Orientador: Edson Bim / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T18:47:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_EudemarioSouzade_D.pdf: 2512813 bytes, checksum: 189069455159efa5f8327460e869f749 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Esta tese trata do emprego do controle preditivo baseado no modelo (MBPC-Model Based Predictive Control) no acionamento do motor de indução do trifásico, para controle de fluxo de rotor e velocidade. A estratégia MBPC baseia-se na minimização do erro entre as referências futuras e a predição do modelo, para gerar os sinais de controle. Nesta tese, o motor de indução é descrito por espaço de estados e, diferentemente, do MBPC não linear, que emprega algoritmos de busca para determinar os sinais de controle, a estratégia escolhida faz inearizações sucessivas. Assim sendo, a cada ciclo gera-se a lei de controle, sendo que esta é dada por uma equação algébrica. São necessários ao controlador preditivo o conhecimento das tensões de terminal do estator e das seguintes variáveis de estado: corrente de estator, fluxo de rotor e velocidade de eixo. Para a estimação dos estados é empregado o filtro de Kalman estendido. O torque de carga é tratato como uma perturbação e sua magnitude é obtida por duas abordagens: pela equação eletromecânica e pelo filtro de Kalman estendido. Resultados de simulação computacional e experimentais validam a proposta / Abstract: This thesis presents the results concerning the control of rotor flux and speed of the induction motor using MBPC strategy, which is based on the error minimization between the future set point and model prediction, resulting in control signals. In the case studied in this thesis the motor model is described in space-state. The non linear MBPC emploies search algorithms to find the control signals, whereas the technique used in this thesis made sucessives linearizations on model; therefore in every control cicle a new algebraic control lay is found. The predictive control needs to know the stator voltage and the following state variables: stator current, rotor flux and speed. In the order to estimate the states an extended Kalman filter is employed. The load torque is considered as a disturbance and its amplitude is obtained in two ways: by calculation via eletromechanical equation and by estimation via Kalman filter. The proposal has been validated by imulations and experiments / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Edson Bim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T12:13:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kanekiyo_MarcoTadashi_M.pdf: 2199502 bytes, checksum: 0f0e07fdf7f52de94709720bdddef861 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O objetivo deste trabalho é o de implementar o controle de velocidade e de potência reativa de um motor de indução duplamente alimentado com orientação de fluxo de estator, mediante o ajuste das componentes de eixo direto e em quadratura das correntes de rotor, sendo o estator conectado à rede elétrica trifásica. Para isto foram utilizados quatro controladores PI: dois deles têm a função de gerar as referências dessas correntes a partir dos erros da potência reativa e da velocidade, e os outros dois, a de gerar as referências das tensões de eixo direto e em quadratura, a partir dos erros dessas mesmas correntes. Resultados experimentais do motor operando com fator de potência adiantado, unitário e atrasado são apresentados para validar a proposta. O sistema de controle, implementado por um DSP TMS320F2812, é responsável pela leitura das tensões e correntes de estator, da velocidade e da estimação da posição do eixo, pelas transformações de variáveis, pela implementação dos controladores PI, pela determinação da magnitude e posição do fluxo de estator e pela implementação da modulação do vetor espacial / Abstract: The purpose of this work is to present the implementation of the speed control and reactive power of a doubly fed induction motor with stator flux orientation, by adjusting of the direct and quadrature-axis rotor current components, being the stator fed by a triphasic network. With this aim, four PI controllers are used: two of them have the function of generating the direct and quadrature references of the rotor current from the direct and quadrature rotor voltage errors and the others two, of generating the direct and quadrature references of the rotor voltage from the direct and quadrature rotor current errors. Experimental results of the motor operating with leading, lagging and unity power factor are presented to validate the proposal. The control algorithm is implemented with a digital signal processor and it has the following functions: lecture of the voltages and currents of rotor, lecture of speed and estimation of rotor position, transformations of variables, implementation of the PI controllers, calculus of magnitude and position of stator flux and space vector modulation / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Ernesto Ruppert Filho, Alfeu Joãozinho Sguarezi Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T11:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AzcuePuma_JoseLuis_D.pdf: 5829554 bytes, checksum: 6f4467c529a778cc79e42550a272a6b3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Na presente tese de doutorado propõe estratégias de controle por orientação direta de campo (FOC direto) e de controle direto de torque (CDT) com emprego de controladores fuzzy do tipo Takagi-Sugeno (fuzzy T-S). Propõe-se também, uma estratégia de CDT baseado no controle do ¿angulo de carga com o emprego do controle por modos deslizantes (CDT-CMD). As estratégias de controle vetorial propostas são utilizadas para o controle de alto desempenho do motor de indução trifásico. O controlador fuzzy T-S proposto utiliza uma única base de regras para gerar as componentes de eixo direto e de quadratura do vetor espacial da tensão do estator. Isto simplifica a estrutura do controlador fuzzy T-S e em consequência diminui o custo computacional e seu tempo de processamento. Na estratégia de CDT com o controle por modos deslizantes o esforço de controle é sempre o máximo possível no sentido de reduzir os erros do torque e do fluxo. Assim, é possível obter uma resposta rápida no controle do fluxo e do torque. Os resultados de simulação e experimentais são apresentados para validarem as propostas desta tese de doutorado. Os controladores apresentaram um desempenho dinâmico satisfatório pois as referências de torque e de fluxo foram atendidas. Todos os resultados obtidos mostraram-se compatíveis com os resultados apresentados na literatura, validando as estratégias de CDT e de FOC direto propostas / Abstract: This thesis proposes a direct field oriented control (D-FOC) and direct torque control (DTC) strategies with Takagi-Sugeno fuzzy controllers (T-S fuzzy). Also it proposes a DTC strategy based on load angle control with the use of sliding mode control (DTC-SMC). The proposed vector control strategies are used for high performance control of three-phase induction motor. The proposed T-S fuzzy controller uses a single rule base to generate the direct-axis and quadrature-axis components of the stator voltage space vector. This simplifies the structure of the T-S fuzzy controller and consequently it reduces the computational cost and its processing time. However, in the sliding mode control the control effort is always the maximum possible in order to reduce the errors of the torque and the flux. Hence, it is possible to get a fast response in the control of the torque and the flux. The proposed controllers showed a good dynamic performance because the references were achieved. The experimental and simulation results of the vector control strategies were presented to validate the proposed controllers. All the obtained results were consistent with the results reported in the literature, validating the proposed DTC and D-FOC strategies / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:27:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ELISABETH CRISTINA LEMOS SPERB.pdf: 4249399 bytes, checksum: 689cbb6a5cf388bda83e27d4de4a8e1a (MD5) Previous issue date: 2011-08-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This project presents the implementation of an experimental test bed to drive the permanent magnet synchronous motor (PMSM) using a digital signal processor. The main purpose of the project is to develop a test bed with flexible features enabling the implementation and evaluation of different motor control techniques. Initially the constructive characteristics of the PMSM are studied, as the selection of the proper materials of permanent magnets and the possibilities of physical arrangement in the rotor. Then the mathematical model is developed with the currents and voltage equation in the rotating reference frame. An analysis is made, consequently, of the vector control using the method by considering the rotor flux approach with constant torque control and the space vector pulse width modulation technique. Some techniques of sensorless control based on the motor mathematical model and artificial neural network are also presented. To demonstrate the flexibility of the bed developed, some algorithms for estimating motor position and speed, earlier simulated, were implemented with the algorithm drive system. / Neste trabalho é apresentada a implementação de uma bancada experimental para o acionamento do motor síncrono de imãs permanentes (MSIP) utilizando um processador digital de sinais. O objetivo principal do trabalho é desenvolver uma bancada com características flexíveis que permita a implementação e avaliação de técnicas de controle variadas. Inicialmente, são estudadas as características construtivas do MSIP, como o material que compõe os imãs permanentes e as possibilidades de arranjo físico no rotor. Em seguida é desenvolvido o modelo matemático com as equações de corrente e tensão no referencial girante. É analisado na seqüência, o controle vetorial, utilizando o método direto pelo fluxo de rotor considerando a abordagem com controle de torque constante, e a técnica de modulação por largura de pulso por vetor espacial. São também apresentadas algumas técnicas de controle sem sensor de posição/velocidade (sensorless) baseadas no modelo matemático do motor e em redes neurais artificiais. Algumas técnicas de controle sensorless foram simuladas e analisadas. Para comprovar a flexibilidade da bancada desenvolvida, alguns algoritmos de estimação da posição e velocidade do motor, anteriormente simulados, foram implementados juntamente com o algoritmo de acionamento.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Filipe - RESUMO.pdf: 27146 bytes, checksum: 965d13a57f8850f7f5953eb1442cb7ab (MD5) Previous issue date: 2015-09-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper discusses the implementation of some control strategies, without making use of mechanical sensors, for motor drives commonly used in white goods. In this way, initially, it is made a literature review about the system to be controlled, explaining about the different types of engines, discussing its details and classification, focusing particularly on permanent magnet synchronous motors. Thus, in order to facilitate the understanding of the control system, it is presented both the machine model as the known methods to control it. Then, a brief introduction to vector control with constant torque angle, which is the control approach used in this work. Thus, knowing the particularities involved in motor control, and knowing the problems inherent in the use of mechanical sensors at the control designs, it is presented various techniques that do not use these devices. Further, it is explained about the classification, advantages and restrictions related to these approaches, discussing three of them in a more specific way: using sliding mode approach; by adaptive models and neural networks. These respective techniques were simulated and then implemented on a trial bench, developed to analyze their characteristics facing pre-defined conditions in the machine drive. Finally, the results obtained were analyzed and discussed, based on similar implementations arranged in the literature. / O presente trabalho aborda a implementação de algumas estratégias de controle, sem fazer uso de sensores mecânicos de rotação, para o acionamento de motores comumente utilizados em produtos da linha branca. Deste modo, inicialmente, faz-se uma revisão bibliográfica acerca do sistema a ser controlado, explanando sobre os tipos de motores existentes, discutindo seus detalhes e classificação, focando particularmente, nos motores síncronos de ímãs permanentes. Com isso, visando facilitar o entendimento do sistema de controle em questão, apresenta-se tanto o modelo da máquina quanto os métodos conhecidos para controlá-la. Em seguida, é feita uma breve introdução ao controle vetorial com ângulo de torque constante, que é a abordagem de controle utilizada neste trabalho. Assim, sabendo das particularidades envolvidas no controle do motor, e conhecendo os problemas inerentes à utilização de sensores mecânicos nos projetos de acionamento, apresentam-se diversas técnicas que não fazem uso destes dispositivos. Na sequência, explana-se sobre a classificação, vantagens e restrições relacionadas a estas abordagens, discutindo três delas de forma mais específica: por modos deslizantes; por modelos adaptativos e por redes neurais. Essas respectivas técnicas foram simuladas e, posteriormente, implementadas em bancada experimental, desenvolvida para analisar suas características frente à condições pré-definidas no acionamento da máquina. Por fim, os resultados obtidos foram analisados, e discutidos, com base em implementações semelhantes dispostas na literatura.

Orientador: Walmir de Freitas Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T13:40:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morais_CeciliadeFreitas_M.pdf: 1237482 bytes, checksum: caa2c7e10679e865b870669fb557c361 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Um dos distúrbios mais freqüentes acarretados pela partida direta de grandes motores de indução é o afundamento de tensão decorrente das elevadas correntes de energização drenadas pelos mesmos durante a fase inicial de aceleração. Essas variações da magnitude de tensão podem deteriorar a operação de cargas sensíveis, geradores e relés digitais existentes em instalações industriais. Portanto, sempre que um novo motor de indução é conectado em uma instalação industrial, os engenheiros de planejamento estão interessados em saber se esse procedimento irá resultar em níveis aceitáveis de afundamentos de tensão. O impacto da partida do motor de indução na qualidade de energia pode ser avaliado por estudos que exigem complexas e numerosas simulações de transitórios eletromagnéticos, o que demanda um considerável tempo de mão de obra altamente especializada. Nesse contexto, o objetivo dessa dissertação de mestrado é desenvolver métodos analíticos e gráficos confiáveis e práticos que auxiliem os engenheiros de planejamento nos projetos de instalação e de partida de motores de indução em instalações industriais com cargas sensíveis a variações de tensão. Tais métodos foram desenvolvidos para análise de motores de indução do tipo gaiola de esquilo com partida direta, tendo em vista que esse é um esquema bastante adotado devido ao seu baixo custo e simplicidade. Os métodos analíticos são desenvolvidos através da solução dos modelos matemáticos de regime permanente e dinâmicos dos diversos componentes da instalação industrial. A precisão dos métodos analíticos propostos é verificada através da comparação dos respectivos resultados com aqueles obtidos através de simulações de transitórios eletromagnéticos. O objetivo dos métodos gráficos é facilitar a compreensão das informações relacionadas ao comportamento dinâmico da tensão através de gráficos semelhantes aos tipicamente utilizados na análise de qualidade de energia (e.g., ITIC - Information Technology Industry Council) / Abstract: One of the most common disturbances caused by the starting of large induction motors is the voltage sag that occurs due to the high inrush current. These variations in voltage and current magnitude can deteriorate the operation of generators, sensitive loads and digital relays in industrial facilities. Therefore, whenever a new induction motor is connected to the system, planning engineers want to know if the motor starting would result in acceptable voltage sag levels. The impact of the induction motors starting on the power quality can be assessed by studies that require numerous and complex electromagnetic transient simulations, which is very time-consuming. In this context, the objective of this work is to develop simple graphical and analytical methods to assist planning engineers when analyzing the installation of new induction motors in industrial facilities. This work will focus on squirrel-cage induction motors with direct start, since this scheme is extremely adopted due to its low cost and simplicity. The analytical methods are developed through the solution of the steady state and dynamic models of the several components of the industrial facility. The accuracy of the analytical methods proposed is validated through comparison with the results obtained by repetitive electromagnetic transient simulations. The objective of the methods is to facilitate the understanding of the information obtained about the dynamic behavior of the voltage through charts typically used in the analysis of power quality (e.g., ITIC - Information Technology Industry Council). / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Edson Bim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T08:39:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SguareziFilho_AlfeuJoaozinho_M.pdf: 4747025 bytes, checksum: 077f211f88c422646414f234628ad798 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho visa o estudo de métodos de projeto de controladores mediante o emprego da função de transferência complexa; o controle em baixas velocidades de um motor de indução trifásico orientado no fluxo do rotor, bem como no do estator, é o objetivo a ser alcançado. A formulação do modelo vetorial do motor de indução com emprego da função de transferência complexa e do controle vetorial são apresentados. Para validar a proposta, um controlador de ganho proporcional complexo é realizado. Resultados de simulação e de experimentos são obtidos / Abstract: This work aims the study of tunning methods for controllers on vector control using the complex transfer function; low speed control by using the rotor or stator flux orientation on the induction motor is the objetctive. The complex transfer function formulation, its aplication on induction machine model and vector control are presented. To validate the proposal, a proportional complex gains is proposed. Simulation and experimentally results are presented. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Edson Bim / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T12:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jacomini_RogerioVani_D.pdf: 15030828 bytes, checksum: 7c0af103e9c6a3a9527e3c25e4373e7e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic document / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRANCIELI LIMA DE SA.pdf: 957791 bytes, checksum: 54a198d079685e3726016b54e682ffdc (MD5) Previous issue date: 2010-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work is introduced a study of Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM), involving issues about constructive characteristics, modeling, control and simulation. Initially, are studied the constructive characteristics, principally in that refers of the magnets disposition in the rotor. Then, are shown some applications for the PMSM. The mathematic model of PMSM is developed starting of stationary reference frame and utilizing the rotation transformation for obtain the equations of currents and voltage in the rotor reference frame. The feed shape of the PMSM is an analysis of extreme importance in the study of this motor, for this reason also is show in this work. The vector control is analyzed in the sequence, utilizing the direct method for the rotor flux and considering the approach with Constant torque control. Are presents some techniques for the design of controllers of speed and current loops. Through the performed simulations, are analyzed and compared the several technical approached. The results obtained show that the vector control approach with constant torque angle applied to the PMSM presents a good dynamic response for motor drive. / Neste trabalho, é apresentado um estudo do Motor Síncrono de Ímãs Permanentes (MSIP) envolvendo questões pertinentes às características construtivas, modelamento, controle e simulação. Inicialmente, são estudadas as características construtivas, principalmente no que se refere à disposição dos ímãs no rotor. Em seguida são mostradas algumas aplicações para o MSIP. O modelo matemático do MSIP é desenvolvido partindo do referencial estacionário e utilizando a transformação de rotação para se obter as equações de corrente e tensão no referencial girante. A forma de alimentação do MSIP é uma análise de extrema importância no estudo deste motor, e por esta razão também é mostrada neste trabalho. O controle vetorial é analisado na seqüência, utilizando o método direto pelo fluxo de rotor e considerando a abordagem com controle de torque constante. São apresentadas algumas técnicas para o projeto dos controladores das malhas de corrente e velocidade. Através das simulações realizadas, são analisadas e comparadas as diversas técnicas abordadas. Os resultados obtidos mostram que o controle vetorial com abordagem do ângulo de torque constante aplicado ao MSIP apresenta uma boa resposta dinâmica para o acionamento do motor.

Orientador: Edson Bim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T06:15:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jacomini_RogerioVani_M.pdf: 7135726 bytes, checksum: aed72d86566ef67b4dafacda1e335044 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Esta tese trata da implementação do controle do fluxo de potência de um gerador de indução duplamente alimentado conectado ao barramento infinito. A orientação de fluxo do estator é utilizada, pois permite o controle, de forma independente, das potências ativa e reativa do estator, por meio das componentes de eixo direto e em quadratura da corrente de rotor. Na verdade, se for considerada a resistência de estator, o modelo apresentará um pequeno acoplamento. A estratégia de controle do GIDA foi implementada no DSP TMS320F2812. São apresentados resultados de simulação e experimentais para o gerador de 2,25kW, 220 V, 60 Hz. O gerador foi acionado por um motor de indução acoplado diretamente ao seu eixo. Operando com velocidades subsíncronas e com cargas indutiva, capacitiva e resistiva, resultados de simulação computacional e experimental relevantes são apresentados para validar a proposta. / Abstract: This thesis presents the results about an impIementation of an active and reactive power controI of a doubIy fed induction generator. The stator flux orientation allows the independent contraI of active and reactive power of stator connected to infinity bus. ln fact, if the resistance of stator is not negIected, the stator flux orientation will be coupIed. The controI technique was implemented by using of DSP TMS320F2812, therefore simuIation and experiments results are presented in further notes to vaIidate the proposaI. The generator was drivi:q.g for a squirreI cage induction motor directIy coupIed to tlÍe primary rator axis. The operation was based on sub synchronous speed and with inductive, capacitive and resistive Ioads. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica