Implementación experimental del control vectorial de la máquina de inducción

Abstract

En el último tiempo ha habido una creciente preocupación respecto a los efectos ya notorios del uso excesivo de combustibles fósiles en las diferentes áreas de las economías mundiales. Entre estas, el área del transporte es una de las que más aporta a la crisis climática global debido al excesivo uso de hidrocarburos que se requiere para su funcionamiento. Es por eso que desde la década pasada ha empezado a surgir con fuerza la idea de electrificar los sistemas de transporte para así poder prescindir de los motores de combustión interna. Si bien el concepto de eléctromovilidad ha tomado mayor notoriedad en autobuses y automóviles, estos no son los únicos medios de transporte que han empezado a adoptar la electricidad como energía para el transporte. Los barcos también se están volviendo cada vez más electrificados, siendo cada vez más las embarcaciones con sistemas de propulsión en base a motores eléctricos. Como en toda transición tecnológica, la electrificación del sistema de propulsión de las embarcaciones marinas no está exenta de desafíos. Entre estos, existe un problema en particular con cambiar el motor de combustión a uno eléctrico, ya que esto implica una reducción en el peso del sistema mecánico que facilita la generación de vibraciones torsionales en el sistema de transmisión. Para remediar esta situación, es posible incorporar un sistema de control que se encargue de reducir estas vibraciones en el sistema de propulsión de las embarcaciones. En este trabajo de título, se implementa experimentalmente un sistema de control vectorial para una máquina de inducción jaula de ardilla, bajo el contexto que este es el tipo de motor eléctrico más utilizado en la propulsión eléctrica de embarcaciones. Este sistema será utilizado para validar la estrategia de control propuesta en el proyecto Fondecyt 11200866, la cual busca reducir las vibraciones torsionales en los sistemas de propulsión. Dado que este sistema experimental será utilizado en el futuro por personas que no conocen los detalles del diseño e implementación que se exponen en este informe, se elabora un manual de operación adicional que permitirá comunicar de manera concisa los pasos a seguir para poder operar el sistema. Respecto a los principales resultados que se obtienen a partir de este trabajo, se puede decir en primer lugar que se logra realizar exitosamente el estudio, la identificación y los ensayos respectivos a los distintos equipos que conforman el sistema experimental en cuestión. También se consigue validar el sistema de control vectorial mediante la realización de simulaciones computacionales, tanto convencionales como en tiempo real. Adicionalmente, se dejan establecidas todas las conexiones de control y de potencia del sistema. Por otra parte, se comprueba el correcto envío y recepción de las señales entre el inversor, los sensores y el controlador. Finalmente, se confirma que el inversor funciona en base a las señales de control enviadas por el controlador. Por lo tanto, el presente trabajo de título logra dejar implementado un sistema de control vectorial, el cual a futuro debe ser validado experimentalmente.