Anólisis del control V/f con SVM en un accionamiento de velocidad variable
DOI:
https://doi.org/10.23857/dc.v7i6.2314Palabras clave:
Accionamiento de velocidad variable, motor de inducción, variador de velocidad, control escalar, control V/f, modulación de vector espacial, Simulink.Resumen
Los accionamientos de velocidad variable son ampliamente utilizados para resolver necesidades de control de movimiento en diferentes aplicaciones industriales y no industriales, donde las exigencias dinómicas de la aplicación determinarón las especificaciones del accionador. En el presente trabajo se revisaron los modelos del motor de inducción, variador de velocidad, control escalar con relación V/f constante y la modulación por vector espacial (SVM), utilizando el bloque Drive AC2 de la biblioteca Specialized Power System de Simulink. Se realizaron varias simulaciones ante diferentes escenarios operativos para analizar el desempeño. Las rampas provistas por el variador de velocidad reducen la corriente de arranque frente al método de arranque directo. La operación en lazo abierto presenta error en la velocidad y tiene un desempeño mós bajo que la operación en lazo cerrado, donde se debe implementar una compensación del deslizamiento, requiriéndose un tacogenerador para la retroalimentación de la velocidad. En algunas aplicaciones de torque constante puede ser requerido compensación de voltaje en bajas velocidades. El variador de velocidad produce armónicos tanto en el lado de la red como del motor, pero esto puede ser corregido con la implementación de filtros de armónicos. Este tipo de accionamiento es suficiente para aplicaciones con requerimientos dinómicos poco exigentes, como bombas, compresores y ventiladores.Citas
Ahmed, W., & Ali, S. M. U. (2013). Comparative study of SVPWM (space vector pulse width modulation) & SPWM (sinusoidal pulse width modulation) based three phase voltage source inverters for variable speed drive. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 51, 012027. doi:10.1088/1757-899x/51/1/012027. Recuperado de http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/51/1/012027
Anjum, F., & Sharma, N. (2018). Speed Control of Induction Motor using Hybrid PID Fuzzy Controller. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 05(11), 576-580. Recuperado de https://www.irjet.net/archives/V5/i11/IRJET-V5I11113.pdf
Arnanz, R., García, F. J., & Miguel, L. J. (2016). Mí©todos de control de motores de inducción: síntesis de la situación actual. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI, 13(4), 381-392. doi:https://doi.org/10.1016/j.riai.2015.10.001. Recuperado de https://polipapers.upv.es/index.php/RIAI/article/view/9251
Arun Shankar, V. K., Umashankar, S., Padmanaban, S., Bhaskar, M. S., & Almakhles, D. (2019). Investigation for Performances Comparison PI, Adaptive PI, Fuzzy Speed Control Induction Motor for Centrifugal Pumping Application. Paper presentado en 2019 IEEE 13th International Conference on Compatibility, Power Electronics and Power Engineering (CPE-POWERENG). doi:10.1109/CPE.2019.8862351. Recuperado de https://ieeexplore.ieee.org/document/8862351/
Bharti, R., Kumar, M., & Prasad, B. M. (2019). V/F Control of Three Phase Induction Motor. Paper presentado en 2019 International Conference on Vision Towards Emerging Trends in Communication and Networking (ViTECoN). doi:10.1109/ViTECoN.2019.8899420. Recuperado de https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8899420
Biabani, M. A. K. A., & Ali, S. M. (2016). Control of induction motor drive using space vector PWM. Paper presentado en 2016 International Conference on Electrical, Electronics, and Optimization Techniques (ICEEOT). doi:10.1109/ICEEOT.2016.7755324. Recuperado de https://ieeexplore.ieee.org/document/7755324
Chapman, S. J. (2012). Máquinas elí©ctricas. (5 ed.). Mí©xico: McGraw-Hill.
Elan, S., & Aishwarya, A. (2014). Simulation & Development of Inverter Fed Three Phase Induction Motor Using V/f Control Strategy. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 4(4), 151-156. Recuperado de http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.637.3857
Habbi, H. M. D., Ajeel, H. J., & Ali, I. I. (2016). Speed Control of Induction Motor using PI and V/F Scalar Vector Controllers. International Journal of Computer Applications, 151(7), 36-43. doi:10.5120/ijca2016911831. Recuperado de https://www.ijcaonline.org/archives/volume151/number7/26248-2016911831
Hartono, H., Sudjoko, R. I., & Iswahyudi, P. (2019). Speed Control of Three Phase Induction Motor Using Universal Bridge and PID Controller. Journal of Physics: Conference Series, 1381, 1-8. doi:10.1088/1742-6596/1381/1/012053. Recuperado de https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1381/1/012053/meta
Hughes, A., & Drury, B. . (2013). Electric Motors and Drives Fundamentals, Types and Applications (4 ed.). Oxford: Elsevier Ltd.
Kumar, K. V., Michael, P. A., John, J. P., & Kumar, S. S. (2010). Simulation and comparison of SPWM and SVPWM control for three phase inverter ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 5(7), 61-74. Recuperado de http://www.arpnjournals.com/jeas/research_papers/rp_2010/jeas_0710_362.pdf
MathWorks. (2021a). Model dynamics of three-phase asynchronous machine, also known as induction machine, in SI or pu units. Recuperado de https://la.mathworks.com/help/physmod/sps/powersys/ref/asynchronousmachine.html
MathWorks. (2021b). Space Vector Modulation (SVM) for Motor Control. Recuperado de https://www.mathworks.com/solutions/power-electronics-control/space-vector-modulation.html
MathWorks. (2021c). Space Vector PWM VSI Induction Motor Drive. Recuperado de https://la.mathworks.com/help/physmod/sps/powersys/ref/spacevectorpwmvsiinductionmotordrive.html
MathWorks. (2021d). Transformadas de Clarke y Park. Recuperado de https://la.mathworks.com/solutions/power-electronics-control/clarke-and-park-transforms.html
Mohan, N., Undeland, T. M., & Robbins, W. P. (2009). Electrónica de Potencia. Convertidores, aplicaciones y diseño. (3 ed.). Mí©xico: Mc Graw Hill & Iinteramericana Editores S.A. de C.V.
Moreano Peña, J., & Vásquez Díaz, E. (2016). Implementation of V/f scalar control for speed regulation of a three-phase induction motor. Paper presentado en 2016 IEEE ANDESCON. doi:10.1109/ANDESCON.2016.7836196. Recuperado de http://ieeexplore.ieee.org/document/7836196/
Mudassir, M. A. W., Ismail.B, M., Khan, M. H., & Azam, A. (2015). Comparative Study of SPWM & SVPWM Based Three Phase Voltage Source Inverter for an Ups System Operating Under Non Linear Loads. International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, 4(5), 4214-4224. doi:10.15662/ijareeie.2015.0405046. Recuperado de http://www.ijareeie.com/upload/2015/may/46_3_Comparative_NEW.pdf
Nasser, A., & Szemes, P. T. (2018). Speed Control of Three Phase Induction Motor Using Scalar Method and PID Controller. Recent Innovations in Mechatronics (RIiM), 5(1), 1-5. doi:https://doi.org/10.17667/riim.2018.1/12. Recuperado de https://ojs.lib.unideb.hu/rIim/article/view/3844
Ojha, S., Pandey, A. k. J. I. J. o. P. E., & Systems, D. (2016). Close Loop V/F Control of Voltage Source Inverter using Sinusoidal PWM, Third Harmonic Injection PWM and Space Vector PWM Method for Induction Motor. 7, 217-224.
RinkeviÄienÄ—, R., & Batkauskas, V. (2009). Influence Of The Inverter Boost Voltage On The Transients Of Variable Speed Drive. Elektronika Ir Elektrotechnika, 92(4), 75-78. Recuperado de https://eejournal.ktu.lt/index.php/elt/article/view/10251
Sharma, N., & Garg, V. K. (2014). Comparison of SPWM VSI and SVPWM VSI FED Induction Machine Using Volt per Hertz Control Scheme. In Impending Power Demand and Innovative Energy Paths (pp. 243-249): Krishi Sanskriti.
Shayaa, G. S. A., & Tawfik, H. M. (2014). Voltage Source Inverters Control using PWM/SVPWM For Adjustable Speed Drive Applications. IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSR-JEEE), 9(1), 29-45. doi:10.9790/1676-09142945. Recuperado de http://iosrjournals.org/iosr-jeee/Papers/Vol9-issue1/Version-4/D09142945.pdf
Thorat, A. S., Waware, M. M., Shingade, G. D., & Matre, A. D. (2014). Performance investigation of space vector pulse Width Modulated inverter fed Induction Motor drive. Paper presentado en 2014 International Conference on Computation of Power, Energy, Information and Communication (ICCPEIC). doi:10.1109/ICCPEIC.2014.6915351. Recuperado de https://ieeexplore.ieee.org/document/6915351
Tigade, C., & Sreejeth, M. (2018). Implementation of V/f Adjustable Speed Drive for Induction Motor Using dSPACE dS1104. Paper presentado en 2018 2nd IEEE International Conference on Power Electronics, Intelligent Control and Energy Systems (ICPEICES). doi:10.1109/ICPEICES.2018.8897476. Recuperado de https://ieeexplore.ieee.org/document/8897476
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Authors retain copyright and guarantee the Journal the right to be the first publication of the work. These are covered by a Creative Commons (CC BY-NC-ND 4.0) license that allows others to share the work with an acknowledgment of the work authorship and the initial publication in this journal.