Controle Direto de Torque do Motor de Indução ... - D.s.c.e. - Unicamp

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2 Introdução apesar do torque apresentar oscilações na sua magnitude em regime permanente. Uma abordagem alternativa para reduzir as ondulações do torque é baseado na modulação por vetores espaciais (Space Vector Modulation - SVM) [1], [2] e em [3] é apresentado um algoritmo de controle que evita a rotação de coordenadas e controladores preditivos. No entanto, o controlador de torque PI depende do ajuste de seus parâmetros para alcançar um bom desempenho. Em geral o uso do controle fuzzy não requer um modelo matemático preciso do processo a ser controlado. Em lugar disso usam a experiência e o conhecimento dos profissionais envolvidos para a construção da base de regras. A lógica fuzzy tem provado ser eficiente no controle de motores, por exemplo, em [4], o controlador PI e o controlador fuzzy são usados para controlar o ângulo de carga, simplificando o sistema de acionamento do MI. Em [5], o controlador fuzzy é usado para obter dinâmicamente o vetor de refer- ência da tensão em função do erro do torque, do erro e do ângulo do fluxo do estator. Neste caso, as ondulações do torque e do fluxo são reduzidas. Em [6] tem-se que o controlador de velocidade fuzzy PI na estratégia de controle DTC-SVM tem uma boa resposta para um amplo intervalo de velocidades do MI. Diferentes tipos de controladores fuzzy adaptativos tais como controladores autoajustáveis e auto- organizáveis tem sido desenvolvidos e implementados [7], [8]. Em [9] é usado o controlador fuzzy tipo PI autoajustável para controlar sistemas lineares de se- gundo ordem e marginalmente estáveis. Este método requer três fatores de escala (FS). A análise de desempenho deste controlador é comparado com o controlador PI e seus resultados motivaram o uso destes controladores para a realização deste trabalho. Em [10] é apresentado um controlador PI autoajustável baseado na teoria da lógica fuzzy, os ganhos do controlador PI são ajustados através do controlador fuzzy. Este controlador é usado no controle vetorial do MI. O controlador fuzzy tipo PI autoajustável proposto (FPIA) determina dinâmicamente o ângulo de carga existente entre os vetores espaciais dos fluxos do estator e do rotor e, em consequência, o torque eletromagnético necessário para suprir a carga do motor. A base de regras para o controlador proposto é definida em função do erro "e" e da variação do erro "∆e" do torque eletromagnético usando funções de pertinência triangulares e trapezoidais. O controle é realizado em frequência de chaveamento constante e apresenta baixa ondulação de torque usando modulação em largura de pulsos por vetores espaciais. O desempenho do DTC-SVM com o controlador proposto foi comparado com o desempenho do mesmo esquema usando o controlador PI através de várias medidas de desempenho tais como tempo de acomodação, tempo de subida e o índice integral do tempo multiplicado pelo valor absoluto do erro (ITAE).
1.1 Organização do Trabalho 3 O elementos motivadores desta dissertação são: (a) aplicar os controladores fuzzy ao esquemas de controle DTC, (b) propor esquemas de controle DTC modificados usando o controlador Fuzzy PI e o controlador fuzzy tipo PI autoajustável (FPIA) (c) analisar os princípios de funcionamento de três esquemas de controle DTC presentes na literatura, (d) realizar um estudo comparativos do desempenho dos esquemas de controle DTC estudados e propostos através da simulação, e (e) detalhar os procedimentos para a realização da simulação dos esquemas de controle apresentados neste trabalho. 1.1 Organização do Trabalho Uma breve introdução envolvendo os aspectos do controle direto de torque é apresentado neste capitulo. O capítulo 2 apresenta o vetor espacial da força magnetomotriz, tensão e corrente do MIT para realizar a modelagem matemática baseada no modelo vetorial do motor de indução trifásico. O capítulo 3 apresenta a teoria do controle direto de torque, assim como uma descrição detalhada do controle direto de torque com tabela de chaveamento, do controle direto de torque com modulação por vetores espaciais e orientação do fluxo do estator, do controle direto de torque com modulação por vetores espaciais e malhas de controle em cascata, e do Inversor de dois níveis com modulação por vetores espaciais. O capítulo 4 apresenta o controle direto de torque com modulação por vetores espaciais e controlador fuzzy, os tipos de controladores fuzzy aplicados neste esquema DTC são o controlador fuzzy PI e o controlador fuzzy tipo PI autoajustável. No capítulo 5 são realizados os procedimentos para a simulação dos esquemas de controle estudados e propostos nos capítulos anteriores. O capítulo 6 apresenta os resultados obtidos nas simulações e as discussões relativos a estes. No capítulo 7 são apresentados as conclusões e trabalhos futuros.
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