Controle vetorial de motores CA usando MCUs de baixo custo.
Controle independente de dois motores CA. O inversor possui nove dispositivos de comutação. O inversor proposto é composto por dois inversores convencionais com três chaves comuns. Um inversor de nove interruptores pode obter o controle independente de motores CA, controlando o MI dos inversores. O modelo de simulação do inversor é desenvolvido em MATLAB/simulink. São apresentados dois esquemas de disparo diferentes, PWM e SVM. O desempenho do inversor é analisado com as diferentes técnicas de comutação e comparado em termos de THD e perdas de comutação. Os resultados da simulação são apresentados para diferentes índices de modulação.
Uma técnica comumente usada para a detecção de falhas em grandes motores de indução trifásicos é medir a corrente de alimentação do motor e analisar o espectro do sinal. Esta técnica está bem estabelecida e demonstrou ser indicativa de uma condição defeituosa. No entanto, a análise de assinatura atual geralmente é usada por técnicos muito qualificados usando equipamentos caros. Uma técnica de monitoramento de condição econômica é necessária para motores menores (aqueles menores que 100 HP). A assinatura de calor de um motor diz mais sobre sua qualidade e condição. Para motores pesados, é muito importante detectar o superaquecimento porque os enrolamentos quentes se deterioram rapidamente. Este artigo explora as possibilidades de uso de sensores sem fio dentro do motor.
Uma conta abrangente do estado-da-arte sobre os tipos de construção dos motores CA Índia, controladores de circuito fechado em posição, velocidade e controle de corrente/torque e tendências recentes em inversores, sensores etc. são fornecidos. Técnicas para eliminação de sensores mecânicos são discutidas em detalhes. Esforços especiais feitos para reduzir ondulações de torque, ruídos e vibrações são descritos. É dado o impacto da microeletrônica através de chips integrados utilizados no controle de acionamentos de motores PMBLDC. As aplicações crescentes deste drive devido ao melhor desempenho e sua redução de custos também são alistadas.
A exigência dos sistemas modernos de serem silenciosos e funcionarem sem problemas aumenta os custos de produção. A fabricação e compra de motores de alta qualidade que atendam a essas demandas torna-se cada vez mais onerosa. Usando o poder computacional cada vez maior disponível em microcontroladores, com os mesmos custos, é possível usar o sensoriamento de corrente para desenvolver ajustes de controle que diminuam as ondulações de potência causadas pelos comutadores de motores CA. Essas ondulações, se não forem mitigadas, se propagam para ondulações de torque que aumentam o nível de ruído acústico presente.
Os servomotores CA têm aplicações em posicionamento preciso como ROBÔ, desempenho de alta velocidade e muito mais. Para controlar o servo motor CA, a maior parte do inversor é equipada com um controlador tradicional que pode ser do tipo PI ou PID. Portanto, o ajuste do parâmetro PI usado neste inversor é muito necessário. No entanto, durante algumas condições de operação, este controlador pode não fornecer desempenho e precisão satisfatórios. Este trabalho apresenta um estudo para o controle em malha fechada de motores de corrente alternada na Índia utilizando o Controlador Lógico Fuzzy quando o motor opera em controle orientado a campo. Motor usado em motores CA na Índia aqui é o motor síncrono com ímã permanente. Em FOC, a corrente de referência do eixo d é tomada como zero. O foco principal é controlar a posição e a velocidade do motor síncrono com ímã permanente. O desempenho deste esquema é testado usando o software MATLAB/SIMULINK.
O aumento da demanda de energia na Índia devido à rápida industrialização exige o projeto de um sistema com baixo custo, perdas reduzidas e maior eficiência. Um grande número de motores é necessário em aplicações industriais. Existem dois métodos de controle para motores PM. Esses métodos convencionais têm o problema do aumento do custo, da complexidade do aparelho e da falta de controle independente. Aqui um inversor de fonte z de nove chaves é introduzido para controlar duas cargas CA com modo independente. É usado para aumentar a tensão em um único estágio. Tem a vantagem de que o número de dispositivos de comutação é reduzido em dois em comparação com dois inversores trifásicos. Existe uma ampla gama de aplicações para tal inversor em veículos elétricos, robôs industriais, trens elétricos, sistemas de acionamento de aeronaves, sistemas elétricos de propulsão de navios etc.
A bateria alimentada é posteriormente utilizada para acionar um motor BLDC que aciona o veículo. Para carregar a bateria é usado o carregador de parede e energia solar, onde o carregador de parede é a rede AC regular após a retificação adequada a saída DC é obtida. E como sabemos que a energia solar é diretamente proporcional à radiação do sol e a radiação do sol nem sempre é constante, então decidimos usar o conversor DC-DC buck-boost na saída do solar que pode fornecer uma tensão de saída constante. Gostaríamos também de mencionar que a energia elétrica utilizada para a condução de um veículo de duas rodas torna o veículo um veículo híbrido de duas rodas que é incorporado de mais de uma fonte.Controle vetorial de motores CA usando MCUs de baixo custo. O controlador do motor para controle do motor BLDC e demais parâmetros do veículo híbrido de duas rodas faz uso de frenagem regenerativa interna para carregamento da bateria, onde o motor atuará como gerador
Há um interesse crescente em empregar sistemas de conversão de energia renovável para fornecer energia a famílias rurais na Índia. Tais sistemas devem ser projetados com eficiência máxima e com estágios intermediários mínimos. Nesse contexto, são propostas modificações para dois eletrodomésticos rurais comumente usados; o moedor úmido e o fabricante de massa para Net zero energy Homes (NZEH). Neste artigo, os motores CA convencionalmente empregados para os dois aparelhos acima são substituídos por motores CA indianos, evitando assim inversores no sistema. As interfaces eletrônicas de potência para o motor PMDC também são desenvolvidas. Investigações têm sido apresentadas para mostrar um aumento na eficiência energética e redução no custo dos aparelhos, como resultado dessa substituição. A matriz fotovoltaica do telhado (RTPV) é a principal fonte de energia do NZEH proposto.
Um controlador inteligente de tensão CA é proposto para o controle de motores de indução. Ele controla a velocidade do motor ajustando os ângulos de disparo dos tiristores. O controlador baseado em sistema de inferência fuzzy de rede adaptável (ANFIS) foi projetado para controle sem sensor de malha aberta. Os resultados obtidos foram satisfatórios e promissores. Além da simplicidade, estabilidade e alta precisão, esse controlador oferece partida suave. É adequado para controlar o motor de indução como soft starter e ajuste de velocidade em compressores, sopradores, ventiladores, bombas e muitas outras aplicações
Os controladores de tensão CA estão encontrando aplicação importante no controle de velocidade de motores de indução, dimmers de luz, controladores de calor e soft starters. O AC Chopper é um arranjo de chaves bidirecionais para controlar a tensão de saída variando o ciclo de operação das chaves envolvidas. Neste artigo, é discutido um novo esquema de comutação para um chopper trifásico que requer apenas três variáveis para converter a tensão CA de entrada fixa em uma tensão CA controlada. A vantagem adicional é que este esquema leva em consideração a operação segura do chopper CA, evitando condições de curto-circuito. Ao mesmo tempo, fornece um caminho para a corrente indiana dos motores CA quando a tensão do terminal cai para zero. A implementação do esquema proposto leva a um circuito de controle muito mais simples do que o discutido na literatura. Um motor de indução trifásico 3HP alimentado por um chopper trifásico é usado para o trabalho. Os resultados da simulação confirmam a melhora no fator de potência, levando à economia de energia.
Os motores CA são amplamente empregados em muitas aplicações industriais, como furadeiras portáteis, máquinas de costura, misturadores de alimentos e ferramentas manuais que exigem alto torque de partida. O controle de tensão de armadura é um método eficaz e simples de controle de velocidade na maioria dessas aplicações. Motores CA de estado sólido podem ser usados para controlar a tensão aplicada ao motor. Os controladores de tensão CA com SCRs ou TRIACs conectados back-to-back que empregam a estratégia de controle de fase estão disponíveis comercialmente para esta finalidade. No entanto, verifica-se que os controladores criam problemas como introdução de harmônicos na alimentação de entrada, fator de potência de alimentação deficiente e inferência em equipamentos de comunicação. Esses problemas são graves em grandes ângulos de disparo do controlador. Os problemas introduzidos pelo método de controle de fase podem ser superados se a técnica de modulação por largura de pulso for empregada para o controle de velocidade de motores CA na Índia.
A principal vantagem dos inversores multifásicos controlados por frequência é que eles possuem mais recursos de controle do que os trifásicos. O aumento do número de fases do sistema inversor (ou seja, o número de fases) em mais de cinco, juntamente com a aplicação conjunta do método de controle de sobrefase e o princípio clássico de controle de frequência do motor CA nesses sistemas, permitem melhorar consideravelmente uma série de as características técnicas e econômicas do inversor (velocidade de resposta, confiabilidade, custo de fabricação, etc.).
Os motores elétricos constituem quase dois terços da utilização de energia elétrica para aplicações domésticas, comerciais e industriais. O custo de energia ao longo da vida de funcionamento dos motores é muito maior do que o custo total de compra dos motores. A falha de um motor pode custar mais em termos de produção e falha no compromisso com o cliente e o governo. Uma única falha pode afetar negativamente a lucratividade de uma empresa no curto prazo, falhas múltiplas ou repetidas podem reduzir a competitividade tanto no longo quanto no médio prazo. É uma prática bem conhecida na indústria reparar/rebobinar um motor defeituoso para evitar um custo de capital na compra de um novo motor.
O controlador mais utilizado na indústria é o controlador proporcional-mais-integral (PI), que requer um modelo matemático do sistema. O controlador lógico fuzzy (FLC) oferece uma alternativa ao controlador PI convencional, especialmente quando os modelos de sistema disponíveis são inexatos ou indisponíveis. Além disso, os rápidos avanços nas tecnologias digitais deram aos projetistas a opção de implementar controladores usando o Field Programmable Gate Array (FPGA) que depende da programação paralela. Este método tem muitas vantagens sobre os microprocessadores clássicos. Neste trabalho de pesquisa, um FLC, que é fabricado em uma placa FPGA moderna (Spartan-3A, Xilinx Company), é proposto para implementar um protótipo de um controlador de velocidade para motor de indução trifásico (tipo gaiola de esquilo). As estratégias de inversores FLC e PWM que foram construídas em FPGA apresentaram resposta de velocidade rápida e boa estabilidade no controle do motor de indução trifásico.
Olhando para a questão preocupante do rápido aumento dos custos de funcionamento devido aos preços de combustível disparados e normas de emissão rigorosas na indústria automotiva, a solução preeminente são HEVs e EVs, que doravante prova ser elucidativo. Para o estudo mais aprofundado de HEVs e EVs, a fim de obter soluções improvisadas para as questões acima mencionadas, o motor é parte indispensável dele, sendo a força propulsora em tempo integral ou fornecendo propulsão em tempo parcial ao veículo. Desde tempos imemoriais motores estão sendo usados em HEVs e EVs como força principal, e o uso do motor sofreu várias mudanças, desde motores DC sendo usados inicialmente para motores AC encontrando aplicações atuais com alguns motores especiais. Os motores são categorizados em três: motores CC elementares, motores CA e motores especiais.
O sistema de diagnóstico e controle de falhas permite a análise on-line em um aplicativo de desktop, um aplicativo da Web e análise off-line para determinar as falhas e soluções do transformador com base em determinados sintomas observados no equipamento e sua comparação com os resultados do levantamento da condição do sistema de refrigeração , condição da bucha, condição do sistema de isolação, evolução da descarga parcial, ligação/desligamento do transformador, ultrapassagem dos limites dos parâmetros monitorados e estimativa da vida útil remanescente, cujos dados são continuamente atualizados no banco de dados do sistema existente.Controle vetorial de motores CA usando MCUs de baixo custo. Esses módulos são desenvolvidos para motores CA, motores CC e lâmpadas de rua e são integrados em um pacote chamado sistema de diagnóstico e controle de falhas (FDC). O sistema FDC proposto usa uma arquitetura de sistema especialista baseada na Web que tem se mostrado uma plataforma eficaz para aplicações de diagnóstico e controle de transformadores.
Na prática, a maioria desses acionamentos é baseada em motores CA porque esses motores são robustos, confiáveis e relativamente baratos. O conversor monofásico para trifásico tem uma ampla gama de aplicações em áreas rurais e também em indústrias onde equipamentos trifásicos ou motores devem ser operados a partir da alimentação monofásica facilmente disponível. Esses conversores são uma excelente escolha para situações em que a fonte de alimentação trifásica não está disponível. A vantagem adicional é que os motores trifásicos são mais eficientes e econômicos do que os motores monofásicos. Além disso, a corrente de partida em motores trifásicos é menos severa do que em motores monofásicos. Isso precisa de uma conversão de fase única para trifásica forte, eficiente e de alta qualidade. Técnicas avançadas de PWM são empregadas para garantir tensão de saída de alta qualidade e entrada senoidal no terminal da fonte monofásica.
A maior parte da eletricidade é consumida para fins de acionamento. Os motores de corrente alternada são responsáveis por uma parcela importante do uso total de eletricidade em acionamentos. Não apenas no setor industrial, a energia consumida pelos motores CA nos setores agrícola e comercial também é bastante substancial. Eles consomem cerca de 70% da eletricidade apenas no setor industrial. Portanto, a eficiência do motor é de suma importância, tanto para a conservação de energia quanto para o custo energético. Este artigo destaca métodos para melhorar a eficiência de motores de indução CA. A eficiência do motor é definida como a razão entre a potência mecânica de saída e a potência elétrica de entrada para o motor, ou seja,
O processo normalmente é bem-sucedido se a potência nominal dos inversores, motores CA, entradas/saídas analógicas e digitais dos sensores e sua interface estiverem coordenados de tal forma que sua força e polaridades não sejam perdidas e deterioradas. Um esforço técnico é feito para entender o mecanismo e a distribuição de forças e combinar as características dos motores e acionamentos, juntamente com os encoders e relações de caixa de engrenagens envolvidos.
A escassez de energia é vital e para sobreviver à escassez, as empresas estão inventando maneiras de extrair energia de fontes renováveis. O aumento da eficiência do uso final e a necessidade de desenvolvimentos tecnológicos para resolver a escassez de energia reside no aumento da eficiência em motores elétricos e no uso de tais tecnologias em aplicações. A ciência nos diz que os motores elétricos operam através da interação de campos magnéticos e condutores de corrente para gerar força.
Conversores CA para CC são amplamente utilizados para conversão CA para CC, controle de velocidade de motores CA, etc. A mudança é feita para moldar a tensão de saída senoidal. A carga é conectada no lado secundário do transformador de isolação e comutação de derivação. Durante cada meio ciclo, um circuito controlador é usado para comutar sistematicamente diferentes dispositivos de comutação conectados ao transformador comutador de derivação. Controle vetorial de motores CA usando MCUs de baixo custo.O circuito controlador recebe o sinal de comando na forma de tensão ou corrente e fornece os sinais de comutação necessários para os dispositivos de comutação relevantes e, em última análise, controla a magnitude da tensão de saída e o desempenho geral do inversor multinível. Um modelo baseado em MATLAB é desenvolvido para tensão de saída de nove níveis. O THD da tensão de saída é reduzido drasticamente com o circuito proposto. Além disso, devido a nove níveis de inversor, os requisitos de filtros também foram reduzidos.
Neste artigo, é apresentado um sistema universal de controle de velocidade do motor com um chopper PWM AC. Princípios de operação do sistema de controle, que é realizado com um microcontrolador, são apresentados. Modelo matemático do motor universal e chopper PWM AC é derivado e o comportamento do sistema é estudado por simulação. O fator de potência da rede, a velocidade do motor e a corrente são analisados para diferentes condições de carga. A análise harmônica da corrente e tensão do motor é fornecida e comparada com a técnica de controle de fase. Experimentos são feitos para verificar a eficácia do sistema. De acordo com os resultados experimentais, tanto o design de hardware simples quanto a boa resposta de velocidade podem ser alcançados.
Os avanços na automação do processo de laminação de metais e os padrões de qualidade de aperto resultam em uma demanda crescente na detecção de falhas e diagnóstico de motores elétricos. Desalinhamento do motor ou carga acoplada no eixo do motor é uma das causas comuns, que cria a maioria das falhas mecânicas e leva à vibração do motor. Embora diferentes algoritmos estejam disponíveis para monitoramento da condição do motor, ainda falta uma identificação on-line do desalinhamento do motor e um relatório abrangente de falhas para o pessoal de manutenção. A análise do espectro de corrente do motor para motor desalinhado não está bem documentada. Este artigo retrata um novo algoritmo de diagnóstico de falhas online relacionado ao desalinhamento de motores de indução alimentados por variadores de velocidade. A abordagem inovadora apresenta análise espectral e método de detecção de falhas baseado em agrupamento. Um novo conjunto de coeficientes de características das falhas mecânicas é extraído da corrente do estator por sua decomposição espectral. A técnica é validada experimentalmente para um motor de indução de 7.5 hp.
Motores CA são os conversores elétricos mais consagrados usados para partida suave ou suave de motores de indução. Mas quando é usado com gerador de indução (funcionando em velocidade super síncrona) ele falha. A causa atribuída a esse comportamento é trazida aqui em detalhes. Além disso, alguns aspectos de economia de energia usando uma máquina de indução de mudança de pólo são descritos. Tanto a simulação quanto os resultados dos testes são apresentados. As turbinas de ondas podem ser do tipo de partida automática ou não. Para obter uma potência controlada, é usada a máquina de indução alimentada por motores CA. A excitação e economia de energia deste sistema de geração elétrica são analisadas com turbinas de partida automática e turbinas sem partida automática.
O princípio de controle vetorial de um motor CA é o controle dinâmico de motores CA e motores de indução em particular para um nível de desempenho comparável ao de uma máquina CC. As equações básicas que descrevem o comportamento dinâmico de uma máquina de indução em um referencial rotativo são detalhadas. Com base nessas equações, a estrutura do acionamento do motor de indução controlado por vetor é derivada. Um procedimento de projeto é desenvolvido para o projeto sistemático do ganho e da constante de tempo de vários controladores. O procedimento é avaliado por meio de extensa simulação computacional. A natureza complexa do esquema controlado por vetores coloca uma pesada carga computacional no controlador. Um controlador baseado em processador de sinal digital (DSP) é desenvolvido para esta finalidade. O circuito de potência é desenvolvido usando transistores bipolares de porta isolada (IGBTs). O desempenho do esquema controlado por vetor é testado em uma unidade protótipo de 40 HP.
Para aplicações de alto torque e baixa velocidade nas indústrias de papel e celulose, um motor CC ou um motor tipo gaiola com redutor tem sido usado. Neste trabalho é apresentado o uso de um motor de indução duplamente alimentado como acionamento de alto torque e velocidade muito baixa. Mostra-se que tal motor funciona como motor de velocidade constante sem nenhum problema de estabilidade.
Neste artigo é apresentada a viabilidade técnica da célula de combustível como um combustível alternativo ao diesel usado em Diesel Electric Multiple Units (DEMUS) para transporte de passageiros suburbano/curta distância na Índia. A célula de combustível é obviamente uma fonte de energia livre de poluição, renovável e bastante. Um sistema foi desenvolvido usando célula de combustível, baterias de íon de lítio e capacitor de ceia para atender aos requisitos de energia transiente e de base do acionamento de transporte. Ele supera a limitação do Sistema de Célula de Combustível (FCS) para fornecer corrente transitória e requisitos de energia. A recuperação de energia através do emprego de frenagem regenerativa e a necessidade de sistemas de armazenamento de energia elétrica também são deliberadas para tornar a operação eficiente. Acionamentos elétricos, células de combustível, topologias de conversores também são brevemente discutidos. O desempenho do DEMU baseado em FCS foi simulado em uma rota padrão, o que mostra que cerca de 35% de energia pode ser recuperada durante a frenagem regenerativa.
O gerador é o equipamento mais importante e caro no sistema de energia. Para a confiabilidade do sistema de energia, a proteção do gerador é muito importante. Existem diferentes tipos de proteção do gerador que existem no campo real, como proteção de potência reversa, proteção de falta à terra do estator e rotor, proteção de sequência de fase negativa, proteção contra sobrecorrente, proteção contra sobretensão, etc. ambiente laboratorial, foi projetado e desenvolvido um painel de proteção com diversos relés. O painel de proteção foi praticamente construído no Laboratório de Dinâmica de Fluidos e Máquinas no departamento de Engenharia de Energia da Universidade de Jadavpur, Kolkata. O gerador, sob proteção, é acionado através de uma turbina pico Francis de eixo horizontal de 100mm de tamanho; Cabeça de trabalho de 1.5 m com uma descarga de 2000 lpm.
Neste artigo, o método de controle adaptativo é aplicado a um motor síncrono de ímã permanente (PMSM). É desenvolvido um controle adaptativo que depende da linearização de realimentação de entrada-saída para controle de torque e velocidade do PMSM. Através da linearização de realimentação, o desacoplamento e os controles de corrente direta e quadrática são alcançados. O torque torna-se apenas proporcional à corrente quadrática e a corrente contínua é controlada a zero. Controle vetorial de motores CA usando MCUs de baixo custo.O controle adaptativo é utilizado para estimar a variação incerta dos parâmetros da planta e também não necessita de nenhuma informação prévia do parâmetro real. Com a ajuda do resultado da simulação, o esquema de controle adaptativo é executado. A partir destes resultados, fica claro que o método proposto obtém alto desempenho dinâmico como controle vetorial.
Na Índia, a demanda por água está aumentando continuamente devido ao crescimento da população. Aproximadamente 16.5% de toda a eletricidade do país usada para bombear essa água é proveniente de combustíveis fósseis, levando ao aumento do custo do ciclo de vida da bomba (LCC) e das emissões de gases de efeito estufa (GEE). Com o recente avanço em eletrônica de potência e acionamentos, energias renováveis como energia solar fotovoltaica e eólica estão se tornando prontamente disponíveis para aplicações de bombeamento de água, resultando na redução das emissões de GEE. Recentemente, a pesquisa para sistemas de bombeamento de água baseados em motores CA (WPS) recebeu uma grande ênfase devido aos seus inúmeros méritos. Além disso, considerando a tremenda aceitação de fontes renováveis, especialmente solar e eólica, este artigo fornece uma revisão detalhada de WPS de estágio único e multiestágio que consiste em motores CA alimentados por fontes renováveis. A revisão crítica é realizada com base na seguinte figura de mérito, incluindo o tipo de motor, interface de eletrônica de potência e estratégias de controle associadas.
De fato, pela hibridização de fontes de energia, é possível obter vantagens de diferentes fontes renováveis. Neste conversor a potência pode ser distribuída de forma flexível sem qualquer distorção entre as fontes de entrada. Este conversor possui várias saídas com diferentes níveis de tensão que o tornam adequado para interfacear diferentes inversores. O uso de diferentes inversores leva à redução dos harmônicos de tensão. O conversor tem dois indutores e dois capacitores. Dependendo dos estados de carga e descarga do sistema de armazenamento de energia, dois modos diferentes de operação de energia são definidos para o conversor. A validade do conversor proposto e seu desempenho de controle são verificados por estimulação e resultados experimentais para diferentes condições de operação
