Contribuições à mitigação ativa de ondulações de torque em acionamentos com máquinas síncronas de ímã permanente não senoidais

• Autor(a) principal: Castro, Allan Gregori de
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-04042024-093506/
• topic: finite control-set model predictive control (FCSMPC); finite control-set model predictive torque control; máquinas síncronas de ímã permanente (MSIP); máximo torque por Ampère (MTPA); maximum torque per ampère (MTPA); ondulações de torque; permanent magnet synchronous machine (PMSM); torque ripple

Acionamentos com Máquinas Síncronas de Ímã Permanente no Rotor (MSIPs) podem produzir significativas ondulações de torque eletromagnético dependendo das características construtivas da máquina e das condições de operação. Metodologias de mitigação ativa modificam as estruturas convencionais de controle da MSIP a fim de alimentá-las com apropriadas componentes harmônicas de corrente do estator de forma a produzir componentes harmônicas compensatórias de torque. Nesse contexto, esta tese propõe uma estrutura de controle de torque baseada em controle preditivo Finite Control-Set Model based Predictive Control (FCS-MPC) para mitigação das ondulações de torque em MSIPs operando em Máximo Torque por Ampère (MTPA). A estrutura de controle proposta é baseada no controle de novas variáveis de controle, nomeadas nesta tese de torque ativo e torques reativos auxiliares. A definição dessas novas variáveis facilita a definição de suas referências ótimas instantâneas para redução de ondulações de torque e operação MTPA. Além disso, possuem um caráter generalizado, de forma que podem ser aplicadas a MSIPs com componentes harmônicas espaciais de fluxo do rotor e indutâncias, incluindo a as grandezas de eixo d, q e 0. O esquema de controle proposto é validado experimentalmente em uma bancada de testes constituída de uma MSIP de ímã na superfície e no interior do rotor operando em regime permanente e transitórios. Os resultados demonstram a redução de aproximadamente 70% das ondulações de torque da MSIP com a abordagem proposta.