Diseño e implementación de un control híbrido Six-Step - FOC mediante SOGI-FLL de motores BLDC con sensores de efecto hall

Abstract

[ES] En este trabajo de fin de Máster se diseñará e implementará un sistema de control híbrido para motores BLDC (Brushless DC) basado en six-step y FOC (Field Oriented Control). Para implementar el control FOC se requiere conocer con precisión la posición del rotor del motor. Los motores BLDC con sensores estiman la posición del rotor mediante tres sensores de efecto hall desplazados 120º eléctricos, que proporcionan una resolución suficiente para implementar un control six-step, pero insuficiente para la implementar adecuadamente un control FOC En este TFM se propone la implementación de integradores generalizados de segundo orden (SOGI) para obtener la posición del rotor con alta precisión y en tiempo real, a partir de la información proporcionada por los sensores de efecto hall. Se diseñará un control híbrido que permita el arranque del motor en modo six-step y una transición suave al control FOC. Los diseños se validarán por simulación utilizando el software PSIM y se realizarán ensayos experimentales utilizando un DSP TMS320F280049, un kit de desarrollo DRV8329AEVM y un motor BLDC de 24 V. La implementación experimental permitirá validar los diseños y evaluar el rendimiento del sistema en condiciones reales.

[EN] In this Master s thesis, a hybrid control system for BLDC (Brushless DC) motors based on six-step and FOC (Field Oriented Control) will be designed and implemented. To implement FOC control, it is necessary to accurately know the position of the motor rotor. Sensor-equipped BLDC motors estimate the rotor position using three Hall effect sensors spaced 120º electrically, which provide sufficient resolution to implement six-step control but are insufficient for adequately implementing FOC control.

This thesis proposes the implementation of second-order generalized integrators (SOGI) to obtain the rotor position with high precision and in real-time, based on the information provided by the Hall effect sensors. A hybrid control will be designed to allow the motor to start in six-step mode and smoothly transition to FOC control.

The designs will be validated through simulation using PSIM software, and experimental tests will be conducted using a DSP TMS320F280049, a DRV8329AEVM development kit, and a 24V BLDC motor. The experimental implementation will validate the designs and evaluate the system s performance under real conditions.