Modelado e implementación de un manejador eléctrico para un motor de inducción trifásico

Arturo Fajardo Jaimes; FERNANDO  OJEDA RUIZ; Abdel Karim Hay Harb; Gabriel Perilla Galindo

doi:10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.1.a07

Modelado e implementación de un manejador eléctrico para un motor de inducción trifásico

Translated title of the contribution: A three-phase induction motor electric driver – modeling and implementation

Arturo Fajardo Jaimes
, FERNANDO OJEDA RUIZ
, Abdel Karim Hay Harb
, Gabriel Perilla Galindo

U y G Ingeniería S.A

Research output: Contribution to journal › Article › peer-review

Abstract

This paper gives a detailed description of a non-
conventional speed-variation linear model in-
tended for a conventional three-phase induction
motor. The proposed architecture consists in a
single-phase unit-power-factor tap (PFC) fo-
llowed by three-phase inverter, which feeds the
motor by using the scalar-control technique. The
whole system is digitally-controlled by a Digital
Signal Processor (DSP). In order to obtain the
model, non-conventional use of the average ope-
rator is suggested, which involves a calculation
time span that depends on the target dynamics.
This type of analysis simplifies the development
of lossless models in terms of model precision.
The project was divided into three methodolo-
gical stages. Stage one established target dyna-
mics for each of the electric-driver parts as well
as providing linear models by means of a well-
defined stage-specific mobile average operator.
Stage two served to validate the models through
simulation-based experiments. Finally, contro-
llers were designed and the driver was imple-
mented so as to validate the design process ex-
perimentally. The system that was implementing
through this modeling process corresponds to a
speed-variation unit for a 0,5-HP reduced-vol-
tage (22V) induction motor. The implemented
system was characterized in terms of the total
power-factor correction, a speed regulation level
lower than 5 %, and power-processing-unit effi-
ciency (PFC-Inverter) of 82 %.

Translated title of the contribution	A three-phase induction motor electric driver – modeling and implementation
Original language	Spanish
Pages (from-to)	94-109
Number of pages	16
Journal	Tecnura
Volume	18
Issue number	39
DOIs	https://doi.org/10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.1.a07
State	Published - 2014

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10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.1.a07

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@article{49a3594e565146c7a2740ae60e2f7c6d,

title = "Modelado e implementaci{\'o}n de un manejador el{\'e}ctrico para un motor de inducci{\'o}n trif{\'a}sico",

abstract = "En este art{\'i}culo se presenta el desarrollo detallado del modelo lineal de un variador de velocidad no convencional para un motor de inducci{\'o}n trif{\'a}si- co. La arquitectura propuesta consiste en una etapa de factor de potencia unitario (PFC) monof{\'a}sico seguido de un inversor trif{\'a}sico, el cual alimenta el motor usando la t{\'e}cnica de control escalar.Todo el sistema es controlado de forma digital mediante un procesador digital de se{\~n}ales (DSP). Para ob- tener el modelo se propone el uso no convencio- nal del operador promedio, en el cual el tiempo de c{\'a}lculo del operador depende de las din{\'a}micas de inter{\'e}s, este tipo de an{\'a}lisis simplifica el desarro- llo de los modelos sin p{\'e}rdidas significativas de la precisi{\'o}n del modelo. El proyecto se dividi{\'o} en 3 etapas metodol{\'o}gicas, en la primera se definie- ron las din{\'a}micas de inter{\'e}s para cada parte del manejador el{\'e}ctrico, y se obtuvieron los modelos lineales con el operador promedio m{\'o}vil definido adecuadamente para cada etapa. En la segunda etapa se validaron los modelos mediante simula- ci{\'o}n. Finalmente se dise{\~n}aron los controladores y se implement{\'o} el manejador para validar el pro- ceso de dise{\~n}o de forma experimental. El sistema implementado usando este modelamiento fue un variador de velocidad para un motor de inducci{\'o}n de 0,5 HP de tensi{\'o}n reducida (22 V), el sistema implementado se caracteriz{\'o} por la correcci{\'o}n total del factor de potencia, una regulaci{\'o}n de velocidad menor 5 \% y una eficiencia de la unidad de pro- cesamiento de potencia (PFC-Inversor) de 82 \%.",

author = "\{Fajardo Jaimes\}, Arturo and \{OJEDA RUIZ\}, FERNANDO and \{Hay Harb\}, \{Abdel Karim\} and \{Perilla Galindo\}, Gabriel",

year = "2014",

doi = "10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.1.a07",

language = "Espa{\~n}ol ",

volume = "18",

pages = "94--109",

journal = "Tecnura",

number = "39",

}

TY - JOUR

T1 - Modelado e implementación de un manejador eléctrico para un motor de inducción trifásico

AU - Fajardo Jaimes, Arturo

AU - OJEDA RUIZ, FERNANDO

AU - Hay Harb, Abdel Karim

AU - Perilla Galindo, Gabriel

PY - 2014

Y1 - 2014

N2 - En este artículo se presenta el desarrollo detallado del modelo lineal de un variador de velocidad no convencional para un motor de inducción trifási- co. La arquitectura propuesta consiste en una etapa de factor de potencia unitario (PFC) monofásico seguido de un inversor trifásico, el cual alimenta el motor usando la técnica de control escalar.Todo el sistema es controlado de forma digital mediante un procesador digital de señales (DSP). Para ob- tener el modelo se propone el uso no convencio- nal del operador promedio, en el cual el tiempo de cálculo del operador depende de las dinámicas de interés, este tipo de análisis simplifica el desarro- llo de los modelos sin pérdidas significativas de la precisión del modelo. El proyecto se dividió en 3 etapas metodológicas, en la primera se definie- ron las dinámicas de interés para cada parte del manejador eléctrico, y se obtuvieron los modelos lineales con el operador promedio móvil definido adecuadamente para cada etapa. En la segunda etapa se validaron los modelos mediante simula- ción. Finalmente se diseñaron los controladores y se implementó el manejador para validar el pro- ceso de diseño de forma experimental. El sistema implementado usando este modelamiento fue un variador de velocidad para un motor de inducción de 0,5 HP de tensión reducida (22 V), el sistema implementado se caracterizó por la corrección total del factor de potencia, una regulación de velocidad menor 5 % y una eficiencia de la unidad de pro- cesamiento de potencia (PFC-Inversor) de 82 %.

AB - En este artículo se presenta el desarrollo detallado del modelo lineal de un variador de velocidad no convencional para un motor de inducción trifási- co. La arquitectura propuesta consiste en una etapa de factor de potencia unitario (PFC) monofásico seguido de un inversor trifásico, el cual alimenta el motor usando la técnica de control escalar.Todo el sistema es controlado de forma digital mediante un procesador digital de señales (DSP). Para ob- tener el modelo se propone el uso no convencio- nal del operador promedio, en el cual el tiempo de cálculo del operador depende de las dinámicas de interés, este tipo de análisis simplifica el desarro- llo de los modelos sin pérdidas significativas de la precisión del modelo. El proyecto se dividió en 3 etapas metodológicas, en la primera se definie- ron las dinámicas de interés para cada parte del manejador eléctrico, y se obtuvieron los modelos lineales con el operador promedio móvil definido adecuadamente para cada etapa. En la segunda etapa se validaron los modelos mediante simula- ción. Finalmente se diseñaron los controladores y se implementó el manejador para validar el pro- ceso de diseño de forma experimental. El sistema implementado usando este modelamiento fue un variador de velocidad para un motor de inducción de 0,5 HP de tensión reducida (22 V), el sistema implementado se caracterizó por la corrección total del factor de potencia, una regulación de velocidad menor 5 % y una eficiencia de la unidad de pro- cesamiento de potencia (PFC-Inversor) de 82 %.

UR - http://www.scielo.org.co/pdf/tecn/v18n39/v18n39a08.pdf

U2 - 10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.1.a07

DO - 10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.1.a07

M3 - Artículo

VL - 18

SP - 94

EP - 109

JO - Tecnura

JF - Tecnura

IS - 39

ER -

Modelado e implementación de un manejador eléctrico para un motor de inducción trifásico

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