Estudio comparativo e implementación de observadores de enlace de flujo de rotor en lazo cerrado para el control vectorial de una máquina de inducción

Abstract

El presente trabajo abarca la realización de un análisis comparativo de métodos de observación para el control vectorial de una máquina de inducción. A través de una simulación computacional en el programa PLECS, se llevó a cabo un análisis en estado estacionario y transitorio, ante ruido de mediciones y efectos del tiempo muerto, aplicando un estimador de primer orden y dos bservadores de lazo cerrado: el observador de Luenberger y el filtro de Kalman. Se realizó un análisis en base a la incertidumbre de parámetros de la máquina controlada, observándose el buen rendimiento del filtro de Kalman ante dicha condición. Si bien el estimador y el observador de Luenberger operaban adecuadamente bajo ciertos niveles de imprecisión, el filtro de Kalman logró adaptarse a casi todos los casos, viéndose afectado principalmente por el efecto del tiempo muerto, especialmente a bajas velocidades. Posteriormente, se llevó a cabo un trabajo de laboratorio. En dicho experimento se analizó el funcionamiento en tiempo real del control utilizando el estimador y el filtro de Kalman, obteniéndose resultados distintos a los observados en la simulación, debido principalmente a la distorsión de la tensión del estator causada por el efecto del tiempo muerto. Finalmente, se implementó el estimador de primer orden para bajas velocidades, realizando una recalibración para un correcto funcionamiento bajo carga mecánica. Por otra parte, el filtro de Kalman se utilizó para altas velocidades, donde su porcentaje de error se redujo considerablemente. El trabajo concluyó con un sistema de control por campo orientado que funciona correctamente, limitado únicamente por las capacidades del banco de pruebas utilizado.