FenixEdu™

Dissertação

{en_GB=Implementation of an alpha-beta Coordinates Speed Observer for a Squirrel Cage Induction Machine Using an Adaptive Scheme} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=A presente dissertação surge da necessidade da implementação de um controlo vectorial de um motor de indução "sensorless", i.e., com recurso a um observador de velocidade, ao invés de um sensor. Esta implementação decorre com o propósito de ser usado num veículo, o Fiat Seicento Elettra. Para tal, primeiramente foi abordado o estudo de um observador recorrendo a uma bancada experimental, com um motor de indução mecanicamente acoplado a um gerador DC, simulando a carga mecânica. Primeiramente, foi desenvolvido o modelo em espaços de estados do motor de indução, tendo sido feito o seu estudo prévio. De seguida, projetou-se e desenvolveu-se os circuitos de sensorização, bem como o processamento dos dados e do observador. Sendo que para estes dois últimos, foi usado um Arduino Duo. Por fim, foram realizados testes, ligação directa primeiramente, e com uso de um inversor em segundo, sendo que cada configuração foi testada em vazio e em carga, para a validação do observador, juntamente com as suas simulações. Os resultados experimentais mostram, que, com a presente implementação, o observador não consegue estimar corretamente a velocidade de arranque do motor, principalmente quando é realizado em ligação directa, devendo-se ao facto de haver uma imprecisão nas estimações das variáveis de estado do sistema. Os resultados foram validados através de simulações e concluiu-se que o aumento da frequência de amostragem conseguiria diminuir o erro de estimação. Desta forma, um sistema com um processamento mais rápido é necessário para o desenvolvimento deste observador. , en=This Master thesis appears from the requirement of design and implementation of a vector torque control with a sensorless speed controller for a squirrel-cage induction machine. The results achieved are to be further developed for the electric powertrain of the Fiat Seicento Elettra vehicle belonging to the VIENA project. The linearized state space model of the induction machine was first developed, the machine parameters determined, and the machine simulated. The voltage and current sensing circuits were designed and developed, as well as the data processing and the speed observer. For these last two steps, an Arduino Duo was used. Lastly, experimental tests were performed, with a direct connection to the power grid, and also using a inverter in between, with and without load, to validate the observer, together with the simulation. Accordingly, the study of the observer was made by using an experimental bench, with an induction motor mechanically coupled to a DC generator, simulating the mechanical load. The experimental results show that this observer implementation can not correctly estimate the speed evolution during the motor starting when connected direct to the power grid, due to the fact that the state variables are not being accurately estimated. This results were confirmed with simulation results, and it is concluded that a higher sampling frequency would reduce the estimation errors. In this way, a faster processing unit is necessary for the development of this observer.}
Keywords: {pt=Motor de indução, Inversor, Observador, Controle sem sensor., en=Speed estimation, Sensorless control, Observer, Induction machine.}

Discussão: novembro 21, 2019, 15:0