidad de contar conprogramas de control para accionamientos de motores deinduccin. Mediante stos, se podran probar los diferentesalgoritmos de control que se han desarrollado y que hastala fecha solo se han podido simular.

    JUSTIFICACIN

  • INTRODUCCIN

  • CONTROL ESCALAR VOLTAJE/FRECUENCIA

  • DISPOSITIVO A CONTROLAR

    AT +

    AT

    BT +

    BT

    CT +

    CT

    N

    dV1/ 2 dV

    1/ 2 dV

    Inversor trifsico

  • CONTROL PWM SINUSOIDAL

    AT +

    AT

    BT +

    AT

    CT +

    CT

    dV1/ 2 dV

    1/ 2 dV

    2dv

    2dv

    0Av

    AT +

    AT

    controlv triv

    0 1( )Av

    controla

    tri

    VmV

    =

    1

    sf

    fmf

    =

    Relacin de modulacin de amplitud

    Relacin de modulacin de frecuencia

    control triV V< AT se cierra, 0 12A dv V=

    0 1 1( ) ( ) 2d

    A aVv m sen t=

    1am ( )0 1 2dA a VV m=

    MODULACIN LINEAL

    control triV V> AT +se cierra, 0 12A dv V=

  • AT +

    AT

    BT +

    AT

    CT +

    CT

    dV1/ 2 dV

    1/ 2 dV

    ( )0 1 42 2d dAV VV <

    2dv

    2dv

    0Av

    controlv triv

    AT +AT

    ( )0 1Av

    CONTROL PWM SINUSOIDALSOBREMODULACIN

  • REGIONES DE MODULACIN

  • INYECCIN DE UN TERCER ARMNICO

    0( 3) 0 3 0[ cos cos3 ]a ref d av V m t M t + = +

    0 0cos cos3v = +3 / aM m =

    Seales de control ms tercer armnico

    En por unidad:

    Con: Parmetro a optimizar

    1 1(3 1) 13 3

    v = 16

    =

    Cambio de variable

    Derivando e igualando a cero

    max3

    2v = Si max 32 a dv m V= max

    3 22 3 d d

    v V V= = con 1.15am =

  • INYECCIN DE UN TERCER ARMNICO

    0( 3) 0 01[cos cos3 ]6a ref a cd

    v m V t t + =

    0

    1

    dc

    VV

  • ESQUEMA DE CONTROL

  • ESTRATEGIA DE CONTROL

    Ciclo de trabajo Fase A = Amplitud sen( )( )Ciclo de trabajo Fase A = Amplitud sen( )+1/6 sen(3 )

    A

    m

    p

    l

    i

    t

    u

    d

    =

    1

    0

    0

    %

    A

    m

    p

    l

    i

    t

    u

    d

  • INTERRUPCIONES Y FUNCIONES

  • DISPOSITIVOS UTILIZADOS DEL DSP

  • IMPLEMENTACIN DEL CONTROL

  • La programacin se realiza en el compilador de Code Warrior y la inicializacin de los perifricos se realiza con la opcin Processor Expert.

    IMPLEMENTACIN DEL CONTROL

  • IMPLEMENTACIN DEL CONTROL

    Ambiente de Inicializacin en Processor Expert

    Cpsula de Convertidor Analgico Digital

    Cpsula de Comunicacin serial

    Cpsula de PWM para Control de Motores

  • IMPLEMENTACIN DEL CONTROL

    Inicializacin de el mdulo PWM

  • IMPLEMENTACIN DEL CONTROL

    Interrupciones generadas por Processor Expert

  • IMPLEMENTACIN DEL CONTROL

    Interrupcin PWM programada

  • PRUEBAS Y RESULTADOS

    Amplitud 100%a 30Hz

    Amplitud 25%a 90Hz

    Amplitud 50%a 60Hz

  • PRUEBAS Y RESULTADOS

    PWM sinusoidal PWM sinusoidal ms tercer armnico

  • PRUEBAS Y RESULTADOS

    PWM sinusoidal PWM sinusoidal ms tercer armnico

    Amplitud 100%

    Frecuencia de 30 Hz

    Amplitud=26.00 V Amplitud=1.15*26=29.9 V

  • CURVA PAR - VELOCIDAD2

    2 2 23 2s sl r

    ee r sl lr

    V RPTR L

    = + /m s eV =

    e

    e

    m

    T

    P

    a

    r

    (

    )

    p

    u

    T

    Frecuencia ( ) pueb

    Regin de par constante

    Regin de potencia constante

    Regin de campo debilitado

    Lmite de la mquina

    Lmite del inversor en corto tiempo

    Lmite del inversoren estado estacionario

    1.0 2.5

    1.0

    emT = constanteem mT = constante

    2emT = constantee

    0

  • PRUEBAS EN LABORATORIO DE ELECTRNICA DE POTENCIA

  • PGINAS WEB

  • Se proporciona a la SEPI ESIME ZACATENCO laimplementacin de un programa de control escalarvoltaje/frecuencia en lazo abierto con tcnicas PWM quese utilice como base para implementar otros algoritmos decontrol.

    Aportaciones

    El anlisis y comparacin de la tcnica de control PWMsinusoidal y PWM sinusoidal ms tercer armnico.

    Se implementaron los vinculos con pginas WEB conambiente multimedia en un programa de visualizacin ymanipulacin de las variables de control.

  • Emplear los canales no utilizados del convertidoranalgico digital para la medicin de la corriente y voltajede la seal fundamental de alimentacin al motor.

    RECOMENDACIONES PARA TRABAJOS FUTUROS

    Implementar el frenado dinmico del inversor pormedio del microcontrolador DSP.

    Implementar tcnicas de medicin de velocidad y parsin sensores.

    Implementar lazos de retroalimentacin de velocidad,corriente, voltaje de bus de corriente directa y par.

    Implementar el control con paginas WEB por Internet.

  • FIN

  • FIN

  • Diagrama de flujo de la interrupcin PWM

  • Diagrama de flujo del control PWM sinusoidal

  • Diagrama de flujo del control PWM sinusoidal ms tercer armnico

  • Funcin clculo de la funcin seno

    Implementacin de un Programa de Control Escalar Voltaje/Frecuencia en Lazo Abierto para un Motor de Induccin Utilizando un DSPOBJETIVOJUSTIFICACININTRODUCCINCONTROL ESCALAR VOLTAJE/FRECUENCIADISPOSITIVO A CONTROLARCONTROL PWM SINUSOIDALCONTROL PWM SINUSOIDALREGIONES DE MODULACININYECCIN DE UN TERCER ARMNICOINYECCIN DE UN TERCER ARMNICOESQUEMA DE CONTROLESTRATEGIA DE CONTROLINTERRUPCIONES Y FUNCIONESDISPOSITIVOS UTILIZADOS DEL DSPIMPLEMENTACIN DEL CONTROLIMPLEMENTACIN DEL CONTROLIMPLEMENTACIN DEL CONTROLIMPLEMENTACIN DEL CONTROLIMPLEMENTACIN DEL CONTROLIMPLEMENTACIN DEL CONTROLPRUEBAS Y RESULTADOSPRUEBAS Y RESULTADOSPRUEBAS Y RESULTADOSCURVA PAR - VELOCIDADPRUEBAS EN LABORATORIO DE ELECTRNICA DE POTENCIAPGINAS WEBAportacionesRECOMENDACIONES PARA TRABAJOS FUTUROSFINFINNmero de diapositiva 32Nmero de diapositiva 33Nmero de diapositiva 34Nmero de diapositiva 35