Reducción de la eficiencia de un PMSM con control seis-pulsos con respecto al vectorial: Estudio teórico y validación experimental

Abstract

[EN] Selection of the control strategy for a Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) depends on its constructional aspects, specific application, and the cost of implementing such a strategy. Therefore, studying different control alternatives considering their impact on critical variables such as maximum power output and motor efficiency is of great interest. This article presents the theoretical analysis and experimental validation of a model for estimating the performance of a PMSM when controlled using two different strategies: Field-Oriented Control and Six-Pulse Control.  First, the equations that model the motor losses are studied and estimated for a set of operating points, which are then compared with the experimental data obtained from real tests, evaluating the efficiency maps of the machine for the two control strategies under investigation. The model results show a good correlation when fitted with test data. Finally, a simplified approach is proposed to estimate the derating efficiency at the nominal operating point.

[ES] La selección de la estrategia de control para un motor síncrono de imanes permanentes o PMSM (del inglés Permanent Magnet Synchronous Motor) depende sus aspectos constructivos, aplicación específica y del costo de implementación de dicha estrategia. Por ello, resulta de interés el estudio de diferentes alternativas de control considerando a su impacto sobre variables críticas tales como la potencia máxima desarrollada y el rendimiento del motor. Este artículo presenta el análisis teórico y la validación experimental de un modelo para la estimación del desempeño de un PMSM al ser controlado con dos estrategias diferentes, específicamente, control vectorial por campo orientado y control Seis-Pulsos. Se estudian las ecuaciones que modelan las pérdidas del motor y se estiman para un conjunto de puntos de operación, los cuales son contrastados con los resultados obtenidos de los ensayos experimentales en los que se evalúan los mapas de eficiencia de la máquina para las dos estrategias de control estudiadas. Los resultados del modelo muestran una adecuada correlación cuando es ajustado con datos del ensayo. Por último se propone una aproximación simplificada para estimar la degradación de la eficiencia en el punto nominal de operación.