Speed And Torque Regulation Of Induction Machines Using Computer Technologies

Abstract

[ES] Este Proyecto Final de Carrera es dividido en 4 partes organizadas como sigue: La primera parte contiene una breve introducción sobre las Máquinas de Inducción, que sirve como punto de inicio para establecer una base teórica y técnica sobre las estructuras y partes eléctricas y mecánicas de este tipo de máquinas, explicando el funcionamiento de las mismas. Una clasificación de las máquinas eléctricas es también proporcionada en esta parte. La segunda parte proporciona repasa los métodos de control de velocidad e introduce los Variadores de Frecuencia analizando las distintas posibilidades en función de las distintas tipologías de inversores. Para concluir esta parte se introduce un análisis de los principales métodos de control como son el Control Escalar, Vectorial y DTC, siendo brevemente expuestos sus desarrollos La tercera parte se introduce en profundidad en el método de control vectorial, se aporta el modelo matemático, esquemas y explicación de la transformación del marco de referencia dq, además de una comparación entre los controles escalar y vectorial. Por último, la cuarta parte presenta una serie de simulaciones que van ligadas con los temas expuestos en las partes previas. Las diferentes simulaciones son: análisis para obtener el más adecuado voltaje estatórico en las Máquinas de Inducción, estudio sobre el funcionamiento de PWM-VSI y análisis del comportamiento de una Máquina de Inducción alimentada por un variador con tipología PWM-VSI.

[EN] This thesis is divided into 4 parts organized as follows: The first part contains a brief introduction about Induction Machines, which serves as starting point for providing a background about mechanical and electrical structures of this type of machines and how it works. A classification of the electrical machines is also done in this part. The second part provides of a review about methods of speed control and introduces Semiconductor Frequency Converters and their possibilities regarding kinds of inverter typologies. To conclude this chapter, it is introduced a review of main techniques of control methods such as Scalar Control, Vector Control and DTC, and it is briefly exposed their development. The third part goes in depth into basic principles of Vector Control, introducing the mathematical model, schemes, explanation of dq-transformation reference frame and comparison between Scalar and Vector Control. Last, fourth part presents a collection of simulations which lie on the themes written in the previous parts. The different simulations are: analysis of obtaining proper stator voltage in an IM, study about how a PWM-VSI works and analysis of an IM fed by PWM-VSI.