Métodos de controle do motor síncrono de ímã permanente

PREVIEW

• Uma breve introdução ao controle orientado a campo (FOC)
• Uma breve introdução ao controle direto de fluxo (DFC)
• A Brief Iintrodução do controle escalar (controle de Volts por Hertz)

Uma breve introdução ao controle orientado a campo ( FOC )

O Controle Orientado a Campo (FOC) é uma técnica de controle de motor que envolve o alinhamento do vetor de corrente do estator dentro de um referencial rotativo da máquina. É um tipo específico de controle vetorial que representa correntes, tensões e fluxos magnéticos da máquina como vetores espaciais dentro deste referencial rotativo. No caso de uma máquina síncrona, os fluxos do estator e do rotor são síncronos, tornando-a ideal para alinhar o eixo d do referencial rotativo com o fluxo do rotor. Para conseguir este alinhamento, a posição do rotor precisa ser determinada através de medição usando um codificador ou através de estimativa usando uma técnica sem sensor.

O controle orientado a campo (FOC, na sigla em inglês) é um método de controle importante usado em motores CC sem escovas . Ele apresenta semelhanças com a comutação senoidal, mas introduz uma modificação matemática significativa. Um aspecto notável do FOC é que, à medida que a frequência de rotação do motor aumenta, manter a corrente desejada torna-se mais desafiador. Isso ocorre porque a frequência de rotação afeta o laço de corrente. Quando se opera em baixas velocidades de rotação, qualquer atraso no laço de corrente é relativamente insignificante, mas, conforme a velocidade de rotação aumenta, esse atraso leva à geração de torque D indesejável, reduzindo o torque disponível.

Uma breve introdução ao controle de fluxo direto ( DFC )

O método de controle avançado conhecido como controle direto de fluxo (às vezes chamado de controle direto de torque, ou DTC), é utilizado em motores elétricos, particularmente motores de indução. O torque e a velocidade do motor podem ser controlados de forma precisa e eficaz graças a esta abordagem de controle digital. A ideia central do controle de fluxo direto é regular diretamente o fluxo do motor e os componentes de torque sem o uso de algoritmos de transformação intrincados ou sistemas de coordenadas. Permite uma resposta de controle mais rápida e precisa, o que melhora o desempenho e a eficácia do motor.

Nos métodos tradicionais de controle de motores, como o controle orientado a campo (FOC), é necessária uma transformação das variáveis ​​do motor do referencial do estator para o referencial do rotor dentro do algoritmo de controle. Esta modificação introduz complexidade e aumenta o tempo de computação. No entanto, o controle direto do fluxo elimina a necessidade de transformações de coordenadas ajustando diretamente o fluxo do estator e os componentes de torque no referencial estacionário. Ao fazer isso, simplifica a estrutura de controle e reduz a complexidade computacional através de uma combinação de comparadores de histerese e tabelas de consulta.

Uma breve introdução ao controle escalar (controle de volts por hertz )

O controle escalar é um método amplamente adotado e mais simples para controlar motores síncronos de ímã permanente (PMSM). Consiste em ajustar o motor manipulando a tensão e a frequência fornecidas, mantendo uma relação volts por hertz constante. Este método de controle é relativamente fácil de executar e adequado para aplicações com requisitos de desempenho moderados.

O controle escalar modifica a tensão do motor em proporção direta à frequência da fonte de alimentação. A ideia fundamental deste método é manter uma relação volts por hertz constante para garantir que o motor funcione com segurança e dentro de uma faixa estável. A idéia básica é manter a proporção correta de volts por hertz, aumentando a tensão fornecida ao motor de forma correspondente à medida que a frequência da fonte de alimentação aumenta. Este método auxilia na regulação do fluxo magnético e no fornecimento de torque suficiente para atingir a velocidade desejada.

O controle escalar é relativamente simples de implementar e não necessita de algoritmos de controle complexos. É comumente empregado em situações onde as variações de velocidade são pouco frequentes ou onde as flutuações de carga são mínimas. Exemplos de tais aplicações incluem ventiladores e bombas.

Estes são apenas alguns dos métodos de controle comumente usados ​​para motores síncronos de ímã permanente. O método de controle apropriado depende da aplicação específica, dos requisitos de desempenho e do nível desejado de precisão de controle.