Thesis:

Compensación de Rₛ usando mediciones de corriente de estator para una máquina de inducción controlada por PTC

En esta tesis se desarrolla y valida experimentalmente una estrategia de compensación de resistencia efectiva de estator para una máquina de inducción controlada mediante control predictivo de torque. El problema abordado aparece principalmente en operación a muy baja velocidad y frecuencia eléctrica cero, donde la tensión fundamental aplicada a la máquina es reducida y la caída resistiva del estator representa una fracción importante de la tensión total. En estas condiciones, desviaciones entre la resistencia utilizada por el modelo y la resistencia efectiva del sistema pueden producir errores relevantes en la estimación del enlace de flujo de estator y afectar la estabilidad del accionamiento. La estrategia propuesta utiliza el error de predicción de corriente como una señal indicativa de discrepancias resistivas del modelo. A partir de esta señal se construye una compensación directa sobre el estimador de flujo y una corrección efectiva de resistencia, la cual es estimada y fijada bajo condiciones confiables de muy baja velocidad. Además, se incorpora un modelo de tensión efectiva del inversor que considera el tiempo muerto, los retardos de conmutación y la caída de tensión en los semiconductores. La componente resistiva proporcional a la corriente asociada al convertidor no se incorpora nuevamente en dicho modelo, sino que se representa dentro de la resistencia equivalente aplicada por la estrategia, evitando una doble compensación. La propuesta se evalúa mediante simulaciones y ensayos experimentales en un banco compuesto por una máquina de inducción alimentada por un inversor trifásico de dos niveles y acoplada a una máquina de imanes permanentes utilizada como carga mecánica. La validación experimental se realiza frente a discrepancias resistivas equivalentes del modelo, incluyendo operación a frecuencia eléctrica cero, operación a 0.5 Hz y aplicación de carga mecánica hasta torque nominal. Los resultados muestran que la estrategia permite mantener una estimación de flujo acotada y una respuesta estable en condiciones de muy baja velocidad. Asimismo, la resistencia equivalente estimada resulta consistente con el valor efectivo observado experimentalmente, lo que valida la utilidad del método propuesto para mejorar la robustez del control predictivo frente a desviaciones resistivas.