Resultado Experimental em Malha Fechada de Corrente

Após a correta estimação da posição foram realizados os testes de desem- penho dos controladores de corrente 𝑖𝑑e 𝑖𝑞 em malha fechada de corrente. Para este

para 0,3 pu e de 0,3 para 0,1 pu para a corrente 𝑖𝑞. Pela Figura 68 é possível observar

que a corrente 𝑖𝑑 é mantida em 0 devido à estratégia usada de controle do ângulo de

torque constante, existindo somente a corrente 𝑖𝑞.

Figura 68 – Desempenho dos controladores de corrente.

0,1 pu 0,1 pu 0,3 pu 8,06% 2,4 ms _10,66% 3,2 ms Corrente id Corrente iq Referência iq*

Fonte: Autoria própria.

Pode-se notar também que o sobressinal e tempo de acomodação para o primeiro degrau imposto foi de 8,06 % e 2,4 ms, respectivamente. Já para o segundo degrau aplicado o sobressinal foi de 10,66 % e tempo de acomodação de 3,2 ms.

5.3 CONCLUSÃO

Neste capítulo foram apresentados os resultados obtidos nas simulações e nos testes de bancada do MSIP através da estratégia de controle por ângulo de torque constante.

Através das simulações foi possível notar que o controlador PI de velocidade não apresenta um bom resultado mediante as variações dinâmicas aplicadas durante a simulação, obtendo um sobressinal e tempo de acomodação maiores, se compa- rado ao outro controlador estudado. Como o MSIP é um motor não linear, o uso de controladores tradicionais lineares dificultam o bom desempenho desses controlado- res. Em contrapartida, o PI fuzzy apresentou bons resultados de sobressinal e tempo de acomodação aos degraus empregados na simulação. Além dessas vantagens, o controlador fuzzy não necessita de um modelo matemático do sistema, porém, ne- cessita de conhecimento do sistema pelo projetista.

dos circuitos auxiliares de corrente, do estimador de posição e de desempenho dos controladores de corrente 𝑖𝑑 e 𝑖𝑞. Todos os testes citados apresentaram resultados

dentro do esperado, inclusive os resultados dos controladores de corrente apresen- taram tempo de acomodação e porcentagem de sobressinal dentro dos critérios de projeto estabelecidos.

Devido a problemas encontrados ao se fechar a malha de velocidade, não foi possível realizar os testes em malha fechada de velocidade para o controlador PI e para o controlador PI adaptativo governado por lógica fuzzy. O aparecimento de offset nas correntes do MSIP e problemas relacionados ao estimador de velocidade dificultaram os testes em malha fechada da velocidade.

6 CONCLUSÃO GERAL

Este trabalho teve como proposta o controle de velocidade do MSIP visando sua aplicabilidade em veículos elétricos. Uma vez que os veículos elétricos operam em velocidade variável, há a necessidade de se controlar as variações de velocidade buscando maior eficiência e robustez.

Inicialmente foram apresentados os conceitos básicos e construtivos do MSIP, apresentando seu modelo matemático da dinâmica elétrica e mecânica. Foi apresen- tado também, as duas formas de alimentação, através de correntes retangulares e a alimentação com corrente senoidais. O motor através da alimentação por corrente se- noidais foi o foco de estudo por apresentar controle de velocidade alta precisão, além de serem amplamente utilizados.

Posteriormente foram definidas as estratégias de controle do MSIP. A estra- tégia escolhida para o controle do MSIP, foi através do controle vetorial com ângulo de torque constante. Essa estratégia possibilita o desacoplamento entre o torque e o fluxo, assim o torque é proporcional à magnitude de corrente de eixo em quadratura. O controle vetorial baseia-se na regulação das corrente i𝑑e i𝑞 do rotor.

Em seguida foi apresentada a estratégia de modulação através do SVM que é uma das mais importantes estratégias de modulação para inversores trifásicos no acionamento de máquinas elétricas, pois com o desenvolvimento dos microprocessa- dores, esse método pode ser facilmente implementado de forma digital.

Por fim, foram apresentados os tipos de controladores aplicados ao MSIP neste trabalho. Normalmente o controle do MSIP é realizado através de controlado- res industriais do tipo PI em cascata. Como o MSIP possui comportamento dinâmico não-linear e buscando uma melhora no desempenho do sistema, foi apresentado o controlador do tipo PI adaptativo sintonizado por lógica fuzzy.

Utilizando as estruturas de controle apresentadas, foi possível projetar os con- troladores para as malhas internas de corrente e malha externa de velocidade. Para o projeto dos controladores, foram utilizado o tempo de acomodação e porcentagem de sobressinal como critério de projeto.

Os resultados de simulação e experimentais foram apresentados capítulo 4. Através da simulação foi possível observar que o controlador PI fuzzy apresenta me-

nor sobressinal e tempo de acomodação, se comparado com controlado PI tradicional. O controlador fuzzy utiliza o erro e a derivada do erro da velocidade para ajustar os parâmetros do controlador PI on-line durante o período simulado, apresentando uma maior robustez do sistema de controle.

Para os testes práticos realizados, obteve-se os resultados esperados. Os tes- tes em malha aberta para comprovar o correto funcionamento do sistema, dos circuitos auxiliares e do estimador de posição foram satisfatórios. Através do teste de desem- penho dos controladores de corrente, foi possível realizar a validação do projeto dos controladores de corrente 𝑖𝑑 e 𝑖𝑞 através dos critérios de projeto estabelecidos de

tempo de acomodação e máximo valor de sobressinal.

Até então, pode-se afirmar através dos resultados de simulação que o con- trolador PI adaptativo fuzzy apresentou uma melhora no desempenho do controle de velocidade do sistema mediante a variações impostas, apresentando menor tempo de acomodação e máximo valor de sobressinal. Com isso, espera-se que através da aplicação em veículos elétricos deste sistema de controle, aumente a autonomia dos mesmos.

Além da obtenção dos resultados experimentais em malha fechada de veloci- dade, pode-se destacar alguns possíveis trabalhos futuros:

• Estudo de outras técnicas de estimadores de posição e velocidade do rotor;

• Otimização do controlador fuzzy ;

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APÊNDICE A – MODELO DE SIMULAÇÃO DO MSIP COM CONTROLE PI DISCRETO PARA AS MALHAS INTERNAS E MALHA EXTERNA

ib Va Vb Vc P WM M S IP θ 2 id PI id (z ) ωr id s p a c e v e c to r K N o O p N o O p ia ( A ) ib ( A ) ic ( A ) ωr ( ra d /s ) Â n g u lo r o to r (r a d ) _T (e Nm ) iq ( A ) id ( A ) m A B C TL TL ia ia _ib ia _ib iα iβ iabc / iαβ S1 S2 S3 S4 S5 S6 ia _ib Va Vb Vc In v e rs o r θ θ id iq iαβ / idq _iα iβ iq S1 S2 S3 S4 S5 S6 Ua Ub Uc iα iβ K iα idq / iαβ iβ iq _id _θ 2 θ PI iq (z ) - + id - + iq PI ω r (z ) ωr - + ωr D S P

APÊNDICE B – MODELO DE SIMULAÇÃO DO MSIP COM CONTROLE PI ADAPTATIVO GOVERNADO POR LÓGICA FUZZY PARA AS MALHA EXTERNA

DE VELOCIDADE ib Va Vb Vc P W M M S IP θ 2 id PIid (z ) ωr id s p a c e v e c to r K N o O p N o O p ia ( A ) ib ( A ) ic ( A ) ωr ( ra d /s ) Â n g u lo r o to r (r a d ) _T (e Nm ) iq ( A ) id ( A ) m A B C TL TL ia ia _ib ia _ib iα _iβ iabc / iαβ S1 S2 S3 S4 S5 S6 ia ib Va Vb Vc In v e rs o r θ θ id _iq iαβ / idq _iα _iβ iq S1 S2 S3 S4 S5 S6 Ua Ub Uc iα _iβ K iα idq / iαβ iβ iq _id _θ 2 θ PI iq (z ) - + id - + iq PIω r (z ) ωr - + ωr D S P F u z z y

ANEXO A – DIAGRAMA ELÉTRICO DO MÓDULO SEMIKRON UTILIZADO.