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Volumen 15 N° 1, Enero - Abril 2007

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Metodología de control de máquinas eléctricas de IP con capacidad de debilitamiento de campo

Delvis González L.1   Juan Tapia L.1   Roger Wallace C.1

1 Departamento de Ingeniería Eléctrica, Universidad de Concepción. Casilla 160-C, Correo 3. Concepción, Chile. Email: degonzalez@udec.cl


RESUMEN

En el mundo actual los requerimientos de los accionamientos se hacen cada vez más exigentes en cuanto a precisión y eficiencia. Por esta razón los diseñadores se ven obligados a encontrar nuevas topologías y mecanismos de control que las satisfagan, especialmente para aplicaciones de velocidad variable como tracción eléctrica. Las máquinas sincrónicas de imanes permanentes son una solución atractiva debido a su elevada eficiencia y su gran densidad de potencia. En estas aplicaciones, para velocidad por debajo de la nominal, el accionamiento opera a torque constante siguiendo la trayectoria de máximo par por ampere. Para valores de velocidad por encima de la nominal es necesario inyectar un flujo negativo en el eje directo, para reducir el flujo impuesto por el imán. De esta manera el voltaje y la corriente se mantienen en 1.0 pu. Este efecto se logra con un control adecuado del ángulo de la corriente en los ejes dq. Este trabajo muestra un método de control para operar las máquinas de corriente alterna e imanes permanentes con capacidad de debilitamiento de campo. Utilizando el Simulink del Matlab se verifica la estrategia de control propuesta. Además se muestran las propiedades de una nueva topología de MCAIP para aplicaciones de velocidad variable.

Palabras clave: Máquinas de imanes permanentes, máquinas de flujo axial, capacidad de debilitamiento de campo.

ABSTRACT

Presently the AC machine drive’s requirements are more demanding in terms of precision and efficiency. Under these circumstances, designers are forced to find new machine topologies and control methods to meet these conditions, especially for variable speed applications such us electric traction. PM machines are an attractive solution because of their intrinsic higher efficiency and their power density. For these operations - below the rated speed - the drive works under constant torque strategy following the maximum torque per ampere trajectory. For speeds over the rated value, it is necessary to inject a negative d-axis flux, to reduce the field imposed by the PM. In this manner, voltage and current are maintained in 1.0 per unit values, this effect obtained by appropriated control of the stator current angle in the dq-axis. This paper shows a control method to operate an AC machine with permanent magnet (MACPM) and flux weakening capability. Simulink by Matlab, is used to verify the control strategy. In addition, a new topology of a MACPM for variable speed application is presented and their properties are discussed.

Keywords: Permanent magnet machines, axial flux, field weakening capability.

 


 

REFERENCIAS

[1] T. Jahns. "Motion Control with Permanent-Magnet AC Machine". Proceeding of the IEEE. Vol 82 No 8. August 1986.

[2] R. Krishnan. "Electric Motor Drives". Segunda Edición, Prentice Hall. 2001.

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