Estratégia de controle desacoplado de corrente aplicado ao motor síncrono de relutância

Abstract

Esse trabalho de conclusão de curso propõe a comparação entre duas técnicas de controle de corrente para o acionamento de motores síncronos de relutância. Primeiramente são apresentadas características dessa máquina elétrica e seu modelo matemático é desenvolvido. Logo após, é desenvolvido um controlador por modos deslizantes com observador de distúrbios em tempo contínuo. Esse controlador apresenta grande minimização do acoplamento existente entre os eixos direto e em quadratura, e busca mitigar o efeito de distúrbios externos desconhecidos. São apresentadas as provas de estabilidade do controlador desenvolvido a partir de critério de Lyapunov. A fim de avaliar o comportamento do controlador desenvolvido, são executados, em software MATLAB/Simulink dois ensaios, um ensaio de variação de velocidade do motor e um ensaio de variação da carga acoplada ao eixo da máquina. Nesses ensaios, são observadas as correntes de eixo direto e em quadratura. Por fim, o desempenho do controlador apresentado é comparado com o desempenho de um controlador PI aplicado a mesma máquina e submetido aos mesmos ensaios. Observa-se que o controlador por modos deslizantes com observador de distúrbios minimizou o efeito do acoplamento existente entre as correntes dos eixos dq e apresentou resposta satisfatória também na presença de um distúrbio externo desconhecido, no ensaio com variação de carga, não apresentando oscilações quando há mudanças de referência.

This undergraduate thesis proposes the comparison between two current control techniques for synchronous reluctance motors. Firstly, the characteristics of this electrical machine are presented, and its mathematical model is developed. Next, a sliding mode controller with a disturbance observer in continuous time is developed. This controller shows a significant minimization of the coupling between the direct and quadrature axes and seeks to mitigate the effect of unknown external disturbances. The stability proofs of the developed controller are presented based on the Lyapunov criterion. In order to evaluate the behavior of the developed controller, two tests, a speed variation test and a load variation test, are performed in software MATLAB/Simulink. In these tests, the direct and quadrature axis currents are observed. Finally, the performance of the presented controller is compared with the performance of a PI controller applied to the same machine and subjected to the same tests. It is observed that the sliding mode controller with disturbance observer minimized the effect of the coupling between the dq-axis currents and showed a satisfactory response even in the presence of an unknown external disturbance in the load variation test, without presenting oscillations when there are changes in reference.