Proyectos
Estrategias de control para maximizar la eficiencia energética en motores síncronos de reluctancia
Resumen
Los efectos del alto consumo energético han sido ampliamente discutidos durante los últimos años. Por esta razón, grupos de naciones se han reunido con el fin de definir políticas comunes para limitar el gasto de energía. En particular, la IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) ha propuesto un criterio estándar con el fin de clasificar la eficiencia de los motores: IE1: Estandar, IE2: Alta eficiencia, IE3: Eficiencia Premium e IE4: Eficiencia Super Premium. Con esta iniciativa, los fabricantes de motores empezaron a proponer máquinas caracterizadas por su reducción de pérdidas, la adopción de mejores materiales y la reducción de cargas eléctricas y magnéticas en las máquinas. En particular, en aplicaciones de servo-accionamiento ( maquinado CNC, sistemas de carga, bombeo, robótica, aire acondicionado, etc), los motores síncronos de reluctancia (SynRM) representan una alternativa a otro tipo de motores ac, como el motor de inducción (IM) o el motor síncrono de imanes permanentes (PMSM). El SynRM cuenta con una estructura de rotor simple, robusta y más económica y adicionalmente, la ausencia de imanes permite su implementación en ambientes a altas velocidades y temperaturas. Aunque el SynRM y el PMSM están catalogados como motores de eficiencia super premium IE4, a bajas velocidades se ha evidenciado un mejor desempeño para el SynRM. Sin embargo, para el arranque del SynRM se deben usar variadores de frecuencia y de velocidad, lo que limita el desempeño del motor, puesto que los variadores convencionales no tienen un enfoque energético. Por esta razón, es esencial desarrollar estrategias de control orientadas a la eficiencia en el consumo de energía. Dentro de las estrategias propuestas en la literatura, se encuentra un enfoque llamado LMC (Loss Model Controller) orientado hacia el modelo de pérdidas del motor. Esta estrategia es usada frecuentemente en sistemas industriales debido a la estabilidad del control y a la reducción de pulsaciones en la corriente. No obstante, la eficiencia de este método se basa en la suposición de que todos los parámetros son conocidos y constantes. Por esta razón, se ha propuesto un segundo enfoque que usa un algoritmo de búsqueda (SC), donde la entrada de la potencia eléctrica es medida y minimizada implementando diversos algoritmos. Aunque su implementación es más sencilla y no requiere del conocimiento del modelo de pérdidas del motor, se necesitan sensores adicionales y su velocidad es relativamente lenta debido a su proceso de búsqueda. De esta manera, en esta propuesta se pretende plantear una estrategia rápida que tenga una baja dependencia de los parámetros del modelo del motor, como es el enfoque GPI (Proporcional Integral Generalizado), enfocado hacia un incremento de la eficiencia energética del motor. Así mismo, se pretende realizar un estudio comparativo entre los variadores convencionales, las estrategias de control dependientes de los parámetros del SynRM y una estrategia de control propuesta con baja dependencia de ellos, con el fin de destacar las ventajas y desventajas de cada una así como su campo de aplicación.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2016-2018
Modalidad:Modalidad Única
Responsable