Modelagem e controle de um motor de indução multifásico com fases abertas

• Autor(a) principal: Tamires Santos de Souza
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/50616
• topic: Máquinas multifásicas; Confiabilidade; Falhas em máquinas de indução; Falhas em inversores de frequência; Controle por orientação de campo; Engenharia elétrica; Confiabilidade (Engenharia); Máquinas elétricas; Máquinas elétricas de indução; Inversores elétricos

O uso de máquinas multifásicas vem sendo investigado para aumentar a confiabilidade de acionamentos elétricos. Máquinas multifásicas possuem várias vantagens frente às máquinas trifásicas e são atrativas para diversas aplicações, como as de alta potência e propulsão elétrica. A tolerância a falhas é uma das mais apreciadas dentre essas vantagens, pois a máquina pode operar com fases abertas. Entretanto, é necessária uma técnica de controle adequada às falhas para garantir a continuidade de operação com mínima perda de desempenho. Este trabalho tem como objetivo modelar e caracterizar máquinas de indução multifásicas desbalanceadas devido a fases abertas no estator e propor métodos para operação tolerante a essas falhas. Um modelo em referencial síncrono para uma máquina de indução de nove fases com fases abertas é apresentado. Para que a máquina multifásica mantenha uma força magnetomotriz equilibrada e não apresente torque pulsante, é desenvolvida uma técnica de controle de torque por orientação de campo adequada para a falta de fases abertas. Adicionalmente, é proposto um controle do subespaço de correntes de sequência zero, de forma que as correntes de fase pós-falta possuam amplitudes iguais e tenham somatório nulo, para que não haja a necessidade de condutor de neutro. Esse controle também permite que a máquina trabalhe com as correntes das nove fases desequilibradas, mas produzindo uma força magnetomotriz balanceada. Isso pode ser útil para roteamento de potência entre as fases do acionamento, na intenção de balancear as temperaturas das chaves do conversor de potência. Essa estratégia visa aliviar chaves do inversor que estejam com tendência a falhar até que possa haver uma parada para manutenção. Como um resultado geral, a tolerância a falhas dos acionamentos multifásicos será aumentada, alcançando uma operação controlada mesmo em condições defeituosas, o que é de grande interesse em aplicações que requerem alta disponibilidade. As técnicas de controle desenvolvidas neste trabalho são validadas em co-simulações online em malha fechada com a máquina multifásica modelada em software de elementos finitos e em simulações em tempo real via hardware-in-the-loop.