CO-SIMULACIÓN DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO CON CONTROL ESCALAR (CO-SIMULATION OF A THREE-PHASE INDUCTION MOTOR WITH SCALAR CONTROL)
Resumen
En este trabajo se presenta la co-simulación como una estrategia de solución a problemas complejos en ingeniería eléctrica, en donde los modelos computacionales ayudan a superar este desafío. Se resuelve el problema de controlar la velocidad en un motor de inducción trifásico de 10 HP modelado por el método de los elementos finitos (MEF). El modelo computacional del motor de inducción se desarrolló en Altair Flux® 2D v2021, y realizando un acoplamiento entre este software y SimulinkTM se creó un banco de pruebas virtual del motor de inducción. Por otro lado, las señales de alimentación al motor se implementaron con los bloques base de Matlab®/SimulinkTM v2021, lo que permitió realizar el control escalar en lazo abierto a diferentes perfiles de velocidad con error de seguimiento del 3 % a un 179.7 % en bajas frecuencias y desde un 3 % a 0.1 % en altas.
Palabras Claves: Co-simulación, control escalar, método de los elementos finitos, modelo computacional, motor de inducción.
Abstract
In this paper, the technique is presented as a solution strategy to complex problems in electrical engineering, where the computational models help to overcome this challenge. The problem of controlling the speed of a 10 HP three-phase induction motor modeled by the finite element method has been solved. The computational model of the induction motor was developed in Altair Flux® 2D v2021, and by coupling this software with SimulinkTM, a virtual test bench of the induction motor called the field model was created. On the other hand, the power supply signals to the motor were implemented with the base blocks of Matlab®/SimulinkTM v2021, which allowed performing an open-loop scalar control at different speed profiles with a tracking error from 3 % to 179.7 % at low frequencies and from 3 % to 0.1 % at high frequencies.
Keywords: Co-simulation, computational model, finite element method, scalar control, induction motor.
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397-415 PDFReferencias
A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley, Jr. y Stephen D. Umanss, Máquinas eléctricas, McGraw-Hill, 7ta Ed, 2013.
A. Álzate, D. M. Yarce y M. González, Control de velocidad mediante la relación voltaje frecuencia, Ciencia y Técnica Año XVI, No 49,
diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701.
Altair Engineering, Tutorial de motor de inducción-Ejemplo técnico 2D, Tutorial, 2020.
Bárbara Ramírez G., Joaquín Eloy-García Carrasco, Diseño y desarrollo experimental del control en tiempo real en máquinas síncronas-control Escalar, Proyecto Fin de Carrera, Página 43, Universidad Carlos III de Madrid, mayo 5, 2014.
C. A. Perez- Gomez, E. Campero-Littlewood, I. Lopez-García, J. Jiménez- González, J.M Delgado – Quintero y V. M. Jiménez, Control escalar de motores de inducción de jaula de ardilla: fundamentos y alcances, EEE Reunión Internacional de Otoño sobre Energía, Electrónica y Computación (ROPEC), Ixtapa, México, 2019.
E. Campero, F. González, Rafael Escarela, J. Carlos O., V. M. Jiménez, Modelado de un motor de inducción con su sistema de control usando el método de elementos finitos, congreso Nacional de Control Automático 2013 Ensenada, Baja California, México, octubre 16, 2013.
F. Juárez, F. Pérez y L. Capilla, Implementación de la técnica escalar SPWM en un sistema de bajo costo, Pistas Educativas, No. 120, noviembre 2016. México, Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Celaya.
Fredy H., Galvis L., Jhon J., Martínez S., Control escalar en motores de inducción monofásicos, Artículo, 29-37.ISSN:0123-921X, 2006
H. Bracamontes, R. Chávez, J. Refugio, Prototipo didáctico de control de motores de inducción trifásicos, Pistas Educativas, No. 134, noviembre 2019, México, Tecnológico Nacional de México en Celaya.
Jiří Klíma, Martin Mach, Ondřej Vítek, Análisis de un motor de inducción jaula de ardilla de alta velocidad, IEEE 2015-15th International Conference on Environment and Electrical Engineering (EEEIC), Rome, Italia.
João Pedro A. Bastos, Nelson Sadowski, Electromagnetic Modeling by Finite Element Methods, Libro, CRC Press, 2003
M.V.K. Chari, S. J. Salon. , Numerical Methods in Electromagnetism , Libro,
Academic Press, 1ra ed, 1999.
Sompong S., Satean T. y Tianchai S., Implementación de un control escalar a un motor de inducción,SICE-ICASE Conferencia Conjunta Internacional 2006, Oct. 18-21, 2006 in Bexco, Busan, Korea
Stephen J. Chapman, Máquinas eléctricas, McGraw-Hill, 5ta Ed, 2012.
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