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Uma nova estratégia de controle baseado em modelo de perdas para melhoria de eficiência energética em motores de indução

This paper develops a new method of controlling the drive energy efficiency of induction motors . This technique uses a model of losses and a control structure based on minimum energy consumption . At first , studies with the main drivers of energy efficiency in the last decade are presented . Then...

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Autor principal: Pelegrin, Jessé de
Formato: Dissertação
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2014
Assuntos:
Motores elétricos de indução
Energia elétrica - Conservação
Cálculo vetorial
Electric motors, Induction
Electric power - Conservation
Vector analysis
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/703
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spelling riut-1-7032018-12-10T18:35:48Z Uma nova estratégia de controle baseado em modelo de perdas para melhoria de eficiência energética em motores de indução Pelegrin, Jessé de Carati, Emerson Giovani Torrico, César Rafael Claure Motores elétricos de indução Energia elétrica - Conservação Cálculo vetorial Electric motors, Induction Electric power - Conservation Vector analysis This paper develops a new method of controlling the drive energy efficiency of induction motors . This technique uses a model of losses and a control structure based on minimum energy consumption . At first , studies with the main drivers of energy efficiency in the last decade are presented . Then the electrical and mechanical models of three-phase induction motor are presented , from the classic model , with the reference axis qd0 . The controller used is an indirect field-oriented control (IFOC), composed of an outer control loop speed and flow , and an inner current control loop , showing a good performance of torque and speed. Because it is a IFOC controller, where the engine parameters are critical to obtain good results , the testing of induction motor is carried out and presented . Knowing the main sources of losses of the engine, the controller of energy efficiency can be drawn . The loss model based (LMC) controller is described , as well as the controller recursive search (SC), both widely used in the literature . The LMC proposed is implemented through optimum standard curves of flow based on power absorbed. Depending on the load on the motor shaft , a new standard curve is used . The proposed controller called efficiency ( MBC - Model Based Control ) uses the LMC method with a IFOC controller , this is simulated via textit software emph Matlab and verified experimentally through a platform drive designed and assembled , as the project described . The controller proposed efficiency is compared with the drive and the constant flow controller SC to different profiles of the axle. For all cases, the proposed controller showed the best performance of the machine. Este trabalho desenvolve um novo método de controle de eficiência energética no acionamento de motores de indução. Esta técnica utiliza um modelo de perdas e uma estrutura de controle baseada no mínimo consumo de energia elétrica. Em um primeiro momento, são apresentados os estudos com os principais controladores de eficiência energética da última década. Depois, são apresentados os modelos elétricos e mecânicos do motor de indução trifásico, a partir do modelo clássico, com o eixo de referência qd0. O controlador utilizado, é o controle por campo orientado indireto (IFOC - Indirect Field Oriented Control), composto por uma malha externa de controle de velocidade e fluxo, e uma malha interna de controle de correntes, que demonstram um bom desempenho de torque e velocidade. Por se tratar de um controlador IFOC, onde os parâmetros do motor são fundamentais para obter bons resultados, o ensaio do motor de indução é realizado e apresentado. Sabendo-se das principais fontes de perdas do motor, o controlador de eficiência energética pode ser elaborado. O controlador baseado no modelo de perdas (LMC -Loss-Model-Based Control) é descrito, assim como o controlador de busca recursiva (SC - Search Control), ambos muito utilizados na literatura. O LMC proposto é implementado através de curvas padrão de fluxo ótimo baseado na potência absorvida, dependendo da carga no eixo do motor, uma nova curva padrão é utilizada. O controlador de eficiência proposto chamado de (MBC - Model Based Control), utiliza o método LMC com um controlador IFOC, este é simulado via software Matlab e verificado experimentalmente através de uma plataforma de acionamento projetada e montada, conforme o projeto descrito. O controlador de eficiência proposto, é comparado com o acionamento de fluxo constante e com o controlador SC, para diferentes perfis de carga no eixo. Para todos os casos o controlador proposto, apresentou o melhor rendimento da máquina. 2014-02-07T15:53:56Z 2014-02-07T15:53:56Z 2013-11-25 masterThesis PELEGRIN, Jessé de. Uma nova estratégia de controle baseado em modelo de perdas para melhoria de eficiência energética em motores de indução. 2013. 95 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2013. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/703 por application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Pato Branco Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
institution Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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Pelegrin, Jessé de
Uma nova estratégia de controle baseado em modelo de perdas para melhoria de eficiência energética em motores de indução
description This paper develops a new method of controlling the drive energy efficiency of induction motors . This technique uses a model of losses and a control structure based on minimum energy consumption . At first , studies with the main drivers of energy efficiency in the last decade are presented . Then the electrical and mechanical models of three-phase induction motor are presented , from the classic model , with the reference axis qd0 . The controller used is an indirect field-oriented control (IFOC), composed of an outer control loop speed and flow , and an inner current control loop , showing a good performance of torque and speed. Because it is a IFOC controller, where the engine parameters are critical to obtain good results , the testing of induction motor is carried out and presented . Knowing the main sources of losses of the engine, the controller of energy efficiency can be drawn . The loss model based (LMC) controller is described , as well as the controller recursive search (SC), both widely used in the literature . The LMC proposed is implemented through optimum standard curves of flow based on power absorbed. Depending on the load on the motor shaft , a new standard curve is used . The proposed controller called efficiency ( MBC - Model Based Control ) uses the LMC method with a IFOC controller , this is simulated via textit software emph Matlab and verified experimentally through a platform drive designed and assembled , as the project described . The controller proposed efficiency is compared with the drive and the constant flow controller SC to different profiles of the axle. For all cases, the proposed controller showed the best performance of the machine.
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