Projeto e análise de observadores para o controle sensorless de máquinas BLDC aplicadas na tração de veículos elétricos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/22617 |
Resumo: | This master’s thesis presents a sensorless control of a BLDC machine for the traction of electric vehicles. Due to its characteristics, the BLDC is an excellent candidate for such application. In this context, the safety and reliability of the machine are fundamental, and it is common to use sensorless techniques as a form of redundancy in the event of a mechanical sensor failure. Therefore, first, a design methodology for a back- EMF observer based on the mathematical model of the machine that allows allocating the poles and zeros of the plant in the positions desired by the designer will be presented. Next, two existing methodologies in the literature will be studied to estimate the position and speed from the back-EMF observer: the first uses the tangent arc and state variable filter and the second uses a positive sequence detector and a phase-locked loop. Finally, the machine control will be carried out from the estimated quantities. Simulation and experimental results will validate the studies developed in this master’s thesis. |
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Projeto e análise de observadores para o controle sensorless de máquinas BLDC aplicadas na tração de veículos elétricosDesign and analysis of observers for sensorless control of BLDC machines applied in the traction of electric vehiclesBLDCObservador de força contra-eletromotrizObservador de posição e velocidadeControle sensorlessVeículo elétricoBack-EMF observerPosition and speed observerSensorless controlElectric vehicleCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis master’s thesis presents a sensorless control of a BLDC machine for the traction of electric vehicles. Due to its characteristics, the BLDC is an excellent candidate for such application. In this context, the safety and reliability of the machine are fundamental, and it is common to use sensorless techniques as a form of redundancy in the event of a mechanical sensor failure. Therefore, first, a design methodology for a back- EMF observer based on the mathematical model of the machine that allows allocating the poles and zeros of the plant in the positions desired by the designer will be presented. Next, two existing methodologies in the literature will be studied to estimate the position and speed from the back-EMF observer: the first uses the tangent arc and state variable filter and the second uses a positive sequence detector and a phase-locked loop. Finally, the machine control will be carried out from the estimated quantities. Simulation and experimental results will validate the studies developed in this master’s thesis.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESA presente dissertação apresenta o controle sensorless de uma máquina BLDC voltada à tração de veículos elétricos. Devido às suas características, a BLDC se torna uma excelente candidata à tal aplicação. Nesse contexto, a segurança e confiabilidade da máquina é fundamental, sendo usual a utilização de técnicas sensorless como forma de redundância caso haja a falha de algum sensor mecânico. Assim, inicialmente será apresentada uma metodologia de projeto para um observador de força-contra eletromotriz (FCEM) baseada no modelo matemático da máquina que permite a alocação dos polos e zeros da planta em posições desejadas pelo projetista. Na sequência, duas metodologias presentes na literatura para estimação de posição e velocidade a partir do observador de FCEM serão estudadas: a primeira metodologia consistindo em um observador através de arco tangente e filtro de variáveis de estados e a segunda através de um detector de sequência positiva e malha de captura de fase. Por fim, o controle da máquina será realizado utilizando as grandezas estimadas. Resultados de simulação e experimentais validarão os estudos desenvolvidos no presente trabalho.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaVieira, Rodrigo Padilhahttp://lattes.cnpq.br/7274686165301866Gastaldini, Cristiane CauduroPaula, Geyverson Teixeira deRocha, Lucas Rossato2021-10-26T17:18:56Z2021-10-26T17:18:56Z2021-02-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/22617porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2021-12-31T13:37:59Zoai:repositorio.ufsm.br:1/22617Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2021-12-31T13:37:59Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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This master’s thesis presents a sensorless control of a BLDC machine for the traction of electric vehicles. Due to its characteristics, the BLDC is an excellent candidate for such application. In this context, the safety and reliability of the machine are fundamental, and it is common to use sensorless techniques as a form of redundancy in the event of a mechanical sensor failure. Therefore, first, a design methodology for a back- EMF observer based on the mathematical model of the machine that allows allocating the poles and zeros of the plant in the positions desired by the designer will be presented. Next, two existing methodologies in the literature will be studied to estimate the position and speed from the back-EMF observer: the first uses the tangent arc and state variable filter and the second uses a positive sequence detector and a phase-locked loop. Finally, the machine control will be carried out from the estimated quantities. Simulation and experimental results will validate the studies developed in this master’s thesis. |
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