Neste trabalho foram apresentados as principais estratégias de controle aplicadas ao motor de indução monofásico.
No Capítulo 2 uma revisão da literatura foi realizada abordando o principais aspectos do motor de indução monofásico, as estratégias de controle vetorial propostos por Hasse (1969) e Blaschke (1972) e controle direto de torque, proposto por Takahashi (1986) e Depenbrock (1988). Observou-se que a aplicação dessas estratégias ao motor de indução monofásico não é direta e um modelo do motor em configuração bifásica era necessário.
Em seguida, no Capítulo 3, o modelo dinâmico do motor monofásico em configuração bifá- sica foi apresentado. O modelo dinâmico faz uso de transformações de simetria e transformação para um sistema de referência arbitrário para permitir a aplicação das estratégias de controle. Apresentou-se também o modelo em representação de espaço de estados para facilitar seu uso em simulação numérica.
O Capítulo 4, apresentou um estudo sobre as estratégias de controle vetorial e controle direto de torque. Foram analisados os controles IFOC, DRFOC – que representam o controle com orientação por fluxo de rotor – e o controle DSFOC que realiza a orientação por fluxo de estator. As estratégias baseadas no controle direto de torque DTC e DTC-SVPWM foram também apresentadas.
O método de acionamento por modulação por vetores espaciais SVPWM e a topologia do sistema de acionamento também foram abordados. O SVPWM calcula, com base em um vetor de referência, os estados das saídas dos vetores de tensão e tempos necessários para obter um melhor aproveitamento do barramento de tensão do inversor.
Ainda, um estudo de simulação foi realizado. Para permitir uma base de comparação entre dados simulados e experimentais foram utilizados os parâmetros reais do motor usado na bancada de testes. Os ensaios de reversão de velocidade e imposição de carga foram aplicados nos controles vetoriais. Observou-se um bom desempenho semelhante dos IFOC e DRFOC, sendo o DSFOC aparentemente mais suscetível as variações paramétricas.
comportamento do controle. Para DTC-SVPWM, o mesmo critério de ensaio foi adotado, à exceção que a frequência de amostragem foi estabelecida em 5kHz. As características desta estratégia garantem um controle mais efetivo do fluxo e torque mesmo operando em baixas frequências comparativamente as frequências requeridas no DTC clássico.
Por fim, os resultados das estratégias de controle aplicadas na bancada de testes foram apresentados no Capítulo 5. O controles vetoriais com orientação por fluxo de rotor possuem um bom desempenho com relação a seguimento de velocidade e imposição de carga. O controle DTCnão foi implementado em bancada. Dadas as considerações observadas durante a simulação e as especificações de hardware disponíveis, tornou-se inviável a sua experimentação prática. Os controles que exigem orientação por fluxo de estator, no caso o DSFOC e o DTC-SVPWM, requerem um estudo mais aprofundado dos observadores por fluxo de estator já que os efeitos dos ruídos e o offset na leitura das correntes foram suficientemente significativos a ponto de prejudicar a implementação destas estratégias em bancada.
6.1 Contribuições
Seguem as principais contribuições deste trabalho:
• Desenvolvimento dos modelos e algorítimos, em linguagem de programação C, usados para simulação numéricas das estratégias de controle;
• Montagem de uma bancada para testes experimentais com o motor de indução monofásico; • Desenvolvimento de uma plataforma de software para implementar novas estratégias de
controle.
6.2 Artigos publicados
TRENTINI, R. ; CAMPOS, A. ; OLIVEIRA, J.L. ; LOPES, Y.K. ; OTTO, T.B. . Controle linear e não-linear de velocidade aplicados em um micromotor pneumático utilizado em aplicações dentais. In: Congresso Brasileiro de Automática - CBA 2012, 2012, Campina Grande, Brasil. Anais do XIX Congresso Brasileiro de Automática - CBA 2012, 2012.
TRENTINI, R. ; CAMPOS, A. ; OLIVEIRA, J.L. ; LUIZ, M.R. . Controlador de velocidade para micromotor pneumático aplicado em instrumento dental. In: Congresso Nacional de Enge- nharia Mecânica - CONEM 2012, 2012, São Luis, Brasil. Anais do VII Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2012, 2012.
VEIGA, E. ; OLIVEIRA, J.L. ; NIED, A. ; OLIVEIRA J. . Web-based Learning of Electrical Ma- chines Simulation Tool - iMotor. In: IEEE International Conference on E-Learning in Industrial Electronics - ICELIE 2012, 2012, Montreal, Canada.
6.3 Propostas de trabalhos futuros
• Estudo de outras técnicas de controle;
• Estudo e implementação de observadores por fluxo de estator;
• Implementação do controle por orientação de campo por fluxo de estator; • Implementação do controle direto de torque DTC;
BLASCHKE, F. The principle of field-orientation as applied to the transvector closed-loop control system for rotating-field machines. Siemens Rev., v. 34, p. 217–220, 1972.
BOLDEA, I. Control issues in adjustable-speed drives. Industrial Electronics Magazine, IEEE, v. 2, p. 32–50, 2008. ISSN 1932-4529.
BUJA, G. S. Direct torque control of pwm inverter-fed ac motors—a survey. IEEE Transactions on Industrial Electronics, v. 51, p. 744–757, 2004. ISSN 0278-0046.
CAMPOS, R. de F. Controle vetorial do motor de indução monofásico. Dissertação (Mestrado) — Universidade do Estado de Santa Catarina, 2008.
CAMPOS, R. de F.; OLIVEIRA, J. de; MARQUES, L. C. de S.; NIED, A. Svpwm-dtc strategy for single-phase induction motor control. Electric Machines & Drives Conference, 2007. IEMDC ’07. IEEE International, v. 2, p. 1220–1225, 2007.
CAMPOS, R. de F.; PINTO, L. F. R.; OLIVEIRA, J. de; NIED, A. Single-phase induction motor control based on dtc strategies. IEEE International Symposium on Industrial Electronics, 2007. ISIE 2007, p. 1068–1073, 2007.
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