Aplicação da técnica ADRC no controle de posição radial de uma máquina de indução sem mancais com bobinado dividido

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Werbet Luiz Almeida da
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/48526
Resumo: Este trabalho tem como objetivo estudar e implementar o controle da posição radial do rotor de uma máquina trifásica de indução sem mancais com bobinado dividido e estrutura de acionamento otimizada, através da técnica ADRC (Active Disturbance Rejection Control). A fim de diminuir o número de eventos de manutenção e outros problemas como ruído e vibrações, diversas pesquisas vem sendo realizadas para o desenvolver e otimizar a operação de máquinas com suspensão magnética. Esse tipo especial de máquina elétrica tem sua operação fortemente dependente da aplicação de sistemas de controle em malha fechada. Por ser um sistema multivariável, não-linear, variante no tempo e com variáveis acopladas, demanda estratégias avançadas de controle para uma operação eficiente e com bom desempenho dinâmico. A técnica ADRC tem se mostrado eficiente em sistemas com essas características. O controlador ADRC considera o distúrbio total (composto pelas dinâmicas não modeladas, não-linearidades, incertezas e variações de carga) como um novo estado do sistema, a ser estimado em tempo real através de um observador de estados estendido. Deste modo, esses distúrbios podem ser compensados em tempo real, eliminando erros de regime e com boa resposta a distúrbios de forma geral. Por ser uma técnica ainda em desenvolvimento, a sua aplicação vem sendo avaliada em sistemas de diferentes naturezas. A partir disso, este trabalho visa estudar a aplicação de controladores ADRC à motores de indução com bobinado dividido e pretende analisar se é possível controlar a posição radial do rotor e estimar os distúrbios envolvidos no processo utilizando esta técnica, inclusive em situações em que perturbações externas são aplicadas ao rotor da máquina.
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A fim de diminuir o número de eventos de manutenção e outros problemas como ruído e vibrações, diversas pesquisas vem sendo realizadas para o desenvolver e otimizar a operação de máquinas com suspensão magnética. Esse tipo especial de máquina elétrica tem sua operação fortemente dependente da aplicação de sistemas de controle em malha fechada. Por ser um sistema multivariável, não-linear, variante no tempo e com variáveis acopladas, demanda estratégias avançadas de controle para uma operação eficiente e com bom desempenho dinâmico. A técnica ADRC tem se mostrado eficiente em sistemas com essas características. O controlador ADRC considera o distúrbio total (composto pelas dinâmicas não modeladas, não-linearidades, incertezas e variações de carga) como um novo estado do sistema, a ser estimado em tempo real através de um observador de estados estendido. Deste modo, esses distúrbios podem ser compensados em tempo real, eliminando erros de regime e com boa resposta a distúrbios de forma geral. Por ser uma técnica ainda em desenvolvimento, a sua aplicação vem sendo avaliada em sistemas de diferentes naturezas. A partir disso, este trabalho visa estudar a aplicação de controladores ADRC à motores de indução com bobinado dividido e pretende analisar se é possível controlar a posição radial do rotor e estimar os distúrbios envolvidos no processo utilizando esta técnica, inclusive em situações em que perturbações externas são aplicadas ao rotor da máquina.This work aims to study and implement the control of a three-phase bearingless induction machine with split winding and optimized drive structure using the ADRC (Active Disturbance Rejection Control) technique. In order to reduce the number of maintenance events and other problems such as noise and vibrations, several researches have been carried out to develop and optimize the operation of machines with magnetic suspension. This special type of electrical machine has its operation heavily dependent on the application of closed-loop control systems. As it is a multivariable, nonlinear, time-variant system with coupled variables, it demands advanced control strategies for efficient operation and good dynamic performance. The ADRC technique has been shown to be efficient in systems with these characteristics. The ADRC controller considers the total disturbance (consisting of unmodeled dynamics, nonlinearities, uncertainties and load variations) as a new system state, to be estimated in real time through an extended state observer. On this way, these disturbances can be compensated in real time, eliminating regime errors and with good response to disturbances in general. As this technique still under development, its application has been evaluated in systems of different behavior. From this, this work aims to study the application of ADRC controllers to split winding induction machines and aims to analyze whether it is possible to control the radial position of the rotor and estimate the disturbances involved in the process using this technique, including in situations where disturbances external forces are applied to the machine rotor.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃOUFRNBrasilActive disturbance rejection control (ADRC)Máquina de induçãoControle de posição radialAplicação da técnica ADRC no controle de posição radial de uma máquina de indução sem mancais com bobinado divididoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALAplicacaotecnicaADRC_Silva_2022.pdfapplication/pdf19024728https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/48526/1/AplicacaotecnicaADRC_Silva_2022.pdf2373f73470fd906e3da335d2ffdb1abaMD51123456789/485262022-07-15 17:20:14.488oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/48526Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2022-07-15T20:20:14Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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