O presente trabalho é um estudo comparativo entre a modelagem de motores de indução bifásicos simétricos com o uso da transformação dq0, que é uma modelagem matemática clássica na análise dos motores de indução bifásicos e a modelagem através da teoria do vetor espiral, proposta na década de 80 para os motores de indução trifásicos. A modelagem clássica é apresentada detalhadamente, bem como a modelagem por vetores espirais. Foram realizadas simulações para comparar os resultados entre as diferentes abordagens. / This work is a comparative study between the classic modeling using dq0 transformation and the spiral vector theory applied to study symmetrical two-phase induction machine. The spiral vector theory was proposed by Dr. Sakae Yamamura to study electrical machines in the middle of 1980s. To compare both types of modeling, simulations were performed to solve differential equations.

O presente trabalho é um estudo comparativo entre a modelagem de motores de indução bifásicos simétricos com o uso da transformação dq0, que é uma modelagem matemática clássica na análise dos motores de indução bifásicos e a modelagem através da teoria do vetor espiral, proposta na década de 80 para os motores de indução trifásicos. A modelagem clássica é apresentada detalhadamente, bem como a modelagem por vetores espirais. Foram realizadas simulações para comparar os resultados entre as diferentes abordagens. / This work is a comparative study between the classic modeling using dq0 transformation and the spiral vector theory applied to study symmetrical two-phase induction machine. The spiral vector theory was proposed by Dr. Sakae Yamamura to study electrical machines in the middle of 1980s. To compare both types of modeling, simulations were performed to solve differential equations.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This doctoral thesis presents the development of sensorless methods aiming the rotor speed control of asymmetrical two-phase induction motors. Initially, the machine mathematical model is presented. From the machine model, two methods for identification of electrical parameters of the induction machine are presented. The first method is based on the classical tests for electrical parameter estimation on three-phase induction motors, while the second method uses a RLS algorithm for the electrical parameters identification. Moreover, a vector control scheme applied to asymmetrical induction machines is presented. The influence that the machine asymmetry impacts on the field indirect vector control rotating at synchronous speed is analyzed. Simulation results show the coupling and the oscillations on the stator currents. The rotor speed estimation is carried out firstly by a MRAS estimator applied to single-phase induction motor drive. Furthermore, three rotor speed estimation methods based on continuous and discrete time sliding mode observers are proposed. The proofs of stability and convergence of these algorithms are developed and presented. The limits for the switching gains of the sliding mode observer are presented for continuous and discrete time. These limits are distinct and are highlighted in this study. Besides, a geometric modulation technique for three-leg voltage source inverters driving two-phase machines is presented. The rotor speed control is carried out from two schemes. The first method uses a discrete-time PI controller, while the second scheme uses a RMRAC controller. Simulation and experimental results are presented to validate the proposed techniques. / Esta tese faz o desenvolvimento de técnicas sensorless para o controle de velocidade rotórica de motores de indução bifásicos assimétricos. Inicialmente, o modelo matemático deste motor é apresentado. A partir da obtenção deste modelo, dois métodos para realização de ensaios com o intuito de determinar os parâmetros elétricos da máquina são desenvolvidos. O primeiro método é baseado nos ensaios clássicos para estimação de parâmetros de máquinas de indução trifásicas, enquanto o segundo método faz o uso de um algoritmo RLS identificação dos parâmetros elétricos. Além disso, neste trabalho um método de controle vetorial aplicado a máquinas de indução assimétricas é desenvolvido. É demonstrada a influência que a assimetria da máquina resulta no uso do controle vetorial orientado indiretamente no campo em eixos síncronos. Resultados de simulações mostram o acoplamento e consequentes oscilações nas correntes estatóricas. A estimação da velocidade rotórica é realizada inicialmente a partir do desenvolvimento de um estimador MRAS aplicado a um motor de indução monofásico. São propostos três métodos de estimação da velocidade rotórica a partir de algoritmos por modos deslizantes em tempo contínuo, e três métodos desenvolvidos em tempo discreto. As provas de estabilidade e convergência destes algoritmos são desenvolvidas e apresentadas. Ficam evidentes as diferenças entre os métodos em tempo contínuo e tempo discreto, bem como os limites para os ganhos dos observadores. Ainda, uma técnica de modulação para conversores de três braços acionando carga bifásicas é apresentada. O controle da malha de velocidade rotórica é realizado a partir de dois esquemas, o primeiro usa um controlador PI, enquanto o segundo método faz o uso de um controlador RMRAC. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para validação das técnicas propostas.